sis operativos

Capítulo 2

Sistemas de memoria
compartida distribuida (DSM)
2.1 Introducción
Las arquitecturas de computación paralela pueden verse como una extensión de las arquitecturas convencionales que permitan la cooperación y la
comunicación entre elementos de proceso [20]. Existen dos facetas diferentes en las arquitecturas de computación paralela: por una parte, el modelo
de programación, queconsiste en la imagen conceptual de la máquina que el
programador utiliza en la codificación. Por otra parte, la capa de abstracción
de comunicaciones se encarga de resolver la comunicación y la sincronización de los procesos paralelos a través de un conjunto de primitivas. Estas
primitivas pueden estar implementadas a nivel hardware, a nivel del sistema operativo o a nivel de un software deusuario específico para cada
máquina que relacione el modelo de programación con las primitivas de
comunicación.
Respecto al modelo de programación, existen hoy día tres paradigmas
principales [20]:
Modelo de variables compartidas : en este modelo, las comunicaciones
entre los diferentes procesadores se realizan a través de accesos a un
espacio de direcciones compartido. Entre sus principalesventajas se
encuentra la facilidad de programación, ya que la cooperación entre
procesos se realiza a través de determinadas variables compartidas,
al igual que en un sistema de tiempo compartido.
Modelo de paso de mensajes : en este modelo, la comunicación se realiza
a través del envío y recepción de mensajes entre un nodo origen y un
nodo destino. Este modelo de programación resulta muyapropiado
cuando los bloques de construcción del sistema multiprocesador son
sistemas completos, con su microprocesador, su espacio de memoria

S ISTEMAS

DE MEMORIA COMPARTIDA DISTRIBUIDA

(DSM)

privado y sus dispositivos de entrada/salida. Desde el punto de vista
del usuario, la comunicación no está integrada en el sistema de memoria como en el caso anterior, sino en el deentrada/salida, ya que
debe realizarse de forma explícita.
Paralelización de datos : esta forma de cooperación se basa en un grupo
de procesadores que efectúan operaciones sobre diferentes elementos
de un conjunto de datos de forma simultánea, intercambiándose la
información globalmente antes de continuar. El intercambio de información puede realizarse a través de accesos a memoria compartida
o mediantepaso de mensajes, ya que esta cuestión no depende del
modelo. La aplicación de este modelo está restringido a la resolución
de problemas que impliquen el procesamiento en paralelo de datos
con una estructura regular, como por ejemplo matrices.
La principal ventaja del modelo de espacio de memoria compartido es
que pueden aplicarse los mismos principios de programación que se utilizan en laprogramación de sistemas de tiempo compartido. Desde el punto
de vista del programador, no existe ninguna diferencia entre la sincronización de los diferentes procesos cuando se ejecutan en un sistema multitarea
y cuando se ejecutan en un sistema multiprocesador, ya que la sincronización se consigue accediendo a posiciones de memoria de un espacio común
de direcciones. En el modelo de paso demensajes, por el contrario, el programador debe invocar explícitamente las primitivas de sincronización, lo
que obliga a reescribir las aplicaciones existentes para sistemas multitarea.
El modelo de programación a utilizar no depende hoy día de la capa
de abstracción de comunicaciones que incorpore el sistema: de hecho, es
posible construir un modelo de paso de mensajes sobre un sistema de memoriacompartida y viceversa [93]. Este hecho ha favorecido una tendencia
en el desarrollo de sistemas multiprocesador que consiste en la utilización
de las nuevas tecnologías en redes de comunicación para la conexión de
grupos de máquinas en clusters que operan como una máquina paralela de
memoria compartida. Entre las principales ventajas de estos sistemas figura la obtención de índices de...