Загальна характеристика мультикомп’ютерних комп’ютерних систем

Мультикомп’ютерна КС містить декілька ЕОМ, кожна з яких має свою оперативну пам’ять (ОП) і працює під управлінням своєї операційної системи, а також засобу обміну інформацією між машинами. Комп’ютери можуть знаходитися поряд один з одним або бути віддаленими, іноді навіть на значну відстань (наприклад, обчислювальні мережі). Реалізація обміну інформацією відбувається шляхом взаємодії операційних систем машин між собою. Це погіршує динамічні характеристики процесів міжмашинного обміну даними.

Мультикомп’ютерні КС використовуються для підвищення продуктивності, надійності і достовірності обчислень (рис.15.7). Історично вони з’явилися перед мультипроцесорними КС.

 

    

 

Рисунок 15.7 – Використання мультикомп’ютерних КС

 

Положення 1 і 3 електронних ключів (рис.15.7) забезпечують режим підвищеної надійності. При цьому одна з машин виконує обчислення, а інша знаходилася в “гарячому” або “холодному” резерві, тобто в готовності замінити основну ЕОМ. Положення 2 електронних ключів відповідає випадку, коли обидві машини забезпечують паралельний режим обчислень. Тут можливі дві ситуації:

- обидві машини вирішують одну і ту ж задачу і періодично звіряють результати рішення. Тим самим забезпечують режим підвищеної достовірності, зменшують вірогідність появи помилок в результатах обчислень. Приблизно по такій же схемі побудовані бортові керуючі обчислювальні комплекси космічних апаратів, ракет, кораблів. Наприклад, американська космічна система “Шатл” містила п’ять обчислювальних машин, що працюють за такою схемою;

- обидві машини працюють паралельно, але обробляють власні потоки завдань. Можливість обміну інформацією між машинами зберігається. Цей вид роботи відноситься до режиму підвищеної продуктивності. Вона широко використовується в практиці організації робіт у великих обчислювальних центрах, оснащених декількома ЕОМ високої продуктивності.

Схема, представлена вище, була неодноразово повторена в різних модифікаціях при проектуванні різноманітних спеціалізованих КС. Основні відмінності КС полягають, як правило, в організації зв’язку і обміну інформацією між ЕОМ комплексу. Кожна з них зберігає можливість автономної роботи і управляється власною ОС. Будь-яка інша ЕОМ комплексу, що підключається, розглядається як спеціальне периферійне устаткування. Залежно від територіального розміщення ЕОМ і від використовуваних засобів сполучення забезпечується різна оперативність їх інформаційної взаємодії.

У створюваних КС прагнуть забезпечити декілька шляхів передачі даних, що дозволяє досягти необхідної надійності функціонування, гнучкості і адаптації до конкретних умов роботи. Ефективність обміну інформацією визначається швидкістю передачі і можливими об’ємами даних, що передаються по каналу взаємодії. Ці характеристики залежать від засобів, що забезпечують взаємодію модулів і рівня управління процесами, на якому ця взаємодія здійснюється. Поєднання різних рівнів і методів обміну даними між модулями КС в найяскравіше представлено в універсальних суперЕОМ і великих ЕОМ, в яких збалансовано використовувалися всі методи досягнення високої продуктивності.

Інформаційна взаємодія комп’ютерів в мультикомп’ютерній КС організовується на наступних рівнях (рис.15.8):

- процессорів;

- оперативної пам’яті;

- каналів зв’язку.

 

Рисунок 15.8 – Мультикомп’ютерна КС

 

На структурному рівні комунікаційне середовище мережі складається з трьох компонентів (рис.15.9):

- адаптерів, що здійснюють інтерфейс між обчислювальною машиною і мережею передачі пакетів;

- комутаторів мережі передачі пакетів;

- кабелів для під’єднування вхідних і вихідних каналів адаптерів до портів комутаторів і з’єднання комутаторів один з одним для забезпечення необхідного числа портів і заданої конфігурації мережі.

 

 

Рисунок 15.9 – Комунікаційне середовище мережі в якій працює

Мультикомп’ютерна КС