3. Комплексированность и совместимость в ВС.

Связь модулей в систему потребует, чтобы объединенные модули были совместимы. Понятие совместимости включает 3 аспекта:

1. Аппаратурную совместимость.

2. Программную совместимость.

3. Информационную совместимость.

1. Аппаратурная совместимость предполагает стандартизацию и унификацию связей. Понятие связи включает и стандартизацию кабельных соединений их разъемов, алгоритмов взаимодействия (последовательность сигналов), стандартизацию электрических сигналов.

2. Программная совместимость зависит от однородности и однотипности комплексированных средств. Если комплексированные средства однотипные, то программные средства полные. Если комплексированные средства не однородные, не одновременные, то такие системы совместимы по принципу «снизу вверх» (386-Pentium). Если комплексируется однотипная аппаратура, то обмен исходными модулями с последующей трансляцией их после обмена.

3. Информационная совместимость. Она предполагает, что передаваемые информации одинаково интерпретируются объектами, т.е. должны быть стандартизованы алфавиты, разрядность, форматы, структура, разновидность и т.д.

4. Взаимодействие комплексированных ЭВМ CPU может производиться по различным уровням. Различают логические и физические уровни.

Логические уровни:

5 логических уровней комплексирования:

Логические уровни объединяют средства комплексирования, имеющие общие принципы управления и работы.

1 уровень - уровень комплексирования CPU. Передача информации идет через систему прямого управления.

CPU - инициатор обмена - должен . через интерфейс . команду «прямое чтение» или «прямая запись». Другой CPU, получив это прерывание, отвечает противоположной командой. После этого передается байт данных. Каждый байт 8 разрядов (0-255). Содержимое байта играет роль сигнала - приказа.

Этот канал не предназначается для передачи больших информационных массивов, т.к. процессы взаимодействия на каждый байт предостанавливают работу обоих CPU.

2 уровень. Общая оперативная память.

Она формируется из оперативной памяти комплексированных ЭВМ. В количестве устройства напряжения используется коммутатор. Этот уровень является наиболее предпочтительным из всех. Однако его реализация встречает трудности.

ООП является ядром классической структуры. Абонентами которых являются все каналы и комплексируемые CPU, т.е. память является своеобразной системой массового обслуживания. При этом создаваться различные конфликты. Для их разрешения необходимо предусматривать буферные зоны - создания в них очереди, обслуживание очереди и т.д. Поэтому в настоящее время многопроцессорные системы позволяют комплексировать не более 2-х, 4-х CPU. Не существует эффективных коммутаторов ООП.

3 логический уровень. Является основным при комплексировании ЭВМ. Согласователь скоростей или адаптер канал-канал работает по принципу.

Канал - инициатор обмена передает очередной байт на регистр обмена и взводит флажок - канал получатель считывает этот флажок, что является сигналом на установку следующего байта. число передаваемых байтов подсчитывается счетчиком. Скорость передачи данных - 1-10мбит/сек. Достоинством уровня является то, что передача данных между каналом осуществляется параллельными вычислениями CPU, не меньше им.

4 - уровень управления внешними устройствами. Осуществляется через групповые устройства управления, или контроллеры, которые позволяют управлять сразу несколькими накопителями. В количестве средства комплексирования здесь используется встроенные двухканальные переключатели. Для исключения конфликтных ситуаций на этом уровне используются команды управления и переключателя. «Зарезервировать и освободить». Канал, выигравший состязание, резервирует контроллер за собой до полного окончания работ с требуемым накопителем. После команды «освободить» устройство становится доступным к другим каналам.

5 уровень. Уровень общих количественных устройств. Используется крайне редко, только для управления дорогостоящих универсальных аппаратур. Все внешние устройства являются устройствами точной механики, а значит они менее . , чем чисто электронные устройства. Поэтому лучше использовать 4-й уровень комплексирования, который позволяет управлять группой устройств, а не отдельным устройством.

Многопроцессорные системы создаются на 2-ом логическом уровне. Многомашинные системы создаются при комплексировании на 1, 3, 4 и 5 рядах.

На практике стараются комбинировать уровни, что позволит создавать более гибкие системы оперативного обмена. На каждом логическом уровне может быть несколько логических устройств, на физическом - число устройств может быть иным.

Разделение физических и логических уровней позволяет обеспечить независимость разработки прог от конкретной аппаратурной реализации системы.

Стыковка логических и физических уровней обеспечивается:

а) при установке и генерации ОС

б) по указаниям оператора в начале вычислительного процесса

в) директивами пользователем размещаемыми в проге

Перечисленные 5 уровней имеют аналоги и в ПЭВМ:

1 уровень в ПЭВМ. Реализуются системы прерывания относящиеся к классу внешних

2 уровень. Общая оперативная память реализуется только в серверах. Наиболее распространенные серверы с двумя, четырьмя CPU Pentium. Имеются разработки, включающие до 10 CPU на общее поле RAM.

3 уровень. Полностью соответствует каналам прямого доступа к памяти, при котором передача данных между памятью и внешним устройством осуществляется параллельно вычислением в CPU.

4 уровень. Уровень управления.

5. Многомашинные комплексы.

Все ВС имеют истоки - это многопрограммные комплексы.

Принцип.

Коммутатор - это электронное устройство, позволяющее соединить объекты между собой. В положении ключа или 1 или 3, одна ЭВМ является основной, другая - вспомогательной. Вспомогательная может находиться на профилактике, либо заниматься не основными, а второстепенными вычислениями - так наз. резерв. В случае выхода из строя основного ЭВМ, другая ЭВМ ее замещает. Это режим повышенной надежности. В положении ключа 2 обе машины могут решать одну и ту же важную задачу.

6. Многопроцессорные ВС.

Для многопроцессорных является общая ОП, поэтому для управления многопроцессорной ВС является общая ОС, которая имеет сложные встроенные программные средства. ООП призвана обслуживать не только n CPU, но также все подключенные каналы и специализированные внешние устройства (таймеры, CPU прямого доступа и др.) ООП становится системой массового обслуживания, поскольку при работе возможны различные конфликты. Разрешение конфликтов может привести к появлению очередей запросов и их последующей разгрузке, поэтому на практике отсутствует МВС, имеющее большое число комплексированных CPU. Обычно комплексируют не более 2-4 CPU. В качестве средств комплексирования используют следующие: