ВСТУП 2
РОЗДІЛ 1 3
1.1 Процесорна симетричність 3
1.2 Потоки команд і даних 4
1.3 З'єднання процесорів 4
1.4 Багатопроцесорна обробка SISD 6
1.5 Багатопроцесорна обробка SIMD 6
1.6 Багатопроцесорна обробка MISD 7
1.7 Багатопроцесорна обробка MIMD 7
РОЗДІЛ 2 9
2.1 Типи багатопроцесорних систем 9
2.2 Система UMA 10
2.3 Система NUMA 12
2.4 Система COMA 14
2.5 Використання багатопроцесорних систем 17
2.6 Порядок доступудо пам'яті в Sparc 19
2.7 Шинна архітектура 20
2.8 Системи NUMA-Q 21
2.9 Масивно паралельні системи Cray/SGI Origin 23
ВИСНОВОК 26
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ 27
Багатопроцесорність (Мультипроцесор, Багатопроцесорна обробка, англ. Multiprocessing) — використання пари або більшої кількості фізичних процесів в одній комп'ютерній системі. Термін також відноситься до здатності системи підтримати більш ніж один процесор і здатність розподілити завдання між ними. Існує багато варіантів даного поняття, і визначення Багатопроцесорність може мінятися залежно від контексту, головним чином залежно від того, як визначені процесори (багато ядер в одному кристалі, безліч чіпів в одному корпусі, безліч корпусів в одному системному модулі, і т. д.).
Багатопроцесорністю іноді називають виконання множинних паралельних програмних процесів в системі в протилежність виконанню одного процесу у будь-який момент часу. Проте терміни багатозадачність або мультипрограмування є більш відповідними для опису цього поняття, яке здійснене головним чином в програмному забезпеченні, тоді як багатопроцесорна обробка є більш відповідною, щоб описати використання множинних апаратних процесорів. Система може бути і багато-процесорною і мульти-програмованою, тільки одній з двох, або ні тій і ні іншій.[2].
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Мельник А.А. Процессоры обработки сигналов / А.А. Мельник. - Львов :ИППМ НАН Украины, 1983.
2. Ліщина Н. М. Застосування елементів інформаційних технологій до розв’язування математичних завдань / Н. М. Ліщина, В.О. Ліщина // Збірник наукових праць: проблеми педагогічних технологій. - Випуск 3.- Луцьк: Луцький інститут розвитку людини, 2011.- с. 201¬205.
3. Мельник А.О. Порівняльний аналіз типів пам’яті комп’ютера / А.О. Мельник, Д.Х. Аль Равашдех // Вісник Національного університету "Львівська політехніка: комп'ютерні системи та мережі. - Львів : Львівська політехніка, 2007. - № 603.-с.81-86.
4. Мельник А.О. Архітектура комп’ютера / Наукове видання. – Луцьк: Волиньська обласна друкарня, 2008 р. – с. 470.
5. Э. Танненбаум. Архитектура компьютера /4-е издание – Санкт –Петербург: Питер, 2003 р. – с. 696
6. [www.ibm.com/NUMA-Q]. – лінк розробника системи NUMA-Q,
7. [www.sgi.com]. – лінк розробника системи Cray
8. [www.distributed.net]. – об’єднання тисяч комп’ютерів для обчислень
9. [www.research.ibm.com]. – лабораторія IBM
10. [www.intel.com/Moore]. – закон Мура.
11. [www.sparc.com/v9]. – мікропроцесор SPARCvQ
При проектуванні багатопроцесорних систем ключовим є питання поділу даних між процесорами. Ідеальною відповіддю на це питання є застосування єдиного адресного простору. Тут процесори взаємодіють через спільні змінні, що зберігаються в єдиній пам’яті з єдиним адресним простором для усіх процесорів. В системі з спільною пам’яттю процесори взаємодіють між собою шляхом зчитування-запису інформації з комірок спільної пам’яті, яка є однаково доступною для всіх процесорів. Кожен процесор може мати регістри, буфери, кеш та локальну пам’ять, як додаткові ресурси пам'яті. Потрібно брати до уваги кілька основних проблем, які з’являються при проектуванні систем з спільною пам’яттю. Це контроль доступу до пам’яті, синхронізація, захист, безпека .
Контроль доступу визначає, для якого процесу можливий доступ до яких ресурсів. Моделі контролю доступу вимагають перевірки вмісту таблиці контролю доступу для кожного запиту доступу від процесорів до спільної пам'яті. Ця таблиця вміщує прапорці, які визначають законність кожної спроби доступу. Якщо є спроба доступу до ресурсів, то поки бажаний доступ не завершений, всі спроби доступу нехтуються, і нелегальні процеси блокуються. Запити від сумісних процесів можуть змінити вміст таблиці контролю доступу протягом їх виконання. Прапорці контролю доступу з правилами синхронізації визначають функціональність системи.
Механізми синхронізації обмежують час доступу від сумісних процесів до спільних ресурсів. Досконала синхронізація гарантує, що інформація передається належним чином та забезпечується належна системна функціональність.
Захист - це системна особливість, що перешкоджає наданню процесам довільного доступу до ресурсів, що належать іншим процесам. Сумісне використання і захист є протилежними за функціями, оскільки сумісне використання дозволяє доступ, тоді як захист обмежує його.
Таким чином, як видно з результатів аналізу місця та функцій пам’яті в комп’ютері, вона в значній мірі визначає його архітектурні особливості. Потрібно відзначити, що з розвитком комп’ютерів суттєві зміни відбулися і в будові пам’яті, значно покращилися її технічні характеристики. Разом з тим, при виконанні ресурсномістких задач потрібно забезпечувати зберігання масивів даних, що надходять з багатьох каналів, одночасно з зчитуванням раніше прийнятих масивів даних для опрацювання в багатоблокових операційних пристроях процесорів, виконувати операції реорганізації та впорядкування даних в масивах, що для існуючих типів пам’яті є доволі складною, а часто і не вирішуваною з прийнятними характеристиками задачею. Це зумовлено їх потенційними обмеженнями, які суттєво ускладнюють організацію роботи процесора та приводять до сповільнення його роботи. Тому виникає потреба в створенні пам’яті з новими властивостями, якими не завжди володіють існуючі типи пам’яті.
З наведених факторів можна вивести наступні вимоги до пам’яті сучасного комп’ютера та критерії її ефективності:
• одночасний доступ до даних з багатьох портів,
• забезпечення одночасного запису даних, які поступають на її входи, та зчитування на виходи раніше записаних даних,
• здатність забезпечувати можливість виконання операцій реорганізації масивів та впорядкування даних в масивах,
• забезпечення доступу до пам’яті лише з однократним зверненням без потреби пам’ятати адресу запису даного,
• пам’ять не повинна вимагати звернення за даними як при їх записі, так і при зчитуванні,
• організація пам’яті не повинна передбачати необхідність звернення до комірки пам’яті при записі і при зчитуванні числа.