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Vorlesung: 1 Betriebssysteme IV 2003 Prof. Dr. G. Hellberg Studiengang Informatik FHDW Vorlesung: Betriebssysteme IV 2. Quartal 2003.

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1 Vorlesung: 1 Betriebssysteme IV 2003 Prof. Dr. G. Hellberg Studiengang Informatik FHDW Vorlesung: Betriebssysteme IV 2. Quartal 2003

2 Vorlesung: 2 Betriebssysteme IV 2003 Prof. Dr. G. HellbergHardware-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

3 Vorlesung: 3 Betriebssysteme IV 2003 Prof. Dr. G. HellbergHardware-Konzepte Taxonomie von MIMD-Systemen

4 Vorlesung: 4 Betriebssysteme IV 2003 Prof. Dr. G. HellbergHardware-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

5 Vorlesung: 5 Betriebssysteme IV 2003 Prof. Dr. G. HellbergHardware-Konzepte Multiprozessoren Verbindungs-basierte Systeme Bus-basierte Systeme nicht für mehr als 64 CPUs geeignet Cross-Bar-Switch

6 Vorlesung: 6 Betriebssysteme IV 2003 Prof. Dr. G. HellbergHardware-Konzepte Multiprozessoren Verbindungs-basierte Systeme Omega switching network langsamer Speicherzugriff Lösungsalternativen: hierarchische Systeme (NUMA = Non uniform memory access)

7 Vorlesung: 7 Betriebssysteme IV 2003 Prof. Dr. G. HellbergHardware-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

8 Vorlesung: 8 Betriebssysteme IV 2003 Prof. Dr. G. HellbergHardware-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

9 Vorlesung: 9 Betriebssysteme IV 2003 Prof. Dr. G. HellbergHardware-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?

10 Vorlesung: 10 Betriebssysteme IV 2003 Prof. Dr. G. HellbergHardware-Konzepte

11 Vorlesung: 11 Betriebssysteme IV 2003 Prof. Dr. G. HellbergENDE Fragen?

12 Vorlesung: 12 Betriebssysteme IV 2003 Prof. Dr. G. HellbergGliederung Tannenbaum, Andrew, Moderne Betriebssysteme M. Weber, Foliensatz Universität Ulm Microsoft Whitepapers


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