ВС классификация по Флинну

Многомашинные и многопроцессорные ВС.

Микропроцессорная система-система, которая работает под управлением единой ОС.

Многомашинная система- различные ОС, где между машинами осуществляется только обмен информацией.

Повышение производительности ВТ достигается за счет:

1)Совершенствование технологии и элементов системы. Следовательно, рост такт част, освоение новых принципов (оптические процессоры, процессоры на арсениде галлия)

2)Создание коллектива вычислителей и рас||-ние вычисления – создание многомашинных и многопроцессорных систем).

Многопроцессорные ВС классифицируются по способу обработки информации

(Классификация по Флинну):

1. ОКОД (1 поток команд – 1 поток данных):

2. МКОД:

Пр.- конвейерная система, системы типа Cray, Ciber (быстродействие максимальное). Пр.- мультимедийные приложения, обработка изображений и звуков с максимальной производительностью.

3.ОКМД: к/д – команда/данные.

Если ЭМ заменить ОЭВМ, то эта система – транспьютер.

Матричные процессоры – системы типа Solomon (каждый процессор работает со своим потоком данных, затем данные соединяются).

4. МКМД (система произвольной структуры):

Пр.- всевозможные нерегулярные структуры, где каждая машина работает по своим алгоритмам и образует свой поток данных.

Производительность ЭВМ и сетей.

Под производительностью понимается число матем операций выполняемых в единицу времени. При этом она подразделяется на:

1)Номинальная произв-ть- использ для определения быстро-действия процессора. Пусть есть набор команд λ₁… λ_к ,вероятность выполнения каждой операции одинакова 1/к, время выполнения τ_i i=1,к:

Номинальн произв-ть не учитывает обращение процессора к памяти и ВУ.

2)Производительность по Гиббсону- он предполагает, что вероят-ность выбора каждой команды имеет свое значение:

Совокупность коэфф ρ_i назса смесью Гиббсона.

3)Средняя производительность- определяет-ся как и смешанная производ-ть :

так же м/б на смеси Гиббсона , но время выполнения команды учитывает время обращения к памяти и ВУ необходимое для выполнения данной команды.

Производительность сети.

n-число машин.

η₁- потери от стояния в очереди общих аппаратных ресурсов

η₂- потери по неготовности результата (разной длительности выполнения фрагмента общей задачи при распарал вычислений.)

η₃- стояние в очереди к общим программным ресурсам.

Типовые структуры ВС

a)Структура с общей шиной:

+)Простота, легкая наращи-ваемость вычислителей.

Структура достаточно хорошо работает при связных задачах. Коэфф связности задач- это отношение числа команд участвующих в межмашинном обмене к общему числу команд выполненных данной машиной (в %). Число машин ограничивается пропускной способностью шины.

-) низкая надежность из-за наличия общего ресурса (шины)

б)Каждый с каждым :

+)Увеличение надежности, нет стояния в очереди к общим аппаратн рес-ам.

-)При наращивании числа машин аппаратные затраты увел в геометр прогрессии.

Реально в такой структуре число машин не более 10.

в)Смешанная структура :

1)Машины с дублированием шины

Обладает более высокой надежностью чем у стр-ры с общей шиной, т.к. канал продублирован.

2)Кольцо

+)Легкая наращиваемость

При обрыве структура превращается в 1.

Кольцо и машина с дуплексной связью близки друг к другу по показателям надежности + удобство на-ращивания и при приемлемык аппар затратах.

3)Различные варианты древовидных структур

Любая конкретная задача будет решаться эффективнее если под нее сделать специальный вычислитель. Обычно древовидные структуры определяются особенностью алгор-ма реализуемого данным вычислителем.

Структура с общей шиной при обмене инф м/у 2-мя машинами ведущая машина включает(переводит ведомую) в режим ПДП на время обмена инф => потеря производительности.

Система с почтовым ящиком

Информация нобходимая для межмаш обмена нах-ся в п/я

-)П/я превращается в общий ресурс и в каждый момент времени к п/я может обрвщатся только одна машина.

Система с многопортовым ОЗУ

Позволяет одновременное обра-щение к ОЗУ до 4 машин (по разл адресам). При обращении двух машин к одному адресу одна из машин получит задержку, но вероятность этого мала. Число машин ограничено числом портов. На сегодняшний день микросхемы многопортового ОЗУ позволяют наращивать до 4-х ЭВМ.