2.2 Организация коммуникационной среды в системах

с разделяемой памятью.

Коммуникационную среду, реализующую множество соединений

между процессорами или вычислительными узлами в многопроцессорных системах, называют коммутатором . По способу реализации различают коммутаторы с временной и пространственной коммутацией. При временной коммутации передача информации осуществляется методами разделения времени или мультиплексирования. Такой коммутатор называется в простейшем случае общей шиной (ОШ).

Структура многопроцессорной системы с общей шиной представлена на рис. 2.4. В каждый момент времени ОШ способна передавать лишь одно сообщение, т. е. она представляет собой

стр.34

разделенную во времени шину. Это говорит о возможности возникновения конфликтных ситуаций тогда, когда нескольким модулям одновременно необходимо связаться со своими

абонентами - вычислительными узлами. С целью разрешения конфликтов

всем абонентам могут быть назначены определенные приоритеты.

Свободная общая шина удовлетворяет запросы абонента (процессора ,

периферийных устройств и др.) с наивысшим приоритетом.

Процедура занятия ОШ абонентами, являющимися источниками

информации, заключается в их "борьбе" за ОШ. Достоинством

коммутаторов с ОШ является простота организаций и гибкость (простое

добавление и изъятие модулей). Очевидно, что такой коммутатор не может обеспечить высокую пропускную способность. Для всех потоков

информации здесь только один путь , поэтому временные задержки при передаче данных значительны . Из-за этого оказываются низкими общая производительность, поскольку различные пары абонентов не могут работать одновременно , и надежность системы , так как отказ в

единственном пути передачи информации ведет к отказу всей системы.

стр.35 Пространственную коммутацию осуществляет перекрестный коммутатор (ПК). Он представляет собой многополюсник с М входами и N выходами, допускающими одновременное установление любого количества соединений между заданными входами и выходами .

Структуру системы с перекрестным коммутатором можно представить так как показано на рис. 2.5. Между любыми двумя абонентами здесь устанавливается физический контакт на все время передачи информации. При этом возможные конфликты между модулями разрешаются в логических схемах коммутационной матрицы, что существенно усложняет аппаратуру коммутаторов. В отличие от систем с ОШ, где, во-первых, коммутационного оборудования много меньше, а, во-вторых, эти функции могут быть возложены на вычислительные узлы или на центральный арбитр шины ,у перекрестного коммутатора в противоположность общей шине имеется больше достоинств, но есть и существенные недостатки , к которым относятся сложность внутренних связей,ведущая к усложнению аппаратуры и плохая масштабируемость ограниченная числом входов и выходов коммутатора . Достоинствами ПК являются: возможность установления нескольких одновременных путей передачи информации; обеспечение большей производительности и надежности многопроцессорной системы.

Более экономичной схемой пространственной коммутации по

сравнению с ПК является схема, использующая многовходовую память (рис. 2.6).

стр.36

Здесь имеет место меньшее количество точек , в которых нужно

разрешать конфликты . Максимально возможная конфигурация системы (количество подключаемых процессоров) ограничивается числом входов блоков памяти .