3 Типа мос:

1. Каждому ЦП – своя ОС

   1. Статически разделяется память по числу ЦП.

   2. Каждый ЦП имеет свою копию ОС.

Эффект – ЦП работает, как независимых ВС.

Плюсы:

• Простота.

• Возможность статического (заранее запланированного) совместного использования ОЗУ, ВнУ.

• Возможность взаимодействия процессов через разделяемую память.

Минусы:

• Системные вызовы в каждом ЦП обрабатываются самостоятельно – дублирование управляющий структур.

• Невозможность совместного использования процессоров – простаивание ЦП.

• Невозможность совместного использования ОЗУ – неоптимальное распределение памяти.

• При использовании дискового КЭШа разделяемых ВнУ, невозможно обеспечить когерентность.

2. МОС – хозяин-подчиненный

   1. Одна копия ОС выполняется на «ведущем» ЦП.

   2. Остальные процессоры выполняют прикладные процессы.

   3. Ведущий процессор при отсутствии системной работы может выполнять приложения.

Плюсы:

• Используются единые управляющие структуры.

• Решаются проблемы 1-4 предыдущей схемы.

Минусы:

• При большом количестве ЦП/решении задач с высокой интенсивностью вызовов системных функций ведущий ЦП становится узким местом.

3. Симметричный МОС – SMP

Устраняет перекос второй модели.

1. Имеется одна копия ОС

2. ОС может выполняться любым процессором.

Плюсы:

• Обеспечивается динамический баланс загрузки всех ЦП.

• Эффективное использование ОЗУ.

Минусы:

• Необходимость синхронного доступа к структурам ОС.

Решения:

1. ОС – критический участок – слишком неэффективно.

2. Эффективное решение – разделение ОС на независимые части.

Чем больше частей – тем выше параллелизм.

Очень сложное решение.

…

Средства взаимодействия в многомашинных ВС:

1. Обмен сообщениями

Send

1. Блокирующая операция S

2. Неблокирующая операция S с копированием сообщения в память системы

3. Неблокирующая операция S с прерываниями (минус – усложнение программирования)

Receive

1. Блокирующая операция R

2. Неблокирующая операция R с прерываниями

3. Неблокирующая операция R с почтовым ящиком и опросом оного

4. Неблокирующая операция R с активными сообщениями (порождает поток для обработки)

2. Удаленный вызов процедур – концептуально элегантный

Вызов удаленной процедуры максимально похож на вызов локальной процедуры.

Ограничения реализации:

1. Нельзя передавать указатели

2. Невозможно использование глобальных переменных

3. Необходимо жесткое описание типов и форматов данных (метаописание)

1. Распределенная память совместного доступа

Основана на технике загрузки/выгрузки.

<картинка>

При реализации когерентности распределенной памяти возникает проблема ложного совместного использования: для снижения накладных расходов объекты, которыми обмениваются узлы, необходимо делать достаточно крупными => поддерживать целостность необходимо даже тогда, когда узлы изменяют разные мелкие единицы в пределах одного крупного объекта.

Взаимодействие в распределенных вычислительных системах (построенные в публичных сетях):

<облако>

Компьютеры соединены через сеть. Связь называется слабой.

Переход от процессорно-центрической модели вычисления к сетецентрической модели ВС.

Подходы к реализации распределенных приложений:

1. Программное обеспечение, основанное на документе. Распределенная система – большая коллекция документов. Пример – веб-приложения.

2. ПО, основанное на совместно-используемых объектах. COM, DCOM, CORBA.

3. ПО, основанное на координации. Реализует модель публикация-подписка.

4. ПО, основанное на файловой системе. Большая распределенная файловая система.

2 модели:

1. Модель закачивания-скачивания. #ftp

2. Модель удаленного доступа – скачивания файла по частям.

Проблемы реализации приложений:

1. Проблема выбора модели при проектировании

2. Проблема иерархии каталогов

3. Проблема совместного использования файлов

Различают 3 подхода к именованию файлов:

1. Имя файла – сервер + файл

2. Монтирование удаленной ФС

3. Единое пространство имен

Первые 2 – для объединения унаследованных приложений.

3 – для сетевых приложений общего назначения.