Классификация:

Многомашинные ВС NORM

MPP

Clusters

MPP – массивно-параллельная архитектура.

Особенность: память физически разделена.

Система строится из отдельных модулей, содержащих ЦП, локальный банк ОП, 2 коммуникационных процессора (рутера) или сетевой адаптер, иногда - жесткие диски и/или другие устройства ввода/вывода.

1 рутер – для передачи данных.

2 рутер – для передачи команд.

Доступ к банку ОП из данного модуля имеют только ЦП из этого же модуля. Модули соединяются специальными коммуникационными каналами. 

Используются 2 варианта работы ОС на машинах MPP архитектуры :

1. на каждом модуле работает сильно урезанный вариант ОС, обеспечивающий работу только расположенной в нем ветви параллельного приложения.

2. на каждом модуле работает полноценная UNIX-подобная ОС, устанавливаемая отдельно на каждом модуле. 

Преимущество – хорошая масштабируемость, т.е. ЦП имеет доступ только к своей локальной памяти.

Недостатки:

• отсутствие общей памяти

• каждый процесс может использовать только ограниченный объем локальной памяти.

Clusters – кластерная архитектура.

Кластер - два или больше компьютеров (узлов), объединяемых при помощи сетевых технологий на базе шинной архитектуры или коммутатора и предстающих перед пользователями в качестве единого информационно-вычислительного ресурса.

В качестве узлов кластера могут быть выбраны серверы, рабочие станции, персональные компьютеры. 

Преимущества:

при сбое какого-либо узла, другой узел может взять на себя его нагрузки. При этом пользователь не заметит прерывания в доступе.

возможность масштабируемости кластеров. Это позволяет многократно увеличивать производительность приложений.

(продолжение вопроса 38)

Способ соединения ЦП друг с другом в большей степени определяет производительность системы, чем тип ЦП.

Критическим параметром влияющим на производительность является расстояние между ЦП.

Схема соединения ЦП в виде плоской решетки:

При этом тип соединения мах. расстояние между ЦП равно 6. Но теоритически, если расстояние между ЦП превышает 4, то она считается не эффективной.

Поэтому, при соединении 16-ти ЦП между собой плоская схема является не эффективной.

Трехмерная и четырех мерная схемы соединения ЦП:

Архитектура гиперкуба является второй по эффективности, но самой наглядной. Используются и другие топологии сетей связи: трехмерный тор, "кольцо", "звезда" и другие.

Наиболее эффективной является архитектура с топологией "толстого дерева" (fat-tree).

Архитектура «толстого дерева»:

ЦП локализованы в листьях дерева, в то время как внутренние узлы дерева скомпонованы во внутреннюю сеть.

Поддеревья могут общаться между собой, не затрагивая более высоких уровней сети.

В кластерах, как правило, используются ОС, стандартные для рабочих станций, чаще всего, свободно распространяемые - Linuх, FreeBSD, вместе со специальными средствами поддержки параллельного программирования и балансировки нагрузки.