Особенности организации вычислительных процессов в многомашинных и многопроцессорных ВК.

Многомашинные ВК в наибольшей степени приспособлены для решения потоков задач не связанных или слабо связанных между собой, когда исходные данные, промежуточные данные и результаты вычисления одной задачи не являются исходными данными для других задач. Чем больше объем взаимно передаваемой информации между машинами, тем больше считается производительность системы по отношению к несвязным задачам. Решение одной сложной задачи с помощью многомашинных ВК возможно только в случае использования прямосвяз. многомаш. ВК, в которых используется наиболее жесткая связь по информации и управлению. Это такие средства связи, как общая оперативная ОЗУ и канал прямого управления. Однако в этом случае возникают трудности в синхронизации отдельных этапов решения, а, следовательно, по синхронизации работы отдельных ЭВМ. По этим причинам многомашинные ВК создаются редко. Основные задачи многомашинных ВК: повышение надежности и живучести систем. Если это так, то ОС многомашинного ВК, а так же вычислительные машины, входящих в них мало, чем отличаются от обычных вычислительных машин, работающих в мультипрограммном режиме. Та часть ОС, которая предназначена для межмашинного взаимодействия, может занимать не более 10% от общего объема ОС. При этом на нее возлагаются следующие задачи:

1). обеспечение обмена информацией между ЭВМ,

2). взаимный контроль состояния ВМ,

3). взаимодействие комплекса с оператором.

МПВК – по своему принципу действия наиболее предназначены для решения сложных задач. Однако использование всех возможностей МПВК является сложной задачей, т.к. ОС несут основную тяжесть по организации вычислений и распределению ресурсов в таких комплексах, т.к. эти задачи сложны, то и ОС получается сложной.

Известны 3 типа организации вычислительных процессоров и 3 типа ОС, обеспечивающих работу МПВК:

1). ведущий – ведомый,

2). раздельное выполнение заданий в каждом процессоре,

3). симметричная(распределенная) обработка.

Все 3 типа имеют свои особенности, достоинства и недостатки.

1. Работа по принципу ведущий-ведомый является наиболее простой, основана на выделении из общего числа процессоров одного, который управляет функционированием остальных. Он распределяет задачи и ресурсы, организует передачу информации между процессорами, перераспределяет задачи в случае выхода из строя одного из процессоров, отключает неисправное устройство ввода/вывода и т.д.

Остальные процессоры выполняют функции обработки данных, являясь исполнительными. По своим характеристикам управляющий процессор может не отличаться от остальных. Однако в наиболее сложных системах, такой процессор является узкоспециализирующимся.

Достоинства: простота и понятность процессов, протекающих в комплексе.

Недостатки:

1). малая гибкость - при большом потоке входных задач, ведущий процессор может не справляться;

2). низкая надежность – при выходе из строя ведущего процессора, необходимо выполнить переназначение, а если управляющий процессор является узкоспециализирующимся, то такое переназначение становится невозможным.

2. с раздельным выполнением заданий – предполагается, что процессоры являются самостоятельными, однако перечень задач, решаемых каждым, заранее известен и определен. Заранее распределяются ресурсы между процессорами.

Достоинства: малое количество конфликтов из-за ресурсов, т.к. они заранее распределены.

Недостатки: невозможно обеспечить равномерную загрузку всех процессов. В случае отказа одного из процессов, его работа должна быть перераспределена между другими, что не всегда возможно. При этом приходится перерасчитывать всю загрузку системы.

3. при симметричной обработке должны проявляться все преимущества многопроцессорной обработки. В этой системе все процессоры самостоятельные, ресурсы заранее не распределены. Каждый из них при решении предыдущей задачи выбирает новую из общего числа.

Достоинства: высокая живучесть и надежность. Никакие аварии в процессорах или устройствах не приводят к остановке функционирования, а только уменьшают производительность.

Недостатки: сложность и возникающий конфликт из-за ресурсов.