张晨曦全套配套课件计算机系统结构第9章.doc

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1、第9章机群PVP并行向量处理机SMP对称多处理机MPP大规模并行处理机机群机群是一种价格低廉、易于构建、可扩放性极强的并行计算机系统。它由多台同构或异构的独立计算机通过高性能网络或局域网互连在一起，协同完成特定的并行计算任务。从用户的角度来看，机群就是一个单一、集中的计算资源。单一系统映像简称SSI。包含四重含义。首先是“单一系统”，尽管系统中有多个处理器，用户仍然把整个机群视为一个单一的计算系统来使用。其次是“单一控制”，逻辑上，最终用户或系统用户使用的服务都来自机群中唯一一个位置。三是“对称性”，用户可以从任一个结点上获得机群服务，也就是说，对于所有结点和所有用户

2、，除了那些具有特定访问权限的服务与功能外，所有机群服务与功能都是对称的。最后则是“位置透明”，用户不必了解真正提供服务的物理设备的具体位置。MPIMessagePassingInterface。目前最重要的一个基于消息传递的并行编程工具，它具有可移植性好、功能强大、效率高等许多优点，而且有许多不同的免费、高效、实用的实现版本。PVMParallelVirtualMachine。一种常用的基于消息传递的并行编程环境，它把工作站网络构建成一个虚拟的并行机系统，为并行应用提供了运行平台。HPFHighPerformanceFORTRAN。一个支持数据并行的并行语言标准。Op

3、enMPOpenMulti-Processing。一个共享存储并行系统上的应用编程接口，它规范了一系列的编译制导、运行库例程和环境变量，并为C/C++和FORTRAN等高级语言提供了应用编程接口。高可用性机群目的是在当系统中某些结点出现故障的情况下，仍能继续对外提供服务。它采用冗余机制，当系统中某个结点由于软、硬件故障而失效时，该结点上的任务将在最短的时间内被迁移到机群内另一个具有相同功能与结构的结点上继续执行。负载均衡机群主要目的是提供与结点个数成正比的负载能力。机群能够根据系统中各个结点的负载情况实时地进行任务分配。为此，它专门设置了一个重要的监控结点，负责监控其

4、余每个工作结点的负载和状态，并根据监控结果将任务分派到不同的结点上。高性能计算机群主要目的是降低高性能计算的成本。它通过高速的商用互连网络，将数十台乃至上千台PC或工作站连接在一起，可以提供接近甚至超过传统并行计算机系统的计算能力，但其价格却仅是具有相同计算能力的传统并行计算机系统的几十分之一。专用机群是为代替传统的大中型机或巨型机而设计的，装置比较紧凑，一般都装在比较小的机架内，放在机房中使用，因此它的吞吐率较高，响应时间也较短。专用机群的结点往往是同构的，一般采用集中控制，由一个（或一组）管理员统一管理，而且用户一般需要通过一台终端机来访问它。企业机群它是为了充分

5、利用各个结点的空闲资源而设计的，各个结点分散安放，各结点之间一般通过标准的LAN或WAN互连，通信开销较大，延迟较长。结点一般是异构的，并由不同的个人拥有或使用，机群管理者只能对各个结点进行有限的管理。结点拥有者可以随意地进行关机、重新配置或者升级，而且对一个结点而言，它的拥有者或使用者的任务应该具有最高优先级，高于企业的其他用户。