Коммуникационные средства многомашинных ВС

с архитектурой MPP уровня пользователя

• Распределенная память
• Слабая

Различают три типа средств:

1) Обмен сообщениями(команды послать/принять)

a) Синхронный |

b) Асинхронный |àПарадигма ввода-вывода.

2) Вызов удаленных процедур RPC
à универсальное средство разработки ПО для SMP&MPP

3) Распределенная память совместного доступа DSM

2+3 инструменты для создания ПО для SMP&MPP систем.
Подробнее…

(1) Основан на 2х операциях вызова
SEND (что, куда) и
RECIEVE (что, откуда)
что= сообщ. Куда=Id-процесса.

(a) Варианты реализации SEND

1. Синхронная – блокирующие операции Send – после запуска операции ЦП простаивает

2. Асинхронная – неблокирующая операция Send- копирует сообщения в буфер ядра системы

i. Минус: накладные расходы на копирование сообщений для ЦП и ОП

3. Асинхронная№2 - неблокирующая операция Send с прерываниями при завершении передачи данных

i. Минус: усложенние обработки

4. Неблокирующая операция Send с блокированием буфера с сообщением только на чтение.

i. Минус: усложенние управления буферами

(b) Варианты реализации RECIEVE

1. блокирующая операция – ЦП простаивает до прибытия сообщения

2. неблокирующая операция с прерыванием при поступлении сообщения.

3. неблокирующая операция с почтовым ящиком и его адресом.

4. неблокирующая операция с активными сообщениями – порождает временные потоки для обработки поступившего сообщения.

i. Минус: накладные расходы на создание и завершение потоков обработки.

(2) RPC – вызов удаленных процедур должен быть максимально похож на локальный вызов

(i) Ограничения –

1. в RPC невозможно обращение из указателей, т.е программы расположены в различных адресных пространствах.

2. Невозможно использовать глобальные переменные.

3. Необходимо жесткое мета-описание параметров вызова (тип, форма данных, структура, кол-во элементарных данных)

(3) DSM – основана на технике загрузки/выгрузки
единое адресное пространство/распр. разделяемая память.
Уровни реализации DSM:

Выч. Машина№1	Выч. Машина№1
Реализация на уровне приложения(3)
Поддержка исполнения приложения	Поддержка исполнения приложения
Реализация на уровне ОС(2)
ОС	ОС
Аппаратная реализация(1)
Аппаратура	Аппаратура

1. CC-NUMA, CMP

2. кластеры приложений

3. Крупные корпоративные приложения(Lotus, Domino)

(ii) Проблемы:

1. Ложного совместного использования – два процесса обращаются к разным частям на к одной странице. Возникает тем чаще, чем больше разделяемая таблица.

2. Последовательная непротиворечивость ЛСИ – необходимо использование протокола когерентности с различными моделями состоятельности

МОДЕЛИ СОСТОЯТЕЛЬНОСТИ
РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ

Причины введения протоколов когерентности состоит в иерархичности памяти ОЗУ, КЭШ, МД.

Параметры реализации разделяемой многими ЦП памяти:

1) Способ реализации механизмов когерентности: аппаратный, программный, аппаратно-программный

2) Тип разделяемых объектов данных – слово, строка;
страница, сегмент, фрагмент(МД-ОЗУ)

3) Модель состоятельности определяет допустимые последовательности обращений к памяти:

a) SR SW

b) MR SW

c) MR MW

4) Политика обеспечения когерентности

a) Немедленная модификация

b) Объявление несостоятельности копий

5) Механизм управления распределением памяти

a) Местоположение

(1) Централизованный

(2) Распределенный

b) Динамика

(1) Статическое

(2) Динамическое

Различают следующие модели состоятельности:

1) Строгая – каждая операция чтения/записи возвращает последнее записанное значение

2) Последовательная – все ЦП в ВС соблюдают один и тот же порядок чтения/записи. ЦП, выполняющий запись, приостанавливается до тех пор, пока не получит подтверждения об объявлении копий несостоятельными(ВС с распределенной памятью)

3) Слабая – вводит разграничения между обычным и синхронизированным доступом к объектам, которые разделяются(имеются точки синхронизации)
------ точки синхронизацииà t

4) Свободная модель(развитие и уточнение слабой). Вводятся аналоги КрУ – интервалы синхронизированного доступа к разделяемым объектам
(=начало интервала)=конец интервала

a) Неторопливо-свободная модель – модификация копий разделяемого объекта откладывается до момента его обработки
модификация в момент входа в синхроинтервал
à (обработка разделяемого объекта

b) Нетерпеливо-свободная модель – модификация доставляется в момент выхода из синхроинтервала.
(изменение реального объекта) ßдоставка изменений ЦП, разделяющих объект