30. Операционные системы суперкомпьютеров.

Одна и та же ОС выполняется на всех процессорах отдельно. В памяти хранится один экземпляр кода ОС.

Достоинства:

1. Независимость процессоров друг от друга.

Недостатки:

1. Отсутствие совместного использования процессов на нескольких процессорах. Каждый процессор имеет свои процессы.

2. Системные вызовы обрабатываются на том процессоре, которые их вызвали.

3. Пока одна ОС пробуксовывает из-за отсутствия свободных страниц, остальные могут простаивать.

4. У каждой ОС свой кэш дисков. Один и тот же блок может модифицироваться в разных кэшах.

Один процессор является главным, на нем выполняется ОС. Остальные процессоры запрашивают у него пользовательские процессы. Тот их назначает, а также может сам выполнять пользовательские процессы, при отсутствии необходимости выполнения кода ОС. Системные вызовы выполняются на главном процессоре. Страницы памяти выделяются глобально. Кэш общий. Недостаток: при большой загрузке системы, хозяин является узким местом, потому что ему сложно обработать все системные вызовы.

Симметричные мультипроцессоры(SMP).

В памяти одна копия ОС выполняет ее центральный процессор. Недостаток: возможность одновременного выполнения кода ОС на нескольких процессоров. ОС является критическим ресурсом. Ей сопоставляется мьютекс, занятость которого означает, что в данный момент код ОС уже выполняется на одном из процессоров. ОС может разбиваться на блоки, слабо связанные друг с другом. Выполнение кода каждого из этих блоков практически не влияет друг на друга. Каждому из блоков сопоставляется свой мьютекс и одновременно на нескольких процессорах могут выполняться несколько блоков. Основная сложность: как разбить код ОС на несвязанные блоки.

Суперкомпьютеры.

Суперкомпьютер – компьютер, который стоит больше USD 1 млн.

Суперкомпьютер – компьютер, производительность которого всего на порядок меньше чем нужно для решения текущих задач.

Семейство суперкомпьютеров sсif

Архитектура базируется на классическом кластерном подходе, на основе стандартных компонент. Кластер суперкомпьютера включает тесно связанную сеть вычислительных узлов, работающих под управлением ОС linux. Вычислительные узлы связаны между собой системной сетью(system area network), а также вспомогательной сетью на базе протоколов tcp/ip. В зависимости от использования архитектуры системной сети, вспомогательная и основная структуры могут физически объединяться в общую архитектуру.

ПО наряду с компьютером разработана система поддержки параллельных вычислений реализующая динамическое распараллеливание программы. Кроме этого используются стандартные механизмы. Главный MPI. Система предназначена для решения задач со статическим или явно динамическим параллелизмом.