Классификация по типу строения оперативной памяти

1) В вычислительных системах с общей памятью (Common Memory Systems или Shared Memory Systems) значение, записанное в память одним из процессоров, напрямую доступно для другого процессора. К общей памяти доступ разных процессорами системы осуществляется, как правило, за одинаковое время. Поэтому такая память называется еще UMA–память (Unified Memory Access) — памятью с одинаковым временем доступа. Системы с такой памятью называются UMA-системами. Системы с распределенной памятью называются также слабосвязанными системами. Вычислительные системы с распределенной памятью называются мультикомпьютерными вычислительными системами или мультикомпьютерами.

2) В системах с распределенной памятью (Distributed Memory Systems) каждый процессор имеет свою локальную память с локальным адресным пространством (большое число быстрых каналов, которые связывают отдельные части этой памяти с отдельными процессорами). Обмен информацией между частями распределенной памяти осуществляется обычно относительно медленно. Системы с распределенной памятью называются также слабосвязанными системами. Вычислительные системы с распределенной памятью называются мультикомпьютерными вычислительными системами или мультикомпьютерами.

3) Системы с гибридной памятью - NUMA-системы (Non-Uniform Memory Access Systems) имеют память, которая физически распределена по различным частям системы, но логически разделяема (образует единое адресное пространство). Такая память называется еще логически общей (разделяемой) памятью (logically shared memory). В отличие от UMA-систем, в NUMA-системах время доступа к различным частям оперативной памяти различно.

Методы построения МП-систем.
1) В мультипроцессорных системах с подчиненными процессорами один ЦП является главным, остальные - подчиненными (ведущий - ведомые). Операционная система выполняется только на главном процессоре. Этот ЦП осуществляет ввод/вывод и управляет загрузкой подчиненных процессоров. Подчиненные процессоры выполняют только программы пользователя. Узкое место - главный процессор. Он должен иметь большую мощность (производительность), чем подчиненные процессоры, чтобы последние не простаивали.
2) В мультипроцессорной системе с равноправными процессорами каждый ЦП имеет собственную ОС и управляет собственными ресурсами и устройствами ввода/вывода по типу многомашинных комплексов. В такой организации для управления всей системы существуют таблицы с глобальной системной информацией, доступ к которой строго контролируется методом взаимного исключения. Каждый ЦП берет из общей операции задание и выполняет его до завершения. Во время исполнения взаимодействие между ЦП не предусматривается. Данную систему характеризует высокая надежность, но не достаточно высокий уровень распараллеливания.
3) Симметричная организация наиболее сложна и эффективна. Здесь все ЦП - идентичны. Каждый из них может управлять работой любого периферийного устройства и обращаться к любому устройству памяти. В общей области памяти существует две очереди: очередь готовых процессов и очередь готовых процессоров. В любой момент времени любой готовый процесс может выполняться на любом готовом процессоре. Процессы во время своего исполнения мигрируют между ЦП. ОС также перемещается по процессорам, но в каждый момент времени может находиться только на одном процессоре.
Достоинства: высокая надежность (отказ одного из ЦП исключает его из очереди готовых процессоров); сбалансированная загрузка ЦП; лучшее использование ресурсов. Недостатки - возрастает число конфликтов по системному обслуживанию, так как ОС имеется только в одном экземпляре.