WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаІнформатика, Компютерні науки → Планування ресурсу „центральний процесор” - Реферат

Планування ресурсу „центральний процесор” - Реферат

загальній пам'яті й спільно використовуваним програмам. Необхідно передбачити ефективні засоби блокування при доступі до поділюваних інформаційних структур ядра. Всі ці проблеми повинна вирішувати операційна система шляхом синхронізації процесів, ведення черг і планування ресурсів. Більше того, сама ОС повинна бути спроектована так, щоб зменшити існуючі взаємозалежності між власними компонентами.
У наші дні стає загальноприйнятим введення в ОС функцій підтримки мультипроцесорної обробки даних. Такі функції є у всіх популярних ОС, таких як Sun Solaris 2.x, Santa Crus Operations Open Server 3.x, IBM OS/2, Microsoft Windows NT і Novell NetWare, починаючи з 4.1.
Мультипроцесорні системи часто характеризують або як симетричні, або як несиметричні. При цьому варто чітко визначати, до якого аспекту мультипроцесорної системи ставиться ця характеристика - до типу архітектури або до способу організації обчислювального процесу.
Симетрична архітектура мультипроцесорної системи припускає однорідність всіх процесорів і однаковість включення процесорів у загальну схему мультипроцесорної системи. Традиційні симетричні мультипроцесорні конфігурації розділяють одну більшу пам'ять між всіма процесорами.
Масштабування, або можливість нарощування числа процесорів, у симетричних системах обмежена внаслідок того, що всі вони користуються однією й тією ж ОП. Отже, повинні розташовуватися в одному корпусі. Така конструкція, називана масштабованою по вертикалі, практично обмежує число процесорів до чотирьох або восьми.
У симетричних архітектурах всі процеси користуються однією й тією ж схемою відображення пам'яті. Вони можуть дуже швидко обмінюватися даними, так що забезпечується досить висока продуктивність для тих додатків (наприклад, при роботі з базами даних), у яких кілька завдань повинні активно взаємодіяти між собою.
В асиметричній архітектурі різні процесори можуть відрізнятися як своїми характеристиками (продуктивністю, надійністю, системою команд і т.д., аж до моделі мікропроцесора), так і функціональною роллю, що поручається їм у системі. Наприклад, одні процесори можуть призначатися для роботи як основні обчислювачі, інші - для керування підсистемою в/в, треті - ще для якихось особливих цілей.
Функціональна неоднорідність в асиметричних архітектурах спричиняє структурні відмінності у фрагментах системи, що містять різні процесори системи. Наприклад, вони можуть відрізнятися схемами підключення процесорів до системної шини, набором периферійних пристроїв і способами взаємодії процесорів із пристроями.
Масштабування в асиметричній архітектурі реалізується інакше, ніж у симетричній. Тому що вимога єдиного корпуса відсутня, система може складатися з декількох пристроїв, кожне з яких містить один або кілька процесорів. Це масштабування по горизонталі. Кожний такий пристрій називається кластером, а вся мультипроцесорна система - кластерної.
Іншим аспектом мультипроцесорних систем, що може характеризуватися симетрією або її відсутністю, є спосіб організації обчислювального процесу. Останній, як відомо, визначається й реалізується ОС.
Асиметричне мультипроцеування є найбільш простим способом організації обчислювального процесу в системах з декількома процесорами. Цей спосіб часто називають також "ведучий-відомий".
Функціонування системи за принципом " ведучий-відомий " припускає виділення одного із процесорів у якості "провідного", на якому працює операційна система і який управляє всіма іншими "веденими" процесорами. Тобто провідний процесор бере на себе функції розподілу завдань і ресурсів, а ведені процесори працюють тільки як обробні пристрої й ніякі дії по організації роботи обчислювальної системи не виконують.
Тому що ОС працює тільки на одному процесорі й функції керування повністю централізовані, те така ОС виявляється не набагато складніше ОС однопроцесорної системи.
Асиметрична організація обчислювального процесу може бути реалізована як для симетричної мультипроцесорної архітектури, у якій всі процесори апаратно нерозрізнені, так і для несиметричної, для якої характерна неоднорідність процесорів, їхня спеціалізація на апаратному рівні.
В архітектурно-асиметричних системах на роль провідного процесора може бути призначений найбільш надійний і продуктивний процесор. Якщо в наборі процесорів є спеціалізований процесор, орієнтований, наприклад, на матричні обчислення, то при плануванні процесів операційна система, що реалізує асиметричне мультипроцесування, повинна враховувати специфіку цього процесора. Така спеціалізація знижує надійність системи в цілому, тому що процесори не є взаємозамінними.
Симетричне мультипроцесування як спосіб організації обчислювального процесу може бути реалізоване в системах тільки із симетричною мультипроцесорною архітектурою. Нагадаємо, що в таких системах процесори працюють із загальними пристроями й поділюваною основною пам'яттю.
Симетричне мультипроцесування реалізується загальною для всіх процесорів ОС. При симетричній організації всі процесори рівноправно беруть участь і в керуванні обчислювальним процесом, і у виконанні прикладних завдань. Наприклад, сигнал переривання від принтера, що роздруковує дані прикладного процесу, виконуваного на деякому процесорі, може бути оброблений зовсім іншим процесором. Різні процесори можуть у якийсь момент одночасно обслуговувати як різні, так і однакові модулі загальної ОС. Для цього програми ОС повинні мати властивість повторної входимості (реєнтерабельності).
ОС повністю децентралізована. Модулі ОС виконуються на будь-якому доступному процесорі. Як тільки процесор завершує виконання чергового завдання, він передає керування планувальникові завдань, що вибирає із загальної для всіх процесорів системної черги завдання, що буде виконуватися на даному процесорі наступної. Всі ресурси виділяються для кожного виконуваного завдання в міру виникнення в них потреб і ніяк не закріплюються за процесором. При такому підході всі процесори працюють із одним й тим же навантаженням, що вирівнює динамічно. У рішенні одного завдання можуть брати участь відразу кілька процесорів, якщо вона допускає таке розпаралелювання, наприклад шляхом подання у вигляді декількох потоків.
У випадку відмови одного із процесорів симетричні системи, як правило, порівняно просто реконфігуруються, що є їхньою більшою перевагою погано реконфігуруються - асиметричними системами.
Симетрична й асиметрична організація обчислювального процесу в мультипроцесорній системі не зв'язана прямо із симетричною абоасиметричною архітектурою, вона визначається типом ОС. Так, у симетричних архітектурах обчислювальний процес може бути організований як симетричним образом, так і асиметричним. Однак асиметрична архітектура неодмінно спричиняє й асиметричний спосіб організації обчислень.
2.2. Мікропроцесори.
Невід'ємним компонентом будь-якої ЕОМ є ЦП. У сучасних ПК функції ЦП виконують мікропроцесори. Найчастіше це велика інтегральна схема, що представляє собою кремнієвий кристал у пластмасовому, керамічному чи металокерамічному корпусі, на якому розташовані висновки для прийому і видачі електричних сигналів. Ступінь інтеграції інтегральної схеми визначається
Loading...

 
 

Цікаве