Общая шина

Организация многопроцессорной аппаратуры

Достоинства многопроцессорных систем

МНОГОПРОЦЕССОРНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ

Контрольные вопросы

1) Приведите классификацию интерфейсов

2) Опишите интерфейс RS-232 для порта СОМ

3) Опишите интерфейс IEEE1284 для порта LPT

4) Опишите интерфейс для порта PS/2

5) Для интерфейса USB назовитеустройства, подключаемые к USB; функциональные блоки концентраторе стандарта USB 2.0; каналы шины USB

6) Для интерфейса Firewire назовите два режима передачи данных

На лекции рассматриваются следующие вопросы:

1) Достоинства многопроцессорных систем

2) Организация многопроцессорной аппаратуры (комплексы с общей шиной; с матрицей координатной коммутации; с многопортовой памятью)

3) Организация многопроцессорных операционных систем («главный-подчиненный»; с раздельным монитором, симметричная)

 

В наши дни функции поддержки мультипроцессорной обработки данных имеются во всех популярных ОС (например, Sun Solaris 2.x, IBM OS/2, Microsoft Windows NT и Novell NetWare (начиная с 4.1) и др.).

Многопроцессорные системы обладают:

а) повышенной надежностью, поскольку в случае выхода из строя одного процессора остальные могут продолжать функционирование;

б) повышенной вычислительной мощностью без существенного увеличения стоимости, поскольку не нужно применять дорогостоящие сверхбыстродействующие процессоры;

в) гибкостью, поскольку модульная архитектура позволяет легко увеличить вычислительные мощности путем подключения дополнительных процессоров.

 

Имеются три наиболее распространенных вида организации многопроцессорных комплексов:

а) с общей шиной;

б) с матрицей координатной коммутации;

в) с многопортовой памятью

 

Организация с общей шиной (рис.15.1) использует единый канал связи между всеми функциональными устройствами комплекса (процессором, памятью, устройствами ввода-вывода). На рис.15.1 операции обмена информацией между функциональными устройствами осуществляются под управлением шинных интерфейсов самих устройств.

 

Рисунок 15.1 - Многопроцессорная организация с общей шиной

Передающее устройство (например, процессор или устройство ввода-вывода), желающее произвести передачу данных, должно вначале проверить готовность шины и готовность принимающего устройства, проинформировать принимающее устройство о том, что ему нужно будет сделать с получаемыми данными, а затем инициировать фактическую передачу данных. Принимающее устройство должно быть в состоянии определить, что сообщения, передаваемые по шине, адресованы именно ему, причем оно должно действовать в соответствии с сигналами управления, принимаемыми от передающего устройства, и подтверждать получение этих сигналов.

Архитектура с общей шиной позволяет легко вводить новые устройства, подключая их непосредственно к шине. Чтобы устройства комплекса могли обмениваться информацией, каждое из них должно знать, какие еще устройства подключены к шине.

Организация с общей шиной обладает следующими достоинствами:

а) экономична;

б) проста;

в) гибка.

Организация с общей шиной обладает следующими недостатками:

а) ненадежна (неисправность шины – катастрофический отказ системы);

б) общая скорость передачи данных в такой многопроцессорной системе ограничивается общей пропускной способностью шины;

в) состязание за захват шины в загруженной многопроцессорной системе может вызвать серьезное падение производительности.

Организация с общей шиной применяется преимущественно при построении небольших многопроцессорных комплексов.