多處理器系統
大多數計算機系統都是單處理器系統,即它們只有一個處理器。然而,多處理器或並行系統如今正變得越來越重要。這些系統具有多個並行工作的處理器,它們共享計算機時鐘、記憶體、匯流排、外圍裝置等。演示多處理器體系結構的影像如下:
多處理器的型別
主要有兩種型別的多處理器,即對稱和非對稱多處理器。有關它們的詳細資訊如下:
對稱多處理器
在這些型別的系統中,每個處理器都包含作業系統的一個類似副本,並且它們彼此通訊。所有處理器都處於對等關係,即它們之間不存在主從關係。
對稱多處理系統的示例是 Multimax 計算機的 Encore 版本的 Unix。
非對稱多處理器
在非對稱系統中,每個處理器都分配了一個預定義的任務。有一個主處理器向所有其他處理器發出指令。非對稱多處理器系統包含主從關係。
在建立對稱多處理器之前,非對稱多處理器是唯一可用的多處理器型別。現在,這也是更便宜的選擇。
多處理器系統的優點
多處理器系統有多個優點。其中一些是:
更可靠的系統
在多處理器系統中,即使一個處理器發生故障,系統也不會停止執行。這種即使在硬體發生故障的情況下也能繼續工作的能力稱為優雅降級。例如:如果一個多處理器系統中有 5 個處理器,其中一個發生故障,那麼仍然有 4 個處理器在工作。因此,系統只會變慢,而不會完全停止。
增強的吞吐量
如果多個處理器協同工作,則系統的吞吐量會增加,即每單位時間執行的程序數量會增加。如果有 N 個處理器,則吞吐量會增加接近 N 的數量。
更經濟的系統
從長遠來看,多處理器系統比單處理器系統更便宜,因為它們共享資料儲存、外圍裝置、電源等。如果有多個共享資料的程序,最好將它們排程到具有共享資料的多處理器系統上,而不是使用具有多個數據副本的不同計算機系統。
多處理器系統的缺點
多處理器系統也有一些缺點。其中一些是:
增加的費用
儘管從長遠來看,多處理器系統比使用多個計算機系統更便宜,但它們仍然相當昂貴。購買一個簡單的單處理器系統比購買一個多處理器系統便宜得多。
需要複雜的運算系統
多處理器系統中有多個處理器共享外設、記憶體等。因此,與單處理器系統相比,排程程序和向程序分配資源要複雜得多。因此,多處理器系統需要更復雜的作業系統。
需要更大的主記憶體
多處理器系統中的所有處理器都共享記憶體。因此,與單處理器系統相比,需要更大的記憶體池。