Hasil (
Bahasa Indonesia) 1:
[Salinan]Disalin!
1.3. HARDWARE KONSEP Meskipun semua sistem terdistribusi terdiri dari beberapa CPU, ada beberapa cara berbeda hardware dapat diatur, terutama dalam hal bagaimana mereka saling berhubungan dan bagaimana mereka berkomunikasi. Dalam bagian ini kita akan singkat melihat sistem terdistribusi hardware, khususnya, bagaimana mesin terhubung bersama-sama. Pada bagian berikutnya kita akan meneliti beberapa perangkat lunak isu-isu yang berkaitan dengan sistem terdistribusi. Berbagai skema klasifikasi untuk beberapa CPU komputer sistem telah diajukan selama bertahun-tahun, namun tidak satupun dari mereka benar-benar tertangkap dan telah diadopsi. Mungkin yang paling sering dikutip taksonomi adalah Flynn's (1972), meskipun cukup sederhana. Flynn mengambil dua karakteristik yang ia mem-sidered penting: jumlah instruksi sungai dan jumlah aliran data. Sebuah komputer dengan satu instruksi sungai dan aliran data tunggal yang disebut SISD. Semua komputer tradisional uniprocessor (yaitu, mereka memiliki hanya satu CPU) jatuh dalam kategori ini, dari komputer pribadi ke Mainframe besar. Kategori berikutnya adalah SIMD, satu instruksi stream, beberapa aliran data. Jenis ini merujuk kepada array prosesor dengan satu instruksi unit yang mengambil instruksi, dan kemudian memerintahkan banyak data unit untuk melaksanakan secara paralel, masing-masing dengan data sendiri. Mesin ini sangat berguna untuk perhitungan yang mengulang perhitungan yang sama pada banyak set data, misalnya, menambahkan semua elemen dari 64 independen vektor. Beberapa superkomputer adalah SIMD. Kategori berikutnya adalah MISD, beberapa instruksi stream, aliran data tunggal. Ada dikenal komputer cocok dengan model ini. Akhirnya, datang MIMD, yang pada dasarnya berarti sekelompok independen komputer, masing-masing dengan sendiri program counter, program dan data. Semua sistem terdistribusi yang MIMD, sehingga sistem klasifikasi ini tidak sangat berguna untuk tujuan kita. Meskipun Flynn berhenti di sini, kita akan pergi selanjutnya. Di gambar 1-4, kami membagi semua komputer MIMD menjadi dua kelompok: orang-orang yang telah berbagi memori, biasanya disebut multiprocessors, dan mereka yang tidak, kadang-kadang disebut multicomput -ERS. Perbedaan penting adalah ini: dalam multiprosesor, ada satu virtual SEC. 1.3 HARDWARE KONSEP 9ruang alamat yang dibagi oleh semua CPU. Jika CPU setiap menulis, misalnya, nilai 44 ke alamat 1000, CPU lain yang kemudian membaca dari alamat nya 1000 akan mendapatkan nilai 44. Semua mesin berbagi memori sama. MIMD Komputer paralel dan terdistribusi Erat longgarditambah digabungkanMultiprocessors Multicomputers(memori bersama) (pribadi memori)Bus beralih Bus beralihBerturut-turut, Ultracomputer, Hypercube workstation,Encore RP3 pada LAN TransputerGambar 1-4. Sebuah taksonomi dari sistem komputer paralel dan didistribusikan.Sebaliknya, dalam multicomputer, setiap mesin memiliki memori pribadi sendiri. Jika satu CPU menulis nilai 44 ke alamat 1000, Kapan lain CPU membaca alamat 1000 ini akan mendapatkan nilai berapa pun yang ada sebelum. Menulis 44 tidak mempengaruhi memori sama sekali. Contoh umum dari multicomputer adalah kumpulan terhubung dengan jaringan komputer. Setiap kategori dapat lebih lanjut dibagi berdasarkan pada arsitektur jaringan interkoneksi. Di gambar 1-4 kami menggambarkan kedua Kategori sebagai bus dan beralih. Dengan bus kami berarti bahwa ada dalam satu jaringan, backplane, bus, kabel, atau media lain yang menghubungkan semua mesin. Televisi kabel menggunakan skema seperti ini: perusahaan TV kabel berjalan kawat di jalan, dan semua pelanggan memiliki keran berjalan untuk itu dari televisi mereka. Beralih sistem tidak memiliki tulang punggung tunggal seperti televisi kabel. Sebaliknya, ada individu kabel dari mesin ke mesin, dengan banyak dif-ferent pola kabel digunakan. Pesan bergerak sepanjang kabel, dengan keputusan switching eksplisit yang dilakukan di setiap langkah untuk merutekan pesan sepanjang salah satu dari out-kabel pergi. Sistem telepon umum di seluruh dunia diselenggarakan dengan cara ini. Dimensi lain taksonomi kami adalah bahwa pada beberapa sistem mesin digabungkan erat dan orang lain yang mereka longgar ditambah. Di-digabungkan erat 10 PENGENALAN SISTEM TERDISTRIBUSI BAB 1sistem, keterlambatan mengalami ketika pesan dikirim dari komputer lain singkat, dan kecepatan data tinggi; itu adalah, jumlah bit per detik yang dapat ditransfer besar. Dalam sistem longgar-coupled, sebaliknya benar: penundaan pesan intermachine besar dan data tingkat rendah. Misalnya, dua chip CPU yang sama dicetak papan sirkuit dan terhubung dengan kabel terukir ke papan cenderung akan digabungkan erat, sedangkan dua komputer yang terhubung dengan modem 2400 bit/sec atas sistem telepon tertentu untuk longgar digabungkan. Sistem digabungkan erat cenderung digunakan lebih sebagai sistem paralel (bekerja pada satu masalah) dan longgar-coupled yang cenderung digunakan sebagai sistem yang terdistribusi (bekerja pada banyak masalah yang tidak terkait), meskipun hal ini tidak selalu benar. Satu terkenal balik adalah sebuah proyek di mana ratusan komputer seluruh dunia bekerja bersama-sama berusaha faktor sejumlah besar (sekitar 100 digit). Setiap komputer ditugaskan berbagai pembagi untuk mencoba, dan mereka semua bekerja pada masalah di waktu luang mereka, melaporkan hasil kembali melalui surat elektronik ketika mereka selesai. Secara keseluruhan, multiprocessors cenderung lebih erat daripada multicomputers, karena mereka dapat bertukar data pada kecepatan memori, tetapi beberapa fiberoptic berdasarkan multicomputers juga dapat bekerja pada kecepatan memori. Meskipun ketidakjelasan istilah "digabungkan erat" dan "digabungkan secara longgar", mereka adalah konsep-konsep yang berguna, seperti mengatakan "Jack adalah lemak dan Jill tipis" menyampaikan informasi mengenai ketebalan meskipun satu dapat menjadi cukup banyak diskusi tentang konsep "kegemukan" dan "thinness." Dalam empat bagian berikut, kita akan melihat empat kategori dari Fig. 1-4 secara lebih rinci, yaitu bus multiprocessors, beralih multiprocessors, bus multicomputers, dan beralih multicomputers. Meskipun topik ini tidak secara langsung berhubungan dengan perhatian utama kami, sistem operasi didistribusikan, mereka akan menumpahkan cahaya pada subjek karena seperti yang akan kita lihat, kategori yang berbeda dari mesin menggunakan jenis sistem operasi. 1.3.1. bus berbasis Multiprocessors Multiprocessors berbasis bus terdiri dari beberapa jumlah CPU semua terhubung ke sebuah bus umum, bersama dengan modul memori. Konfigurasi yang sederhana adalah untuk memiliki backplane berkecepatan tinggi atau motherboard ke mana CPU dan memori kartu dapat dimasukkan. Bus khas memiliki 32 atau 64 alamat baris, baris data 32 atau 64, dan mungkin 32 atau lebih kontrol jalur, yang beroperasi secara paralel. Untuk membaca kata-kata memori, CPU menempatkan alamat kata ini ingin pada baris alamat bus, kemudian menempatkan sinyal pada garis kontrol yang sesuai untuk menunjukkan bahwa mereka ingin membaca. Memori merespon dengan menempatkan nilai kata pada baris data agar meminta CPU untuk membacanya di. Menulis bekerja dengan cara yang sama. Karena ada hanya satu memori, jika CPU A menulis sebuah kata untuk memori dan SEC. 1.3 HARDWARE KONSEP 11kemudian CPU B membaca kata kembali satu mikrodetik kemudian tersebut, B akan mendapatkan nilai saja ditulis. Memori yang memiliki properti ini dikatakan koheren. Koherensi memainkan peran penting dalam sistem operasi didistribusikan dalam berbagai cara-cara yang akan kita pelajari nanti. Masalah dengan skema ini adalah bahwa dengan sedikit selama 4 atau 5 CPU, bus akan biasanya dipenuhi dan kinerja akan turun drastis. Solusinya adalah untuk menambah memori cache berkecepatan tinggi antara CPU dan bus, seperti yang ditunjukkan dalam gambar 1-5. Cache memegang yang paling baru-baru ini diakses kata-kata. Semua permintaan memori pergi melalui cache. Jika diminta kata dalam cache, cache sendiri menanggapi CPU, dan tidak ada bus permintaan dibuat. Jika cache cukup besar, probabilitas keberhasilan, disebut tingkat hit, akan menjadi tinggi, dan jumlah lalu lintas bus per CPU akan turun secara dramatis, memungkinkan banyak CPU yang lebih dalam sistem. Ukuran cache 64K 1 m umum, yang sering memberikan tingkat hit 90 persen atau lebih. CPU CPU CPU MemoryCache Cache CacheBus Gambar 1-5. Bus berbasis multiprosesor. Namun, pengenalan cache juga membawa masalah serius dengan itu. Anggaplah bahwa dua CPU, A dan B, masing-masing membaca kata yang sama ke cache masing-masing. Maka A akan menimpa kata. Ketika B berikutnya membaca kata itu, ia mendapat nilai lama dari cache, bukan nilai A hanya menulis. Memori sekarang tidak koheren, dan sistem ini sulit untuk program. Many researchers have studied this problem, and various solutions are known. Below we will sketch one of them. Suppose that the cache memories are designed so that whenever a word is written to the cache, it is written through to memory as well. Such a cache is, not surprisingly, called a writethrough cache. In this design, cache hits for reads do not cause bus traffic, but cache misses for reads, and all writes, hits and misses, cause bus traffic. In addition, all caches constantly monitor the bus. Whenever a cache sees a write occurring to a memory address present in its cache, it either removes that entry from its cache, or updates the cache entry with the new value. Such a cache is called a snoopy cache (or sometimes, a snooping cache) because it is always "snooping" (eavesdropping) on the bus. A design consisting of snoopy write-through caches is coherent and is invisible to the programmer. Nearly all bus-based multiprocessors use either this architecture or one closely related to it. 12 INTRODUCTION TO DISTRIBUTED SYSTEMS CHAP. 1Using it, it is possible to put about 32 or possibly 64 CPUs on a single bus. For more about bus-based multiprocessors, see Lilja (1993). 1.3.2. Switched Multiprocessors To build a multiprocessor with more than 64 processors, a different method is needed to connect the CPUs with the memory. One possibility is to divide the memory up into modules and connect them
Sedang diterjemahkan, harap tunggu..