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