CONTADURÍA INF. V / CAP. IX

SISTEMAS MULTIPROCESADORES

A inicios de 1981 los sistemas de multiprocesadores fueron introducidos en máquinas que jugaban al ajedrez. El objetivo inicial era lograr un aumento de la velocidad de proceso en un factor de 81#81 veces con 81#81 procesadores. El problema principal de este tipo de desarrollo fue el cómo dividir el árbol de búsqueda de variantes con tal de mantener a todos los procesadores ocupados en todo el tiempo de búsqueda evitando además búsqueda redundante.

Otro problema era la realización de debugging en este tipo de programas. Los procesadores funcionan en forma asíncrona y eventos que ocurren primero en un procesador y luego en otro pueden suceder en otro orden en otra simulación.

El programa OSTRICH fue el primero en participar en una competencia oficial de computadoras utilizando esta tecnología. Cinco computadoras serie Data General 16-bit Nova estaban conectadas mediante un paquete de comunicación de alta velocidad. En años subsiguientes 8 computadoras DG fueron utilizadas logrando un incremento de la velocidad de cálculo en un orden 5. Otros programas famosos que utilizaron multiproceso fueron CRAYBLITZ (1983 y 1984, procesador CRAY X-MP, 2 y 4 procesadores), CHESS CHALLENGER (1986, 20 microprocesadores 8086) y Deep Thought (1989, 3 procesadores de tecnología SUN y VLSI). DeepBlue para su match contra Kasparov utilizó un total de 2 frames RS6000 SP albergando 15 computadoras RS/6000 cada uno. Cada nodo contenía dos circuitos de ajedrez con 8 procesadores cada uno, lo que otorga en total 8x2x15x2 = 480 procesadores en el sistema completo.

Multiproceso

Multiproceso es tradicionalmente conocido como el uso de múltiples procesos concurrentes en un sistema en lugar de un único proceso en un instante determinado. Como la multitarea que permite a múltiples procesos compartir una única CPU, múltiples CPUs pueden ser utilizados para ejecutar múltiples hilos dentro de un único proceso.

El multiproceso para tareas generales es, a menudo, bastante difícil de conseguir debido a que puede haber varios programas manejando datos internos (conocido como estado o contexto) a la vez. Los programas típicamente se escriben asumiendo que sus datos son incorruptibles. Sin embargo, si otra copia del programa se ejecuta en otro procesador, las dos copias pueden interferir entre sí intentando ambas leer o escribir su estado al mismo tiempo. Para evitar este problema se usa una variedad de técnicas de programación incluyendo semáforos y otras comprobaciones y bloqueos que permiten a una sola copia del programa cambiar de forma exclusiva ciertos valores.

Multitarea

Tipos de multitarea

Cooperativa

Los procesos de usuario son quienes ceden la CPU al sistema operativo a intervalos regulares. Muy problemática, puesto que si el proceso de usuario se interrumpe y no cede la CPU al sistema operativo, todo el sistema estará trabado, es decir, sin poder hacer nada. Da lugar también a latencias muy irregulares, y la imposibilidad de tener en cuenta este esquema en sistemas operativos de tiempo real.

Preferente

El sistema operativo es el encargado de administrar el/los procesador(es), repartiendo el tiempo de uso de este entre los procesos que estén esperando para utilizarlo. Cada proceso utiliza el procesador durante cortos períodos de tiempo, pero el resultado final es prácticamente igual que si estuviesen ejecutándose al mismo tiempo. Ejemplos de sistemas de este tipo serían Unix y sus derivados (FreeBSD, GNU/Linux), VMS y derivados, AmigaOS, Windows NT.

Real

Sólo se da en sistemas multiprocesador. Es aquella en la que varios procesos se ejecutan realmente al mismo tiempo, en distintos microprocesadores. Suele ser también preferente. Ejemplos de sistemas operativos con esa capacidad: variantes Unix, GNU/Linux, Windows NT, Mac OS X, etc.

En otras palabras

Los sistemas operativos multitarea son capaces de dar servicio a más de un usuario a la vez, ya sea por medio de varias terminales conectadas a la computadora o por medio de sesiones remotas en una red de comunicaciones. No importa el número de procesadores en la máquina ni el número de procesos que cada usuario puede ejecutar simultáneamente. En esta categoría se encuentran todos los sistemas que cumplen simultáneamente las necesidades de dos o más usuarios, que comparten mismos recursos. Este tipo de sistemas se emplean especialmente en redes. En otras palabras consiste en el fraccionamiento del tiempo (timesharing).

Principales Características de los Sistemas Multiprocesadores

Una vez clasificados por el tipo de paralelismo, hay otras clasificaciones importantes que afectan a los sistemas con múltiples procesadores son las que hacen referencia a:
– Estructura lógica
– Estructura física
– Modo de interacción

Estructura lógica
Se entiende por estructura lógica el modo de distribuir la responsabilidad del control entre los diversos elementos del sistema. Es decir, define la relación entre los diversos elementos de un sistema multiprocesador. Las dos relaciones lógicas más elementales son la vertical y la horizontal. En un sistema vertical los elementos se estructuran jerárquicamente, implicando una relación maestro-esclavo. En un sistema horizontal los elementos mantienen una relación de igualdad desde el punto de vista lógico, implicando una relación maestro-maestro (o peer-to-peer).

Estructura física
Se denomina estructura física de un sistema multiprocesador a la forma de realizar el intercambio de información entre los procesadores que lo conforman. La estructurá física depende tanto del modo de transferencia de los datos como de la interconexión topológica entre dichos procesadores.

Modos de interacción

Los sistemas con múltiples procesadores pueden clasificarse según el acoplamiento, que indica la capacidad de compartir recursos y la naturaleza de la intercomunicación de los distintos procesadores, de la siguiente forma:
a) Sistemas débilmente acoplados.
b) Sistemas fuertemente acoplados.
c) Sistemas medianamente acoplados.

Sistemas débilmente acoplados
Son las redes de computadores y se configuran con varios computadores convencionales que pueden intercomunicarse a grandes velocidades (típicamente mediante Ethernet).
El reparto de trabajo entre los computadores de la red lo realiza un único sistema operativo.

Las características más importantes de los sistemas débilmente acoplados son:

1) Computadores autónomos. Los computadores son independientes y pueden estar geográficamente dispersos.
2) Protocolo de comunicación. La comunicación sigue un rígido protocolo.
3) Comunicación serie. Utilizando líneas de alta velocidad.
4) Accesibilidad. Desde cualquier computador se puede acceder a todos los demás.
5) Eficacia. El funcionamiento resulta eficiente cuando las interacciones de los procesos de los diferentes computadores es mínima.

Sistemas fuertemente acoplados

A los sistemas fuertemente acoplados se les conoce como sistemas multiprocesadores, y todos los procesadores que lo forman pueden utilizar todos los recursos del sistema.

Sus características más importantes son:
1) Memoria común. Todos los procesadores del sistema pueden acceder a una memoria principal común, aunque cada uno de ellos pueda también tener una memoria de datos propia.
2) Entrada/Salida. Todos los procesadores del sistema comparten el acceso a los dispositivos de entrada/salida.
3) Sistema operativo común. El sistema se controla mediante un sistema operativo, que regula las interacciones entre procesadores y programas.
Los sistemas fuertemente acoplados deben disponer de un mecanismo de sincronización entre procesadores. En general, todos los procesadores deben ser iguales, formando así una configuración simétrica.

Sistemas medianamente acoplados

También denominados sistemas distribuidos, combinan las cualidades de los sistemas fuertemente y debilmente acoplados: Existe un mapa de memoria único y un sólo sistema óperativo, sirviendo la memoria como elemento de comunicación entre los diferentes procesadores.

Sistemas operativos para multiproceso

La interconexión entre los procesadores determinará las funciones de control del sistema operativo. El control será centralizado en el caso de organizaciones jerárquicas o verticales, y distribuido en organizaciones horizontales, en las que todos los procesadores son iguales desde el punto de vista lógico.

En un sistemacon múltiples procesos concurrentes puede ocurrir que dos procesos traten de acceder a la vez a recursos que no pueden ser utilizados simultáneamente por más de un procesador (unidades de disco, I/O, etc.), o bien traten de acceder a recursos virtuales, como tablas dé datos o buffers de comunicación entre procesos. En estos casos, el encargado de proporcionar mecanismos para garantizar un uso exclusivo del recurso es el sistema operativo, y los procesos que deseen acceder al recurso deben competir por él. A esta exclusividad de acceso se le denomina exclusión mutua entre procesos.

Clasificación de los Sistemas Operativos para Multiproceso

Básicamente, se han utilizado tres tipos de organizaciones en el diseño de sistemas operativos para sistemas multiprocesadores:
1) Configuración maestro-esclavo.
2) Supervisor independiente para cada procesador.
3) Supervisor flotante.

 

SUPERCOMPUTADORA CRAY

Cuenta con sus 216 procesadores AMD Opteron Dual Core 2.2Ghz, tiene un poder de procesamiento de 0.95 TFlops, capaz de realizar 950,000,000,000 operaciones en aritmética de punto flotante (sumas o multiplicaciones con números reales) en un segundo.

Este equipo también posee una capacidad de almacenamiento central de 4 Tbytes. Almacenamiento equivalente a 4,000,000,000,000 de caracteres.

La supercomputadora Cray XD1 combina sistemas avanzados de interconexión, administración y tecnología computacional reconfigurable que satisface de manera confiable las demandas de procesamiento de alto rendimiento. Diseñada para cumplir con los requerimientos de cómputo de alto rendimiento (HPC) en áreas que van del diseño de productos, a predicción del clima, e investigaciones científicas. La Cray XD1 es una poderosa herramienta para científicos e ingenieros que les permite simular y analizar problemas de mayor complejidad de forma rápida.

La Cray XD1 esta basada en la arquitectura de “Conexión Directa entre Procesadores (DCP)” lo que permite interconectar muchos procesadores como uno solo, optimizando las aplicaciones que hacen uso del envío de mensajes, enlazando un bloque de procesadores al siguiente a través de interconexiones (propietarias) de alto desempeño, eliminando la contención de la memoria compartida y de los cuellos de botella en los dispositivos PCI.

La Cray XD1 es un sistema modular cuya unidad base es el chasis. En un gabinete se pueden instalar hasta 12 chasis, integrando múltiples gabinetes es posible integrar cientos de procesadores en un único sistema.

Las características del equipo son las siguientes:

HARDWARE

216 Procesadores AMD Opteron 275, x8664, 2.2 GHzz
216 Gbytes DDR 400 registered ECC de memoria RAM Total
4 Tbytes de almacenamiento principal
1 Tbyte de registros de memoria accesibles por procesador
Interconexion tipo Rapid Array Interconnect
1.7 µs Latencia MPI entre procesadores

Rendimiento Teórico Pico 0.95TFlops

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Published in: on agosto 13, 2011 at 7:03 pm  Comments (5)  

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  1. SISTEMAS MULTIPROCESADORES

    MULTIPROCESO: se refiere a la ejecucion de varios procesos al mismo tiempo y en un corto tiempo.
    existen tres tipos de multitarea: cooperativa, preferente y real, este ultimo solo se da en sistemas multiprocesador. los sitemas operativos multitarea son capaces de dar servicios a mas de un usuario.
    los sistemas multiprosesadores se clasifican en:
    * estructura logica
    * estructura fisica
    * modo de interaccion

    a su vez este ultimo se clsifica en:
    * sistemas debilmente acoplados
    son redes de computadoras y se configuran para que puedan comunicarse entre ellas a traves de grandes velocidades y con un solo sistema operativo.
    caracteristicas: son autonomas, protocolo de comunicacion, comunicacion en serie y eficacia.
    * sistemas fuertemente acoplados
    se les conoce como sistemas multiprocesadores, y todos los procesadores que lo componen pueden utilizar todos los recursos del sistema.
    sus caracteristicas son: memoria comun, entrada/salida, sistema operativo comun.
    * sistemas debilmente acoplados.
    tambien se les denomina sistemas distribuidos, y combina las caracteristicas de los sistemas fuertemente acoplados y de los sitemas debilmente acoplados para trabajar con un solo sitema operativo.
    los sistemas operativos para multiproceso se clasifican de la siguiente manera:
    * configuracion maestro-esclavo
    * supervisor independiente para cada procesador
    * supervisor flotante

    SUPER COMPUTADORA CRAY
    cuenta con 216 procesadores son capaces de realizar millones de operaciones por segundo. es utilizada para el pronostico del clima y para los ingenieros en proyectos m uy grandes.
    puede trabajar con m uchos procesadores como uno solo.
    los componenetes del hardware de esta computadora son:
    216 procesadores
    4 tbyts de almacenamiento principal
    1 Tbyte de registros de memoria accesibles por procesador
    Interconexion tipo Rapid Array Interconnect
    1.7 µs Latencia MPI entre procesadores

  2. sistemas multiprocesadores: multiprocesadores fueron introducidos en máquinas que jugaban al ajedrez , objetivo inicial era lograr un aumento de la velocidad de proceso en un factor de 81#81 veces.
    Los procesadores funcionan en forma asíncrona y eventos que ocurren.El programa OSTRICH fue el primero en participar en una competencia oficial de computadoras utilizando esta tecnología.
    Multiproceso conocido como el uso de múltiples procesos concurrentes en un sistema en lugar de un único proceso en un instante determinado, es difícil de conseguir este.
    MULTITAREA:
    1.-Cooperativa:Los procesos de usuario son quienes ceden la CPU al sistema operativo a intervalos regulares.
    2.-Preferente:El sistema operativo es el encargado de administrar procesador repartiendo el tiempo de uso de este entre los procesos que estén esperando para utilizarlo.
    3.-real: es aquella en la que varios procesos se ejecutan realmente al mismo tiempo.
    CARASTERISTICAS DE LOS MULTIPROCESADORES
    ESTRUCTURA LOGICA:la relación entre los diversos elementos de un sistema multiprocesador.
    ESTRUCTURA FISICA:forma de realizar el intercambio de información entre los procesadores que lo conforman.
    MODOS DE INTERACCION:múltiples procesadores
    SISTEMAS DEBILMENTE ACOPLADOS:El reparto de trabajo entre los computadores de la red lo realiza un único sistema operativo.
    Sistemas operativos para multiproceso: La interconexión entre los procesadores determinará las funciones de control del sistema operativo.
    CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE OPERATIVO PARA MULTIPROCESO
    1.- Configuración maestro-esclavo.
    2.-Supervisor independiente para cada procesador.
    3.-Supervisor flotante.
    SUPERCOMPUTADORA CRAY:
    – 216 procesadores AMD
    -capacidad de almacenamiento central de 4 Tbytes
    -permite interconectar muchos procesadores

  3. SISTEMAS MULTIPROCESADORES
    Los sistemas de multiprocesadores fueron introducidos en máquinas que jugaban al ajedrez, el objetivo lograr un aumento de la velocidad de proceso en un factor.
    El problema principal de este tipo de desarrollo fue dividir el árbol de búsqueda de variantes.
    Otro problema era la realización de debugging, los procesadores funcionan en forma asíncrona y eventos que ocurren primero en un procesador y luego en otro.

    MULTIPROCESO
    Es conocido como el uso de múltiples procesos concurrentes en un sistema en lugar de un único proceso en un instante determinado permite a múltiples procesos compartir una única CPU.
    El multiproceso para tareas generales es difícil de conseguir debido a que puede haber varios programas manejando datos internos a la vez. Los programas se escriben asumiendo que sus datos son incorruptibles, si otra copia del programa se ejecuta en otro procesador, las dos copias pueden interferir entre sí intentando ambas leer o escribir su estado al mismo tiempo. Para evitar esto se usa una variedad de técnicas de programación y bloqueos que permiten a una sola copia del programa cambiar de forma algunos valores.

    MULTITAREA
    Tipos de multitarea
    Cooperativa
    Los procesos de usuario son quienes ceden la CPU al sistema operativo a intervalos regulares, si el proceso de usuario se interrumpe y no cede la CPU al sistema operativo, todo el sistema estará trabado.
    Preferente
    El sistema operativo se encarga de administrar el/los procesador(es), repartiendo el tiempo de uso de este entre los procesos que estén esperando para utilizarlo. Cada proceso utiliza el procesador durante cortos períodos de tiempo, el resultado final es prácticamente igual que si estuviesen ejecutándose al mismo tiempo.
    Real
    Sólo se da en sistemas multiprocesador. Es aquella en la que varios procesos se ejecutan realmente al mismo tiempo, en distintos microprocesadores.

    En otras palabras
    Los operativos multitarea son capaces de dar servicio a más de un usuario a la vez, ya sea por medio de varias terminales conectadas a la computadora o por medio de sesiones remotas en una red de comunicaciones. No importa el número de procesadores en la máquina ni el número de procesos que cada usuario puede ejecutar simultáneamente.

    Principales Características de los Sistemas Multiprocesadores
    Se clasifican en:

    Estructura lógica Define la relación entre los diversos elementos de un sistema multiprocesador. Las dos relaciones lógicas más elementales son la vertical y la horizontal. En un sistema vertical los elementos se estructuran jerárquicamente, implicando una relación maestro-esclavo. En un sistema horizontal los elementos mantienen una relación de igualdad desde el punto de vista lógico, implicando una relación maestro-maestro (o peer-to-peer).
    Estructura física: Es la forma de realizar el intercambio de información entre los procesadores que lo conforman. La estructura física depende tanto del modo de transferencia de los datos como de la interconexión topológica entre dichos procesadores.
    Modos de interacción: Los sistemas con múltiples procesadores pueden clasificarse según el acoplamiento, que indica la capacidad de compartir recursos y la naturaleza de la intercomunicación de los distintos procesadores, de la siguiente forma:
    Sistemas débilmente acoplados: Son las redes de computadores y se configuran con varios computadores convencionales que pueden intercomunicarse a grandes velocidades.

    Las características más importantes de los sistemas débilmente acoplados son:
    Computadores autónomos
     Protocolo de comunicación
     Comunicación serie.
     Accesibilidad.
     Eficacia.
    Sistemas fuertemente acoplados
    A los sistemas fuertemente acoplados se les conoce como sistemas multiprocesadores, y todos los procesadores que lo forman pueden utilizar todos los recursos del sistema.

    Sus características más importantes son:
     Memoria común.
     Entrada/Salida.
     Sistema operativo común.

    Sistemas medianamente acoplados.
    Denominados sistemas distribuidos, combinan las cualidades de los sistemas fuertemente y débilmente acoplados: Existe un mapa de memoria único y un sólo sistema operativo, sirviendo la memoria como elemento de comunicación entre los diferentes procesadores.
    Sistemas operativos para multiproceso
    La interconexión entre los procesadores determinará las funciones de control del sistema operativo. En un sistema con múltiples procesos concurrentes puede ocurrir que dos procesos traten de acceder a la vez a recursos que no pueden ser utilizados simultáneamente por más de un procesador (unidades de disco, I/O, etc.), o bien traten de acceder a recursos virtuales. En estos casos, el encargado de proporcionar mecanismos para garantizar un uso exclusivo del recurso es el sistema operativo, y los procesos que deseen acceder al recurso deben competir por él. A esto se le denomina exclusión mutua entre procesos.
    Clasificación de los Sistemas Operativos para Multiproceso
    Básicamente, se han utilizado tres tipos de organizaciones en el diseño de sistemas operativos para sistemas multiprocesadores:
    1) Configuración maestro-esclavo.
    2) Supervisor independiente para cada procesador.
    3) Supervisor flotante.

    SUPERCOMPUTADORA CRAY
    Cuenta con sus 216 procesadores AMD Opteron Dual Core 2.2Ghz, tiene un poder de procesamiento de 0.95 TFlops, capaz de realizar 950,000,000,000 operaciones en aritmética de punto flotante (sumas o multiplicaciones con números reales) en un segundo.
    Este equipo también posee una capacidad de almacenamiento central de 4 Tbytes. Almacenamiento equivalente a 4,000,000,000,000 de caracteres.
    La supercomputadora Cray XD1 combina sistemas avanzados de interconexión, administración y tecnología computacional reconfigurable. Diseñada para cumplir con los requerimientos de cómputo de alto rendimiento (HPC) en áreas que van del diseño de productos, a predicción del clima, e investigaciones científicas.
    Las características del equipo son las siguientes:
    HARDWARE
    216 Procesadores AMD Opteron 275, x8664, 2.2 GHzz
    216 Gbytes DDR 400 registered ECC de memoria RAM Total
    4 Tbytes de almacenamiento principal
    1 Tbyte de registros de memoria accesibles por procesador
    Interconexion tipo Rapid Array Interconnect
    1.7 µs Latencia MPI entre procesadores
    Rendimiento Teórico Pico 0.95TFlops

  4. SISTEMAS MULTIPROCESADORES
    En 1981 los sistemas de multiprocesadores fueron introducidos en máquinas que jugaban al ajedrez. Otro problema era la realización de debugging en este tipo de programas. Los procesadores funcionan en forma asíncrona y eventos que ocurren primero en un procesador y luego en otro pueden suceder en otro orden en otra simulación.
    Multiproceso
    Multiproceso es conocido como el uso de múltiples procesos concurrentes en un sistema en lugar de un único proceso en un instante determinado. Como la multitarea que permite a múltiples procesos compartir una única CPU, múltiples CPUs pueden ser utilizados para ejecutar múltiples hilos dentro de un único proceso.
    El multiproceso para tareas generales, es complicado de conseguir debido a que puede haber varios programas manejando datos internos (estado o contexto) a la vez. Los programas se escriben asumiendo que sus datos son incorruptibles. Sin embargo, si otra copia del programa se ejecuta en otro procesador, las dos copias pueden interferir entre sí intentando ambas leer o escribir su estado al mismo tiempo. Para evitar este problema se usa una variedad de técnicas de programación incluyendo semáforos y otras comprobaciones y bloqueos que permiten a una sola copia del programa cambiar de forma exclusiva ciertos valores.
    Multitarea
    Tipos de multitarea
    Cooperativa
    Los procesos de usuario son quienes ceden la CPU al sistema operativo a intervalos regulares.
    Preferente
    El sistema operativo es el encargado de administrar el/los procesador(es), repartiendo el tiempo de uso de este entre los procesos que estén esperando para utilizarlo. Cada proceso utiliza el procesador durante cortos períodos de tiempo, pero el resultado final es prácticamente igual que si estuviesen ejecutándose al mismo tiempo.
    Real
    Sólo se da en sistemas multiprocesador. Es aquella en la que varios procesos se ejecutan realmente al mismo tiempo, en distintos microprocesadores. Suele ser también preferente.
    Los sistemas operativos multitarea son capaces de dar servicio a más de un usuario a la vez, por medio de varias terminales conectadas a la computadora o por medio de sesiones remotas en una red de comunicaciones. No importa el número de procesadores en la máquina ni el número de procesos que cada usuario puede ejecutar simultáneamente. En esta categoría se encuentran todos los sistemas que cumplen simultáneamente las necesidades de dos o más usuarios, que comparten mismos recursos. Este tipo de sistemas se emplean especialmente en redes. En el fraccionamiento del tiempo (timesharing).
    Principales Características de los Sistemas Multiprocesadores
    Una vez clasificados por el tipo de paralelismo, hay otras clasificaciones importantes que afectan a los sistemas con múltiples procesadores son las que hacen referencia a:
    1) Estructura lógica:
    Se entiende por estructura lógica el modo de distribuir la responsabilidad del control entre los diversos elementos del sistema. Define la relación entre los diversos elementos de un sistema multiprocesador. Las 2 relaciones lógicas más elementales son la vertical y la horizontal. En un sistema vertical los elementos se estructuran jerárquicamente, implicando una relación maestro-esclavo. En un sistema horizontal los elementos mantienen una relación de igualdad desde el punto de vista lógico, implicando una relación maestro-maestro (o peer-to-peer).

    2) Estructura física:
    Se denomina estructura física de un sistema multiprocesador a la forma de realizar el intercambio de información entre los procesadores que lo conforman. La estructura física depende tanto del modo de transferencia de los datos como de la interconexión topológica entre dichos procesadores.

    3) Modo de interacción:
    Los sistemas con múltiples procesadores pueden clasificarse según el acoplamiento, que indica la capacidad de compartir recursos y la naturaleza de la intercomunicación de los distintos procesadores, de la siguiente forma:
    a) Sistemas débilmente acoplados:
    Redes de computadores y se configuran con varios computadores convencionales que pueden intercomunicarse a grandes velocidades (Ethernet).
    El reparto de trabajo entre los computadores de la red lo realiza un único sistema operativo.
    Las características más importantes de los sistemas débilmente acoplados son:
    1) Computadores autónomos. Los computadores son independientes y pueden estar geográficamente dispersos.
    2) Protocolo de comunicación. La comunicación sigue un rígido protocolo.
    3) Comunicación serie. Utilizando líneas de alta velocidad.
    4) Accesibilidad. Desde cualquier computador se puede acceder a todos los demás.
    5) Eficacia. El funcionamiento resulta eficiente cuando las interacciones de los procesos de los diferentes computadores son mínimas.

    b) Sistemas fuertemente acoplados
    A los sistemas fuertemente acoplados se les conoce como sistemas multiprocesadores, y todos los procesadores que lo forman pueden utilizar todos los recursos del sistema.
    Sus características más importantes son:
    1) Memoria común. Los procesadores del sistema pueden acceder a una memoria principal común, aunque cada uno de ellos pueda tener una memoria de datos propia.
    2) Entrada/Salida. Todos los procesadores del sistema comparten el acceso a los dispositivos de entrada/salida.
    3) Sistema operativo común. El sistema se controla mediante un sistema operativo, que regula las interacciones entre procesadores y programas.
    Los sistemas fuertemente acoplados deben disponer de un mecanismo de sincronización entre procesadores. Todos los procesadores deben ser iguales, formando una configuración simétrica.
    c) Sistemas medianamente acoplados
    Llamados sistemas distribuidos, combinan las cualidades de los sistemas fuertemente y débilmente acoplados: Existe un mapa de memoria único y un sólo sistema operativo, sirviendo la memoria como elemento de comunicación entre diferentes procesadores.
    Sistemas operativos para multiproceso
    La interconexión entre los procesadores determina las funciones de control del sistema operativo. El control será centralizado en el caso de organizaciones jerárquicas o verticales, y distribuido en organizaciones horizontales, en las que todos los procesadores son iguales desde el punto de vista lógico.
    En un sistema con múltiples procesos concurrentes puede ocurrir que dos procesos traten de acceder a la vez a recursos que no pueden ser utilizados simultáneamente por más de un procesador o bien traten de acceder a recursos virtuales, como tablas dé datos o buffers de comunicación entre procesos.
    Clasificación de los Sistemas Operativos para Multiproceso
    Se han utilizado 3 tipos de organizaciones en el diseño de sistemas operativos para sistemas multiprocesadores:

    1) Configuración maestro-esclavo.
    2) Supervisor independiente para cada procesador.
    3) Supervisor flotante.
    SUPERCOMPUTADORA CRAY
    Cuenta con sus 216 procesadores AMD Opteron Dual Core 2.2Ghz, tiene un poder de procesamiento de 0.95 TFlops, capaz de realizar 950,000,000,000 operaciones en aritmética de punto flotante (sumas o multiplicaciones con números reales) en un segundo. También posee una capacidad de almacenamiento central de 4 Tbytes. Almacenamiento equivalente a 4,000,000,000,000 de caracteres.
    La supercomputadora Cray XD1 combina sistemas avanzados de interconexión, administración y tecnología computacional reconfigurable que satisface de manera confiable las demandas de procesamiento de alto rendimiento. Diseñada para cumplir con los requerimientos de cómputo de alto rendimiento en áreas que van del diseño de productos, a predicción del clima, e investigaciones científicas. La Cray XD1 es para científicos e ingenieros que les permite simular y analizar problemas de mayor complejidad de forma rápida.
    La Cray XD1 esta basada en la arquitectura de “Conexión Directa entre Procesadores (DCP)” lo que permite interconectar muchos procesadores como uno solo, optimizando las aplicaciones que hacen uso del envío de mensajes, enlazando un bloque de procesadores al siguiente a través de interconexiones (propietarias) de alto desempeño, eliminando la contención de la memoria compartida y de los cuellos de botella en los dispositivos PCI.
    La Cray XD1 es un sistema modular cuya unidad base es el chasis. En un gabinete se pueden instalar hasta 12 chasis, integrando múltiples gabinetes es posible integrar cientos de procesadores en un único sistema.
    Las características del equipo son las siguientes:
    HARDWARE
    216 Procesadores AMD Opteron 275, x8664, 2.2 GHzz
    216 Gbytes DDR 400 registered ECC de memoria RAM Total
    4 Tbytes de almacenamiento principal
    1 Tbyte de registros de memoria accesibles por procesador
    Interconexion tipo Rapid Array Interconnect
    1.7 µs Latencia MPI entre procesadores

  5. SISTEMAS MULTIPROCESADORES.
    Los sistemas de multiprocesadores fueron introducios en maquinas que jugaban ajedres en 1981 la idea era que tuvieran muy buena velocidad. Fue asi como se fueron modificando el primer programma que estubo a prueba fue ostrich.
    MULTIPROCESO
    Mejor conocido como el uso de multiples procesos en un sistema, es utilizado para tareas generales.
    MULTITAREAS
    Son capaces de dar servicio a varios usuarios a la vez
    Permite a multiples procesos utilizar una sola cpu, yexisten varios como: 1.-cooperativa, 2.-preferente y 3.-real.
    1.-Muy problemática, puesto que si el proceso de usuario se interrumpe y no cede la CPU al sistema operativo, todo el sistema estará trabado.
    2.-El sistema operativo es el encargado de administrar el procesador, repartiendo el tiempo de uso de este entre los procesos que estén esperando para utilizarlo.
    3.-Sólo se da en sistemas multiprocesador, es aquella en la que varios procesos se ejecutan realmente al mismo tiempo, en distintos microprocesadores.
    PRINCIPALES CARACTERISTICAS DE MULTIPLES PROCESADORES
    SON: 1.-Estructura lógica: Es el modo de distribuir la responsabilidad del control entre los diversos elementos del sistema.
    2.-Estructura física:Es forma de realizar el intercambio de información entre los procesadores que lo conforman.
    3.-Modo de interacción:Es el que indica la capacidad de compartir recursos y la naturaleza de la intercomunicación de los distintos procesadores, de la siguiente forma:
    1.-Sistemas débilmente acoplados son: las redes de computadores y se configuran con varios computadores convencionales que pueden intercomunicarse a grandes velocidades.
    2.-Sistemas fuertemente acoplados:Se les conoce como sistemas multiprocesadores, y todos los procesadores que lo forman pueden utilizar todos los recursos del sistema.
    3.-Sistemas medianamente acoplados:combinan las cualidades de los sistemas fuertemente y debilmente acoplados.
    SISTEMAS OPERATIVOS PARA MULTIPROCESOS
    la interconexión entre los procesadores determinará las funciones de control del sistema operativo. El control será centralizado en el caso de organizaciones jerárquicas o verticales, y distribuido en organizaciones horizontales, en las que todos los procesadores son iguales desde el punto de vista lógico.
    CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS OPERTATIVOS PARA MULTIPROCESOS.
    Son tres1) Configuración maestro-esclavo.
    2) Supervisor independiente para cada procesador.
    3) Supervisor flotante.
    SUPER COMPUTADORA CRAY
    La supercomputadora Cray XD1 combina sistemas avanzados de interconexión, administración y tecnología computacional reconfigurable que satisface de manera confiable las demandas de procesamiento de alto rendimiento.Es un sistema modular cuya unidad base es el chasis. En un gabinete se pueden instalar hasta 12 chasis, integrando múltiples gabinetes es posible integrar cientos de procesadores en un único sistema.


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