Организация ЭВМ и систем: Курс лекций (Позиционные системы счисления. Процессоры семейства IA-32. Лазерные принтеры), страница 35

Существуют разные подходы к тому, чтобы избавить прикладного программиста от подобного бремени. Один из них состоит в том, что память, которая может быть физически разделена, логически объединяется и с точки зрения прикладной программы имеет единое адресное пространство. Такое объединение может происходить на различных уровнях.

Наилучший с технической точки зрения, но самый дорогой вариант — общая физическая память (рисунок 11.3.а).

Рис. 11.3. Логическое объединение памяти

Второй уровень — система с физически раздельной памятью, логически объединяемой на уровне операционной системы (рисунок 11.3.б). Здесь каждый процессор имеет собственную память и собственную таблицу распределения памяти (таблицу страниц). Если процесс пытается получить доступ к данным, которых нет в распоряжении процессора, выполняющего процесс, происходит прерывание. Это прерывание обрабатывается ОС, которая определяет местоположение нужных данных, выдаёт запрос процессору, в распоряжении которого находятся данные, на пересылку их по сети межсоединений процессору, который затребовал данные. Как правило, пересылаются целые страницы, ибо они являются учётной единицей. Когда страница достигает пункта назначения, она отображается в память, и выполнение прерванной программы возобновляется. По-английски этот подход называется Distributed Shared Memory. При его применении у пользователя создаётся впечатление, что система имеет общую память.

На третьем уровне обмен данными организуется самим прикладным программным обеспечением (рисунок 11.3.в). Видимость общей памяти создаётся языком программирования, и реализуется эта видимость компилятором.

12. Сети межсоединений

12.1. Общие сведения

12.2. Каналы связи

12.3. Коммутация

12.4. Выбор маршрута

12.1.  Общие сведения

Сети межсоединений могут иметь компоненты трёх типов:

—  интерфейсы,

—  каналы связи,

—  коммутаторы.

Интерфейс — это нечто, связывающее различные элементы. Задача интерфейса — преобразование сигналов или данных из одной формы в другую. Интерфейс может представлять собой физическое устройство — аппаратный интерфейс — или программу — программный интерфейс. В сетях межсоединений многопроцессорных систем используются аппаратные интерфейсы.

Аппаратный интерфейс часто имеет свой внутренний процессор, работающий по программе, записанной в ПЗУ.

12.2.  Каналы связи

Каналы связи — это физические устройства, по которым передаётся сигнал.

Каналы качественно классифицируются по:

—  физическим принципам (электрические, оптоволоконные, другие);

—  ширине (последовательные, параллельные);

—  направленности (симплексные, полудуплексные, дуплексные).

Главной количественной характеристикой канала является его пропускная способность.

Геометрия соединения элементов каналами называется топологией сети. Топологию обычно представляют графом, в котором вершины соответствуют источникам или потребителям данных (например, процессорам или модулям памяти), а дуги — каналам.

Используемые топологии весьма разнообразны. Некоторые примеры приведены на рисунке 12.1.

Рис. 12.1. Примеры топологий

Для расчёта надёжности, производительности или оптимизации системы необходимы количественные характеристики топологий. Основными среди них являются: