Procesadores, terminales y redes

SISTEMAS MULTIPROCESADORES

Un multiprocesador puede verse como un computador paralelo compuesto por varios procesadores interconectados que comparten un mismo sistema de memoria.
Los sistemas multiprocesadores son arquitecturas MIMD con memoria compartida. Tienen un único espacio de direcciones para todos los procesadores y los mecanismos de comunicación se basan en el paso de mensajes desdeel punto de vista del programador.
Dado que los multiprocesadores comparten diferentes módulos de memoria, pudiendo acceder a un mismo módulo varios procesadores, a los multiprocesadores también se les llama sistemas de memoria compartida.
Dependiendo de la forma en que los procesadores comparten la memoria, se clasifican en sistemas multiprocesador UMA, NUMA y COMA.

* UMA (Uniform MemoryAccess)
Sistema multiprocesador con acceso uniforme a memoria. La memoria física es uniformemente compartida por todos los procesadores, esto quiere decir que todos los procesadores tienen el mismo tiempo de acceso a todas las palabras de la memoria. Cada procesador tiene su propia caché privada y también se comparten los periféricos.
Los multiprocesadores son sistemas fuertemente acoplados(tightly-coupled), dado el alto grado de compartición de los recursos (hardware o software) y el alto nivel de interacción entre procesadores, lo que hace que un procesador dependa de lo que hace otro.
El sistema de interconexión debe ser rápido y puede ser de uno de los siguientes tipos:
• Bus común
• Red crossbar
• Red multietapa
Este modelo es conveniente para aplicaciones de propósito generaly de tiempo compartido por varios usuarios.

Existen varias categorías de sistemas UMA.
• Sistema Simétrico
Cuando todos los procesadores tienen el mismo tiempo de acceso a todos los componentes del sistema (incluidos los periféricos), reciben el nombre de sistemas multiprocesador simétrico.
Los procesadores tienen el mismo dominio (prioridad) sobre los periféricos y cada procesador tienenla misma capacidad para procesar.
• Sistema Asimétrico
Los sistemas multiprocesador asimétrico, son sistemas con procesadores maestros y procesadores esclavos, en donde sólo los primeros pueden ejecutar aplicaciones y dónde en tiempo de acceso para diferentes procesadores no es el mismo. Los procesadores esclavos (attached) ejecutan código usuario bajo la supervisión del maestro, por lo tantocuando una aplicación es ejecutada en un procesador maestro dispondrá de una cierta prioridad.
NUMA (Non Uniform Memory Access)
Un sistema multiprocesador NUMA es un sistema de memoria compartida donde el tiempo de acceso varía según donde se encuentre localizado el acceso.
El acceso a memoria, por tanto, no es uniforme para diferentes procesadores. Existen memorias locales asociadas a cadaprocesador y estos pueden acceder a datos de su memoria local de una manera más rápida que a las memorias de otros procesadores, debido a que primero debe aceptarse dicho acceso por el procesador del que depende el módulo de memoria local.
Todas las memorias locales conforman la memoria global compartida y físicamente distribuida y accesible por todos los procesadores.

• Cluster Jerárquico
Otromodelo NUMA que nace como la mezcla del modelo UMA explicado anteriormente y el modelo NUMA anterior, es el cluster jerárquico en el que se combinan las memorias locales y las globales obteniendo una cierta escalabilidad del sistema.
Los procesadores aparecen distribuidos en clusters (1 sistema UMA o un 1 sistema NUMA). Estos clusters están conectados a la memoria global compartida. El sistema ensu totalidad es un sistema NUMA, ya que el acceso a memoria es no uniforme por parte de los clusters.
La ventaja de estos sistemas con respecto a los sistemas UMA, es que el acceso a memoria local es mucho más rápido.
* COMA (Cache Only Memory Access)
Los sistemas COMA son un caso especial de los sistemas NUMA. Este tipo de sistemas no ha tenido mucha transcendencia, al igual que los sistemas...