Ответы к ГосЭкзамену 220402 (Информатика) (1088974), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Простоев можно избежать, загружая ЭВМ решением каких-то вспомогательныхзадач, не имеющих отношения к основному процессу. Это повышает эффективность системы – производительность практически удваивается.3. Для того чтобы полностью исключить перерыв в выдаче результатов, обе ЭВМ, и основная и резервная, решают одновременно одни и те же задачи, но результаты выдаст только основная ЭВМ, а в случаевыхода се из строя результаты начинает вы давать резервная ЭВМ. При этом общее ВЗУ используется только для взаимного контроля.
Иногда такой комплекс дополняется устройством для сравнения результатов сцелью контроля. Если при этом используются три ЭВМ, то возможно применение метода голосования, когда окончательный результат выдается только при совпадении результатов решения задачи не менее чем отдвух ЭВМ. Это повышает и надежность комплекса в целом, и достоверность выдаваемых результатов. Разумеется, в этом варианте высокая надежность и оперативность достигается весьма высокой ценой – увеличением стоимости системы.Следует обратить внимание, что при любой организации работы и слабосвязанном ММВК переключение ЭВМ осуществляется либо по командам оператора, либо с помощью дополнительных средств,осуществляющих контроль исправности ЭВМ и вырабатывающих необходимые сигналы.
Кроме того, быстрый переход к работе с основной на резервную ЭВМ возможен лишь при низкой эффективности использования оборудования.Существенно большой гибкостью обладают прямосвязанные ММВК. В прямосвязанных комплексах существуют три вида связей (рис. 1.5): общее ОЗУ (ООЗУ); прямое управление, иначе связь процессор(П) – процессор; адаптер канал – канал (АКК).Связь через общее ОЗУ гораздо сильнее связи через ВЗУ.
Хотя первая связь также носит характеринформационной связи и обмен информацией осуществляется по принципу «почтового ящика», однако,вследствие того, что процессоры имеют прямой доступ к ОЗУ, все процессы в системе могут протекать ссущественно большей скоростью, а разрывы в выдаче результатов при переходах с основной ЭВМ на резервную сокращаются до минимума.
Недостаток связи через общее ОЗУ заключается в том, что при выходеиз строя ОЗУ, которое является сложным электронным устройством, нарушается работа всей системы. Чтобы этого избежать, приходится строить общее ОЗУ из нескольких модулей и резервировать информацию.Это, в свою очередь, приводит к усложнению организации вычислительного процесса в комплексе и в конечном счете к усложнению операционных систем. Следует отметить также и то, что связи через общее ОЗУсущественно дороже, чем через ВЗУ.Непосредственная связь между процессорами – канал прямого управления – может быть не толькоинформационной, но и командной, т. е. по каналу прямого управления один процессор может непосредственно управлять действиями другого процессора.
Это, естественно, улучшает динамику перехода от основной ЭВМ к резервной, позволяет осуществлять более полный взаимный контроль ЭВМ. Вместе с тем передача сколько-нибудь значительных объемов информации по каналу прямого управления нецелесообразна,так как в этом случае решение задач прекращается: процессоры ведут обмен информацией.Связь через адаптер канал – канал в значительной степени устраняет недостатки связи через общееОЗУ и вместе с тем почти не уменьшает возможностей по обмену информацией между ЭВМ по сравнению собщим ОЗУ.
Сущность этого способа связи заключается в том, что связываются между собой каналы двухЭВМ с помощью специального устройства – адаптера. Обычно это устройство подключается к селекторнымканалам ЭВМ. Такое подключение адаптера обеспечивает достаточно быстрый обмен информацией междуЭВМ, при этом обмен может производиться большими массивами информации. В отношении скорости передачи информации связь через АКК мало уступает связи через общее ОЗУ, а в отношении объема передаваемой информации – связи через общее ВЗУ. Функции АКК достаточно просты: это устройство должнообеспечивать взаимную синхронизацию работы двух ЭВМ и буферизацию информации при ее передаче.Хотя функции АКК и его структура (рис.
1.5) достаточно просты, однако большое разнообразие режимовработы двух ЭВМ и необходимость реализации этих режимов существенно усложняет это устройство.7Прямосвязанные комплексы позволяют осуществлять все способы организации ММВК, характерные для слабосвязанных комплексов. Однако за счет некоторого усложнения связей эффективность комплексов может быть значительно повышена. В частности, в прямосвязанных комплексах возможен быстрыйпереход от основной ЭВМ к резервной и в тех случаях, когда резервная ЭВМ загружена собственными задачами. Это позволяет обеспечивать высокую надежность при высокой производительности.В реальных комплексах одновременно используется не один вид связи между ЭВМ, а два или более.В том числе очень часто в прямосвязанных комплексах присутствует и косвенная связь через ВЗУ.Для комплексов с сателлитными ЭВМ характерным является не способ связи, а принципы взаимодействии ЭВМ.
Структура связей в сателлитных комплексах не отличается от связей в обычных ММВК:чаще всего связь между ЭВМ осуществляется через АКК. Особенностью же этих комплексов является то,что в них, во-первых, ЭВМ существенно различаются по своим характеристикам, а во-вторых, имеет местоопределенная соподчиненность машин и различие функций, выполняемых каждой ЭВМ. Одна из ЭВМ, основная, является, как правило, высокопроизводительной и предназначается для основной обработки информации. Вторая, существенно меньшая по производительности, называется сателлитной или вспомогательнойЭВМ.
Ее назначение – организация обмена информацией основной ЭВМ с периферийными устройствами,ВЗУ, удаленными абонентами, подключенными через аппаратуру передачи данных к основной ЭВМ. Крометого, сателлитная ЭВМ может производить предварительную сортировку информации, преобразование еевформу, удобную для обработки на основной ЭВМ, приведение выходной информации к виду, удобномудля пользователя, и др. Сателлитная ЭВМ, таким образом, избавляет основнуювысокопроизводительнуюЭВМ от выполнения многочисленных действий, которые не требуют ни большой разрядности, ни сложныхопераций, т.
е. операций, для которых большая, мощная ЭВМ не нужна. Более того, с учетом характера выполняемых сателлитной машиной операций она может быть ориентирована на выполнение именно такогокласса операций и обеспечивать даже большую производительность, чем основная ЭВМ.Некоторые комплексы включают в себя не одну, а несколько сателлитных ЭВМ, при этом каждая изних ориентируется на выполнение определенных функций: например, одна осуществляет связь основнойЭВМ с устройствами ввода–вывода информации, другая – связь с удаленными абонентами, третья организует файловую систему и т. д.Появление в последнее время дешевых и простых микро-ЭВМ в немалой степени способствует развитию сателлитных комплексов.
Сателлитные комплексы решают только одну задачу: увеличивают производительность комплекса, не оказывая заметного влияния на показатели надежности.Подключение сателлитных ЭВМ принципиально возможно не только через АКК, но и другими способами, однако связь через АКК наиболее удобна.Многомашинная Параллельная Обработка данных основана на архитектуре распределенных слабосвязанных параллельных машин/модулей с массовой аппаратно-программной масштабируемостью :- " Систолической Матрице Многомашинных Модулей " - " Systolic Multimachines Moduls Array " - S M M A реализующей технологию распределенных равноправных клиентов с использованием свободных коллективных вычислительных ресурсов всей системы (или ее части), где процессоры машин модулей относительно независимы друг от друга, имеют собственную оперативную и массовую память и управляют в первуюочередь своими собственными данными.Основное программное обеспечение работает на каждой машине изолировано, параллельные вычисленияобеспечиваются специализированным программным обеспечением на нескольких машинах, модулях.
Работа распределяется по машинам/модулям в соответствии с распределением данных.Массовая память разных машин делается совместно доступной для всех пользователей через специализированное программное обеспечение, синхронизирующее доступ к массовой памяти. Оно обеспечивает загрузку на связанные клиентские машины задания/данных для параллельных вычислений в распределенной средеи получение результатов обработки на машину клиента - инициатора параллельных вычислений.Части логической базы данных реально распределяются и хранятся на разных многомашинных модулях, наразных машинах внутри модулей, при этом индивидуальные узлы не имеют прямого доступа к массовойпамяти друг друга.База данных устанавливаются на распределенной основе в системе с планированием разделения данных помашинам/модулям:- " Каждому пользователю - свой тип организации данных, свой тип организации массовой диковой памяти " Старт системы, начальная загрузка и конфигурирование системы выполняется на каждом узле автономно.Система ввода/вывода электронно связаны через SCSI-3/FC-AL шины, протокол с подтверждением передачи.Система дистанционной инсталляции, конфигурирования и реконфигурирования программ - стандартныебыстрые сетевые коммутируемые сети.8Ввод в работу или вывод из работы отдельных машин/модулей, производится безболезненно для другихмашин/ модулей, каждому модулю, и машинам в нем, присваиваются индивидуальные виртуальные идентификационные номера, фиксируемые в конфигурационных файлах системы.Работа с массовой памятью может быть дополнена возможностью автоматического динамического конфигурирования периферии с Монитором Отображения Состояния Системы при изменениях ее конфигурации.Обеспечение каждой машины системой контроля и мониторинга и протоколирования состояния системы,среды, питания, сбоев и работоспособности электронно-програмных средств.Элементарной функциональной единицей многомашинной системы параллельной обработки является полнофункциональная вычислительная машина оптимально сконфигурированная для выполнения задач параллельных вычислений над распределенными базами данных.Каждая машина включает процессорный блок с оперативной памятью, многоканальные контроллеры SCSI,стартовый программный HD, RAID - массивы для хранения данных , сетевые контроллеры инициализации изагрузки программного обеспечения.К машине может быть подключен видео терминальный комплекс, включающим контроллер дисплея, RGBмонитор и клавиатуру, дистанционно разнесенных в помещении от многомашинного модуля.Модуль представляет собой тетрагональную архитектуру сильно связанных машин, по типу “каждый с каждым”, осуществляемых быстрыми межмашинными SCSI-каналами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
