Структуры вычислительных систем

Понятие «вычислительная система» предполагает наличие множества процессоров или законченных вычислительных машин, при объединении которых используется один из подходов.

В вычислительных системах с общей памятью (рис.1.9) имеется общая основная память, совместно используемая всеми процессорами системы. Связь процессоров с памятью обеспечивается с помощью коммуникационной сети, чаще всего вырождающейся в общую шину. Достоинством данной схемы является возможность обмена информацией между процессорами без дополнительных операций, что обеспечивается за счёт доступа к общим областям памяти. Данная структура применяется в многопроцессорных системах и не используется в многомашинных системах.

Альтернативный вариант организации – распределённая система (многомашинная ВС), где общая память вообще отсутствует, а каждый процессор обладает собственной локальной памятью (рис. 1.10). Часто такие системы объединяют отдельные ВМ. Обмен информацией между составляющими системы обеспечивается пересылкой сообщений через коммуникационную сеть. Подобная вычислительная система является эффективной только при решении задач, имеющих очень специальную структуру: она должна разбиваться на столько слабо связанных подзадач, сколько компьютеров в системе. Подобное построение ВС снимает ограничения, свойственные общей шины, но приводит к дополнительным издержкам на пересылку сообщений между процессорами и машинами.

Архитектура с параллельными процессорами (рис.1.11). Здесь несколько АЛУ работают под управлением одного УУ. Это означает,что множество данных может обрабатываться по одной программе, то есть по одному потоку команд. Высокое быстродействие такой архитектуры можно получить только на задачах, в которых одинаковые вычислительные операции выполняются одновременно на различных однотипных наборах данных.

Поиск по сайту: