Явный и неявный параллелизм программ. Методы автоматического распараллеливания программ. Мультипроцессорные ОС.

Мультипроцессорные системы – системы, в которых обработка данных производится параллельно на двух и более процессорах.

Варианты мультипроцессорных систем:

• Одна программа выполняется на нескольких процессорах.
• Несколько программ выполняются одновременно на нескольких процессорах.

Классификация мультипроцессорных систем:

• Системы со слабой связью.
• Системы с сильной связью.

Цели создания мультипроцессорных систем:

• Повышение производительности системы.
• Повышение надёжности, за счёт резервирования МП.

Причины трудностей распараллеливания процесса:

• Человек мыслит последовательно, т.о. самому человеку сложно распараллелить процессы, следовательно, нужны автоматические программы (трансляторы и компиляторы), преобразующие последовательную программу в параллельную. – Отсутствие или недостаток параллельных языковых операций.
• Аппаратные средства рассчитаны в основном на последовательную обработку.
• Сложность отладки программ.

Методы автоматического распараллеливания:

1. Явный параллелизм – задаётся программистом.
2. Скрытый параллелизм:

• • Расщепление цикла.
  • Редукция – основана на законах арифметики:

• • Никогда не ждать – если последующие действия зависят от результатов предыдущей, всё равно выполнять действия по какому-то из путей.
  • Перестановка команд.

Мультипроцессорные ОС

Методы защиты данных ядра ОС от искажений:

• Функции ядра ОС выполняются последовательно без переключений
• Запрещение аппаратных прерываний в течении … участков программ.
• Функции ядра ОС выполняются только на одном процессоре.
• ОС регламентирует доступ к ядру, используя специфические средства взаимоотключений для мультипроцессорных систем.
• Дорабатывать пользовательские программы для работы в мультипроцессорных системах.

Организация мультипроцессорных ОС:

• Master – Slave. ОС выполняется только на одном МП.
• Симметричные ОС. Все МП равноправные. Одна ОС, более сложная, управляет группой равноправных МП и динамически перераспределяет между ними нагрузку.