conceptos de hardware sistemas operativos

SISTEMAS DISTRIBUIDOS UCC ING. ALEJANDRA REGALADO

Todos los sistemas distribuidos constan de varias

CPU, organizadas de diversas formas, especialmente

respecto de:

La forma de interconectarlas entre sí.

Los esquemas de comunicación utilizados


Existen diversos esquemas de clasificación para los

sistemas de cómputos con varias CPU:

Uno de los mas conocidos es la “Taxonomía de Flynn”:

Considera como características esenciales el número de flujo

de instrucciones y el número de flujos de datos.

La clasificación incluye equipos SISD, SIMD, MISD y

MIMD.


SISD (Single Instruction Single Data: un flujo de instrucciones y un flujo de datos): Poseen un único procesador.


EJEMPLO SISD Las computadoras

convencionales de Von

Neuman. Ejemplo: PC’s.

Son equipos con un solo

procesador que trabaja

sobre un solo dato a la

vez. A estos equipos se les

llama también

computadoras

secuenciales.


SIMD (Single Instruction Multiple Data: un flujo deinstrucciones y varios flujos de datos): Se refiere a ordenarprocesadores con una unidad de instrucción que:

Busca una instrucción.

Instruye a varias unidades de datos para que la lleven a caboen paralelo, cada una con sus propios datos.

Son útiles para los cómputos que repiten los mismos cálculosen varios conjuntos de datos.

Cada procesador sigue el mismo conjunto de instrucciones;diferentes elementos de información son asignados a cadaprocesador. Utilizan memoria distribuida.


SIMD

Computadoras vectoriales canalizadas como CRAY 1:

son de arquitectura SIMD.


//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e4/Cray-1-p1010221.jpg


son apropiados para ciertas aplicaciones particulares, como por ejemplo el procesamiento de imágenes.

MIMD (Multiple Instruction Multiple Data: un grupo

de computadoras independientes, cada una con su

propio contador del programa, programa y datos):

Todos los sistemas distribuidos son de este tipo.

Los procesadores pueden ejecutar la misma instrucción

o diferentes instrucciones. Se puede decir que MIMD es

un súper conjunto de SIMD.


MIMD

Diferentes elementos de información se asignan a diferentes

procesadores.

Pueden tener memoria distribuida o compartida.


Los Sistemas MIMD se clasifican en:

Sistemas de Memoria Compartida.

Sistemas de Memoria Distribuida.

Sistemas de Memoria Compartida Distribuida.


Sistemas de Memoria Compartida.

En este tipo de sistemas cada procesador tiene acceso atoda la memoria, es decir hay un espacio dedireccionamiento compartido.

La red de interconexión permite a cualquier procesadoracceder a cualquier posición de la memoria.


Desventajas: El acceso simultáneo a memoria es un problema.

Poca escalabilidad de procesadores, debido a que se puede generar un cuello de botella al incrementar el numero de CPU's.

En computadoras vectoriales como Crays, etc.

Todos los CPUs tienen un camino libre a la memoria. ……..No hay interferencia entre CPUs.

La razón principal por el alto precio de Cray es la memoria.


Las computadoras MIMD con memoria compartida son

sistemas conocidos como de multiprocesamiento

simétrico (SMP) donde múltiples procesadores

comparten un mismo sistema operativo y memoria.

Otro término con que se le conoce es máquinas

firmemente juntas o de multiprocesadores.


Ejemplos son: SGI/Cray Power Challenge, SGI/Cray

C90, SGI/Onyx, ENCORE, MULTIMAX, SEQUENT y

BALANCE, entre otras.


SGI/Cray Power Challenge,

Sistemas de Memoria Distribuida Estos sistemas tienen su propia memoria local.

Los procesadores pueden compartir información

solamente enviando mensajes, es decir, si un procesador

requiere los datos contenidos en la memoria de otro

procesador, deberá enviar un mensaje solicitándolos.

Esta comunicación se le conoce como Paso de Mensajes.


La red de interconexión permite a cualquier procesador comunicarse con cualquiera de los procesadores del sistema


Ventajas:

La escalabilidad. Las computadoras con sistemas de

memoria distribuida son fáciles de escalar, mientras

que la demanda de los recursos crece, se puede agregar

más memoria y procesadores.


Desventajas:

El acceso remoto a memoria es lento.

La programación puede ser complicada.


Las computadoras MIMD de memoria distribuida son

conocidas como sistemas de procesamiento en paralelo

masivo (MPP) donde múltiples procesadores trabajan en

diferentes partes de un programa, usando su propio

sistema operativo y memoria. Además se les llama

multicomputadoras, máquinas libremente juntas o

cluster.


Algunos ejemplos de este tipo de máquinas son IBM SP2 y SGI/Cray T3D/T3E.


http://www.google.com.ec/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=2HS5cYYCtPdS8M&tbnid=n32yYUPeBmlpqM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.lrz.de/services/compute/museum/&ei=aRUqUoy7D4SS9gSQh4HgBw&psig=AFQjCNEhlmQzZUyn_DhNurLDyOqSn9IETg&ust=1378576014451465

Es un cluster o una partición de procesadores que

tienen acceso a una memoria compartida común pero

sin un canal compartido. Esto es, físicamente cada

procesador posee su memoria local y se interconecta

con otros procesadores por medio de un dispositivo de

alta velocidad, y todos ven las memorias de cada uno

como un espacio de direcciones globales.


Sistemas de Memoria Compartida Distribuida

El acceso a la memoria de diferentes clusters se realiza bajo

el esquema de Acceso a Memoria No Uniforme (NUMA), la

cual toma menos tiempo en accesar a la memoria local de

un procesador que accesar a memoria remota de otro

procesador.


Ventajas:


•Presenta escalabilidad como en los sistemas de memoria

distribuida.

•Es fácil de programar como en los sistemas de memoria

compartida.

•No existe el cuello de botella que se puede dar en máquinas

de sólo memoria compartida.

Algunos ejemplos de este tipo de sistemas son

HP/Convex SPP-2000 y SGI/Cray Origin 2000.


MISD (Multiple Instruction Single Data: un flujo devarias instrucciones y un solo flujo de datos): No sepresenta en la práctica.

Existe controversia acerca de si realmente existenequipos de tipo MISD. Hay quienes argumentan queestos equipos no existen. Otras personas consideranque un grupo de equipos que trabaja sobre un solodato se puede considerar como un sistema de tipoMISD.

Un ejemplo sería un conjunto de equipos que trata defactorizar un número primo muy grande utilizandodiferentes algoritmos.


MISD

MISD En este modelo, secuencias de instrucciones pasan a

través de múltiples procesadores.

Diferentes operaciones son realizadas en diversos

procesadores. N procesadores, cada uno con su propia

unidad de control comparten una memoria común.


Aquí hay N secuencias de instrucciones

(algoritmos/programas) y una secuencia de datos. El

paralelismo es alcanzado dejando que los procesadores

realicen diferentes cosas al mismo tiempo en el mismo

dato.


RESUMEN SISD (Single Instruction Single Data: un flujo de

instrucciones y un flujo de datos): Poseen un únicoprocesador.

SIMD (Single Instruction Multiple Data: un flujo deinstrucciones y varios flujos de datos):

Cada procesador sigue el mismo conjunto de………instrucciones; diferentes elementos de información………son asignados a cada procesador. Utilizan memoria…… distribuida.


MISD (Multiple Instruction Single Data: un flujo de varias

instrucciones y un solo flujo de datos):

Diferentes operaciones son realizadas en diversos

procesadores. N procesadores, cada uno con su propia

unidad de control comparten una memoria común.

MIMD (Multiple Instruction Multiple Data: un grupo de

computadoras independientes, cada una con su propio

contador del programa, programa y datos):

Todos los sistemas distribuidos son de este tipo.


conceptos de hardware sistemas operativos

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