第7章多处理机 定义:具有两个以上的处理机,在操作系统的 控制下,通过共享存储器或输入/输出子系 统或高速通信网络进行通信的系统。 7.1多处理机的特点及主要技术问题 类别:多指令流多数据流(MIMD) 1.与并行处理机的主要区别 结构灵活性 >程序并行性 >并行任务派生
第7章 多处理机 定义：具有两个以上的处理机，在操作系统的 控制下，通过共享存储器或输入/输出子系 统或高速通信网络进行通信的系统。 7.1 多处理机的特点及主要技术问题 类别: 多指令流多数据流 (MIMD) 1.与并行处理机的主要区别 Ø 结构灵活性 Ø 程序并行性 Ø 并行任务派生
1.与并行处理机的主要区别 >进程同步 资源分配和任务调度 2.多处理机的主要技术问题 硬件结构的互连 发掘系统的并行性 >任务和子任务的选择粒度 >任务进程同步问题 调度问题与死锁 容错-系统重构
1.与并行处理机的主要区别 Ø 进程同步 Ø 资源分配和任务调度 2.多处理机的主要技术问题 Ø 硬件结构的互连 Ø 发掘系统的并行性 Ø 任务和子任务的选择—粒度 Ø 任务进程同步问题 Ø 调度问题与死锁 Ø 容错--系统重构
72多处理机的硬件结构 72.1紧耦合与松耦合方式 1.紧耦合多处理机 基本特征:共享主存实现多处理机间通信 类别:处理机不带专用 Cache和自带 Cache二种 基本组成结构 非对称IO子系统与冗余连接 实际举例 自带 Cache的机器:IBM3084S-1 不带 Cache的机器:Cmmp
7.2 多处理机的硬件结构 7.2.1 紧耦合与松耦合方式 1. 紧耦合多处理机 Ø 基本特征: 共享主存实现多处理机间通信 Ø 类别: 处理机不带专用Cache和自带Cache二种 Ø 基本组成结构 Ø 非对称I/O子系统与冗余连接 Ø 实际举例 自带Cache 的机器: IBM 3084 S-1 不带Cache 的机器: C.mmp
中断信号互连网络 ISIN 中断信号互连网络 ISIN I/0通道 0 I/0通道 I/0-处理 I/O一处 0处理机 机互连网络 理机互连 IOPIN d-1 理机 网络 ULM ULM ULM IOPIN MM MM 「MM …|MM 专用 Cache ULM为非映象局部存贮器 MM为存贮器映象 处理机/存贮器 处理机/存贮器 互连网络PMIN 互连网络PMIN DMA及缓冲器 0 共享存贮器模块 流水线 1 (a)处理机不带专用 Cache 共享存贮器模块 (b)处理机自带专用 Cache 图7.1紧耦合多处理机的结构
存贮器 ∏□…□ 交叉开关矩阵 交叉开关矩阵 处理机 故障 处理机 IOP I0P1/0处理机 □…□…[0通道 IOP,IOP IOP 设备…设备设备 图7.2带非对称I/O子系统的多处理机 图7.3采用冗余连接的非对称I/O子
7.2.1紧耦合与松耦合方式 2.松耦合多处理机 基本特征:通过通道互连或消息传输系统 实现多处理机间通信 基本组成结构 通道和仲裁开关CAS及其作用 >消息传输系统MTS的作用与分类 作用:实现多处理机间的交换信息 分类:单总线 共享的存储器系统:存储模块和互连网络 >实际举例Ctm
7.2.1 紧耦合与松耦合方式 2. 松耦合多处理机 Ø 基本特征: 通过通道互连或消息传输系统 实现多处理机间通信 Ø 基本组成结构 Ø 通道和仲裁开关CAS及其作用 Ø 消息传输系统MTS的作用与分类 作用: 实现多处理机间的交换信息 分类: 单总线 共享的存储器系统:存储模块和互连网络 Ø 实际举例 C* m
LM I/0 LM I/0 CPU CPU cAs1计算机 模块0 CAS 计算机 模块N-} 消息传送系统(MTS) 图7.4通过消息传送系统连接的松耦合多处理机结构
intercluster 组间双总线 K K 地址映象开关 map 时回- Map总线 Caca|…Ca计算机模块 LSI-11总线 计算机模块内部结构 I/0 二二二二二二二二二二二二二二二二二_ 图7.5C多处理机结构
722机间互连形式 重要性 1.总线形式 总线系统效率的提高途径 物理方法:先进的传输媒介 多总线结构 >公用总线访问冲突的解决方法(仲裁算法) 静态优先级 固定时间片法 动态优先级 先来先服务算法
7.2.2 机间互连形式 重要性 1. 总线形式 Ø 总线系统效率的提高途径 物理方法: 先进的传输媒介 多总线结构 Ø 公用总线访问冲突的解决方法(仲裁算法) 静态优先级 固定时间片法 动态优先级 先来先服务算法
2.环形互连形式 >结构 令牌( Token)的作用 >特点: 点到点通信,便于控制,适合光线通信 接口会产生传输延迟 3交叉开关形式 结构 >作用 复杂性 >结点开关形式
2.环形互连形式 Ø 结构 Ø 令牌(Token)的作用 Ø 特点: 点到点通信,便于控制,适合光线通信 接口会产生传输延迟 3.交叉开关形式 Ø 结构 Ø 作用 Ø 复杂性 Ø 结点开关形式