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Vorlesung: 1 Betriebssysteme II 2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Studiengang Informatik FHDWStudiengang Informatik FHDW
Vorlesung:
Betriebssysteme II
4. Quartal 2004
Vorlesung: 2 Betriebssysteme II 2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Hardware-KonzepteHardware-KonzepteHardware-Konfigurationen
Klassifikation von Rechnerarchitekturen nach Flynn (1972)
SISD – Single Instruction Stream, Single Data Streamalle Einprozessor-Maschinen (PC, Mainframe etc.)SIMD – Single Instruction Stream, Multiple Data StreamsHochleistungsrechner: Vektorprozessor (z.B. für effiziente Matrixoperationen)MISD – Multiple Instruction Streams, Single Data Streamkein Rechner dieses Typs bekanntMIMD – Multiple Instruction Streams, Multiple Data Streamsparallele und Verteilte Systeme mit unabhängigen ProzessorenVerteilte Systeme sind im Bereich MIMD angesiedelt
Vorlesung: 3 Betriebssysteme II 2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Hardware-KonzepteHardware-KonzepteTaxonomie von MIMD-Systemen
Vorlesung: 4 Betriebssysteme II 2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Hardware-KonzepteHardware-KonzepteMultiprozessoren
Gemeinsamer Speicheralle Prozessoren können auf Speicher zugreifenSpeicher ist kohärentgeschriebene Daten sind unmittelbar sichtbar
Bus-basierte SystemeZugriff auf Speicher über Bus (sinnvolle Anzahl der CPUs begrenzt)Leistungsverbesserung durch lokale CachesKonsistenz durch Techniken wie „Bus-Snooping“
Vorlesung: 5 Betriebssysteme II 2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Hardware-KonzepteHardware-KonzepteMultiprozessoren
Verbindungs-basierte Systeme
Bus-basierte Systeme nicht für mehr als 64 CPUs geeignet Cross-Bar-Switch
Vorlesung: 6 Betriebssysteme II 2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Hardware-KonzepteHardware-KonzepteMultiprozessoren
Verbindungs-basierte Systeme
Omega switching network
langsamer SpeicherzugriffLösungsalternativen: hierarchische Systeme(NUMA = Non uniform memory access)
Vorlesung: 7 Betriebssysteme II 2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Hardware-KonzepteHardware-KonzepteMulticomputer
Jede CPU hat privaten SpeicherBus-basierte MulticomputerWorkstations in a LAN
schnelles Kommunikationsnetzwerk zwischen Prozessoren
jeder Prozessor kann mit jedem anderen direkt kommunizieren
Vorlesung: 8 Betriebssysteme II 2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Hardware-KonzepteHardware-KonzepteMulticomputer
Verbindungs-basierte Multicomputer
Beispiele für verschiedene Topologien:
Jede CPU ist (nur) mit einer Reihe weiterer CPUs verbunden und kann nur mit diesen direkt kommunizieren
Vorlesung: 9 Betriebssysteme II 2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Hardware-KonzepteHardware-KonzepteMulticomputer
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?
Vorlesung: 10 Betriebssysteme II 2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Hardware-KonzepteHardware-Konzepte
Vorlesung: 11 Betriebssysteme II 2004 Prof. Dr. G. Hellberg
ENDEENDE
Fragen?Fragen?
Vorlesung: 12 Betriebssysteme II 2004 Prof. Dr. G. Hellberg
GliederungGliederung Tannenbaum, Andrew, Moderne Betriebssysteme M. Weber, Foliensatz Universität Ulm Microsoft Whitepapers
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