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Studiengang Informatik FHDW
Vorlesung: Betriebssysteme IV 2. Quartal 2003
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Hardware-Konzepte Hardware-Konfigurationen
Klassifikation von Rechnerarchitekturen nach Flynn (1972) SISD – Single Instruction Stream, Single Data Stream alle Einprozessor-Maschinen (PC, Mainframe etc.) SIMD – Single Instruction Stream, Multiple Data Streams Hochleistungsrechner: Vektorprozessor (z.B. für effiziente Matrixoperationen) MISD – Multiple Instruction Streams, Single Data Stream kein Rechner dieses Typs bekannt MIMD – Multiple Instruction Streams, Multiple Data Streams parallele und Verteilte Systeme mit unabhängigen Prozessoren Verteilte Systeme sind im Bereich MIMD angesiedelt
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Hardware-Konzepte Taxonomie von MIMD-Systemen
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Hardware-Konzepte Multiprozessoren Gemeinsamer Speicher
alle Prozessoren können auf Speicher zugreifen Speicher ist kohärent geschriebene Daten sind unmittelbar sichtbar Bus-basierte Systeme Zugriff auf Speicher über Bus (sinnvolle Anzahl der CPUs begrenzt) Leistungsverbesserung durch lokale Caches Konsistenz durch Techniken wie „Bus-Snooping“
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Hardware-Konzepte Multiprozessoren Verbindungs-basierte Systeme
Bus-basierte Systeme nicht für mehr als 64 CPUs geeignet Cross-Bar-Switch
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Hardware-Konzepte Multiprozessoren Verbindungs-basierte Systeme
Omega switching network langsamer Speicherzugriff Lösungsalternativen: hierarchische Systeme (NUMA = Non uniform memory access)
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Hardware-Konzepte Multicomputer Jede CPU hat privaten Speicher
Bus-basierte Multicomputer Workstations in a LAN schnelles Kommunikationsnetzwerk zwischen Prozessoren jeder Prozessor kann mit jedem anderen direkt kommunizieren
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Hardware-Konzepte Multicomputer Verbindungs-basierte Multicomputer
Beispiele für verschiedene Topologien: Jede CPU ist (nur) mit einer Reihe weiterer CPUs verbunden und kann nur mit diesen direkt kommunizieren
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Hardware-Konzepte Multicomputer Rechner in einem großen Netzwerk?
Bus-basiert: jeder Prozessor ist mit jedem anderen konzeptionell verbunden? Verbindungs-basiert: keine direkte Verbindung zu den meisten Prozessoren (Weiterleitung von Nachrichten durch Zwischenknoten) Einordnung Frage der Betrachtungsweise?
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Hardware-Konzepte
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ENDE Fragen?
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Gliederung Tannenbaum, Andrew, Moderne Betriebssysteme
M. Weber, Foliensatz Universität Ulm Microsoft Whitepapers
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