Механизмы поддержания когерентности

Министерство образования Российской Федерации

Марийский государственный технический университет

 

 

Факультет ФИВТ

                                                                   Кафедра ИВС

 

 

Механизм когерентности обобщенного кольцевого гиперкуба с непосредственными связями

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

к курсовой работе по дисциплине

 

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ.

 

Выполнил:

студент группы ВМ-42 Трохимец Г.М.         

                                                                                                            ^{(дата)            (подпись)}

Проверил: к.т.н., доцент Власов А.А.               

                                                                                                   ^{(дата)           (подпись)}

 

                                                                             Оценка:

 

 

г. Йошкар-Ола

2002г.

Аннотация

В данной работе были рассмотрены механизмы поддержания когерентности в многопроцессорной ВС. Также рассмотрена коммутационная структура типа обобщенного кольцевого гиперкуба, к которой был подобран свой механизм когерентности.

 

 

Оглавление

Введение ...................................................................................................... 4

Техническое задание................................................................................. 5

1. Общая часть........................................................................................... 6

1.1. Механизмы поддержания когерентности.................................... 6

1.2. Механизмы неявной реализации когерентности......................... 7

1.2.1. Однопроцессорный подход.......................................................... 8

1.2.2. Многопроцессорный подход..................................................... 10

1.2.2.1. Сосредоточенная память........................................................ 10

1.2.2.2. Физически распределенная память....................................... 12

1.3. КС типа обобщенного кольцевого гиперкуба........................... 15

1.3.1. Расчет основных параметров.................................................... 16

2. Алгоритмы механизма когерентности для обобщенного кольцевого гиперкуба.................................................................................................. 17

2.1 Операция чтения............................................................................. 17

2.2 Операция записи............................................................................. 19

Заключение............................................................................................... 20

Список литературы................................................................................. 21

 

Введение

 

Многопроцессорную ВС можно рассматривать как совокупность про­цессоров, подсоединенных к многоуровневой иерархической памяти. При таком представлении коммуникационная среда, объединяющая процес­соры и блоки памяти, составляет неотъемлемую часть иерархической памяти. Структурно-технические параметры коммуникационной среды определяют характеристики многоуровневой памяти.

В многопроцессорной ВС для каждого элемента данных должна быть обеспечена когерентность (согласованность, одинаковость) его копий, обрабатываемых разными процессорами и размещенных в разных блоках иерархической памяти. Механизмы реализации когерентности могут быть как явными, так и неявными для прикладного программиста.

Проблема о которой идет речь, возникает из-за того, что значение элемента данных в памяти, хранящееся в двух разных процессорах, доступно этим процессорам только через их индивидуальные кеши.

Современная технологическая база СБИС позволяет создавать вычислительные системы, содержащие в своем составе миллионы процессорных элементов (ПЭ). Препятствием на пути создания таких систем являются проблемы, связанные с организацией управления и обменов данными при решении задач широкого класса. При этом основная сложность заключается в организации коммутационной структуры с высокой степенью регулярности и высокой пропускной способностью при сравнительно небольших аппаратных затратах.

Известные коммутационные структуры не в полной мере отвечают этим требованиям. Все коммутационные структуры можно разделить на две большие группы: КС с непосредственными связями и КС с магистральными связями. Мы рассматриваем первую группу - КС с непосредственными связями. В частности КС обобщенного кольцевого гиперкуба.

Техническое задание

 

1. Изучить механизмы поддержания когерентности.

2. Рассмотреть КС типа обобщенный кольцевой гиперкуб.

3. Составить алгоритм механизма когерентности КС типа обобщенный кольцевой гиперкуб с непосредственными связями.

 

1. Общая часть

Механизмы поддержания когерентности

 

Механизмы реализации когерентности могут быть как явными, так и неявными для прикладного программиста.

При таком рассмотрении архитектуры ВС можно классифицировать по способу размещения данных в иерархической памяти и способу дос­тупа к этим данным.

Явное размещение данных; явное указание доступа к данным. Програм­мист явно задает действия по поддержке когерентности памяти посред­ством передачи данных, программируемой с использованием специаль­ных команд "послать" (send) и "принять" (receive). Каждый процессор имеет свое собственное адресное пространство (память ВС распределе­на), а согласованность элементов данных выполняется путем установле­ния соответствия между областью памяти, предназначенной для пере­дачи командой send, и областью памяти, предназначенной для приема данных командой receive, в другом блоке памяти.

Неявное размещение данных; неявное указание доступа к данным. В ВС с разделяемой памятью механизм реализации когерентности прозрачен для прикладного программиста, и в программах отсутствуют какие-либо дру­гие команды обращения к памяти, кроме команд "чтение" (load) и "за­пись" (store). Используется единое физическое пространство или виртуальный адрес­. Архитектура ВС с разделяемой памятью имеет много привлекательных черт:

• однородность адресного пространства памяти, позволяющая при создании приложений не учитывать временные соотношения между об­ращениями к разным блокам иерархической памяти;

• создание приложений в привычных программных средах;

• легкое масштабирование приложений для исполнения на разном числе процессоров и разных ресурсах памяти.

Неявное размещение данных как страниц памяти; явное указание досту­пак данным. В этой архитектуре используется разделяемое множество страниц памяти, которые размещаются на внешних устройствах. При явном запросе страницы автоматически обеспечивается когерентность путем пересылки уже запрошенных ранее страниц не из внешней памя­ти, а из памяти модулей, имеющих эти страницы.

---

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 191; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!