Sistemas de memoria distribuida

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LOS SISTEMAS DE MEMORIA DISTRIBUIDA O MULTICOMPUTADORES

Los sistemas de memoria distribuida o multicomputadores pueden ser de dos tipos básicos. El primero de ellos consta de un único computador con últiples CPUs comunicadas por un bus de datos mientras que en el segundo se utilizan múltiples computadores, cada uno con su propio procesador, enlazados por una red de interconexión más o menosrápida. En el primer caso, se habla de procesadores masivamente paralelos (MPPs, Massively Parallel Processors), y en el segundo se conocen de forma genérica como clusters. En este Capítulo se presentan detalladamente los sistemas de memoria distribuida o multi-computadores. En primer lugar se detallan las redes de interconexión características de esta arquitectura, que como se indicó en el Capítulo2 son las redes estáticas, mostrando las topologías fundamentales. Seguidamente, el interés se centra en los clusters con el fin de que el lector sea capaz de configurar una arquitectura paralela de este tipo. Para ello, se comienza con una serie de consideraciones generales sobre los clusters, se justifica por qué son especialmente interesantes y se comentan algunos de los más significativos. Acontinuación se detalla cuándo es de interés el uso de un cluster y qué tipos de herramientas de programación se han desarrollado. En la siguiente Sección se analizan las diferentes alternativas de programación sobre clusters, para centrarse posteriormente en la

metodología

de paso de mensajes

con

la

utilización de bibliotecas genéricas de

procedimientos, denominadas primitivas.Se tratará con especial interés la estructura de este tipo de programas y la especificación de los pasos de mensajes entre procesos. Se presentan las primitivas fundamentales que permiten una programación generalista con ejemplos de las mismas. Posteriormente se realiza una clasificación de los paradigmas que exis ten para la programación mediante paso de mensajes, prestando especial atención alestudio de los dos más extendidos: Maestro/Esclavo y SPMD (Single Program Multiple Data). Por último se analizan

detalladamente los factores que influyen en la velocidad computacional de un cluster. REDES DE INTERCONEXION ESTÁTICAS Toda máquina paralela por el simple hecho de tener varios procesadores necesita disponer de algún mecanismo que permita la comunicación entre ellos. Tal y como seanalizó en el Capítulo 2 dicha comunicación puede realizarse de dos maneras: - Compartiendo un recurso, como por ejemplo un dato común en una memoria común. - Mediante el envío de la información por medio de un mensaje. En ambos casos será necesaria la existencia de una red de interconexión que permita realizar las operaciones descritas. En el primero, la memoria está físicamente distribuida envarios bancos por lo que la red de interconexión posibilitará la conexión de cada procesador con todos los bancos de memoria. En el segundo caso, es necesario unir físicamente los procesadores para poder realizar el envío de mensajes. Estos dos tipos de comunicación son adecuados, respectivamente, para dos importantes clases de máquinas paralelas según el diseño MIMD (recuérdese la Figura 2.19): losmultiprocesadores (sistemas de memoria compartida) y los multicomputadores (sistemas de memoria distribuida). En el Capítulo 3 ya se han analizado las redes dinámicas y su conveniencia para los sistemas de memoria compartida. Análogamente, el envío de la información en los sistemas de memoria distribuida por medio de un mensaje resulta adecuado ya que en esta clase de sistemas cada procesadordispone de su propia memoria principal independiente del resto, y la comunicación se realiza por paso de mensajes, es decir, para que un dato que reside en la memoria de un procesador pase a la de otro, el primero debe construir un

mensaje mediante software y enviarlo a través de la red de interconexión, mientras que el segundo debe recibirlo (Capítulo 2). Una red estática, también denominada red...
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