操作系统对多核处理器的支持方法VIP免费

操作系统对多核处理器的支持方法mcp08@yahoo.cndlut085/6/7周一晚2outline并行计算机访存模型调度与中断输入输出系统存储管理与文件系统虚拟化技术平台虚拟化资源虚拟化3UMA（均匀存储访问）模型物理存储器被所有节点共享；所有节点访问任意存储单元的时间相同；发生访存竞争时，仲裁策略平等对待每个节点，即每个节点机会均等；各节点的CPU可带有局部私有高速缓存；外围I/O设备也可以共享，且每个节点有平等的访问权利。P1P2PnI/OSM1SMm共享存储器处理器（）系统互连总线交叉开关多级,,网络……当前对称多处理器共享存储并行计算机SMP均采用这种模型（一台机器上多个CPU）4NUMA（非均匀存储访问）模型物理存储器被所有节点共享，任意节点可以直接访问任意内存模块；节点访问内存模块的速度不同，访问本地存储模块的速度一般是访问其它节点内存模块的3倍以上；发生访存竞争时，仲裁策略对节点可能是不等价的；各节点的CPU可带有局部私有高速缓存（cache）；外围I/O设备也可以共享，但对各节点是不等价的。CPU0cacheCPU1cachehubmemrouter节点0CPU0cacheCPU1cachehubmemrouter节点n……互联网络SGIOrigin系列并行计算机，采用基于cache目录一致性的非均匀访存模型（CC－NUMA），设计了专门的硬件，保证在任意时刻各节点cache中数据与全局内存数据的一致性。5COMA（全高速缓存存储访问）模型各处理器节点中没有存储层次结构，全部高速缓存组成了全局地址空间；利用分布的高速缓存目录D进行远程高速缓存的访问；COMA中的高速缓存容量一般都大于2级高速缓存容量使用COMA时，数据开始时可以任意分配，因为在运行时它最终会被迁移到要用到它的地方。互连网络DCPDCPDCP…6NORMA（非远程存储访问）模型所有存储器都是私有的，仅能由其本地处理器访问；基于消息传递的并行计算机，每个节点都是由一台处理器、本地存储器和I/O外设组成的自治计算机。绝大多数NORMA都不支持远程存储器的访问；在DSM（分布式共享内存）中，NORMA就消失了。消息传递互连网络(网络，环网，超立方，立方环等)PMPMMPMPMPMPMPPMPMPM............7构建并行机系统的不同存储结构MIMD多计算机(多地址空间非共享存储器)(IBMSP2,DECTruClusterTandemHymalaya,HP,MicrosoftWolfpack,etc)NORMAUMANUMAClusterMPP(IntelTFLOPS)紧耦合PVP(CrayT90)SMP(IntelSHV,SunFire,DEC8400,SGIPowerChallenge,IBMR60,etc.)COMA(KSR-1,DDM)CC-NUMA(StanfordDash,SGIOrigin2000,SequentNUMA-Q,HP/ConvexExemplar)NCC-NUMA(CrayT3E)DSM(TreadMarks,WindTunnel,IVY,Shrimp,etc.)（）松散耦合（）中央存储器分布存储器多处理机单地址共享（）空间存储器8outline并行计算机访存模型调度与中断输入输出系统存储管理与文件系统虚拟化技术平台虚拟化资源虚拟化9多核操作系统中进程的分配与调度进程的分配将进程分配到合理的物理核上，因为不同的核在共享性和历史运行情况下都是不同的。有的物理核能够共享二级cache，而有的却是独立的。进程间数据共享－>分配给有共享二级cache的核，提升命中率。10多核下操作系统调度的研究热点程序的并行研究；多进程的时间相关性研究；任务的分配与调度；缓存的错误共享；一致性访问研究；进程间通信；多处理器核内部资源竞争；。。。。。。11任务的分配单核：只有一个核的资源可以使用－>不存在核的任务分配问题；多核：多个进程如何在各个核中分配？均匀分配？一起分配到一个核？按照一定的算法分配？受底层系统结构影响SMP架构－>只共享内存CMP架构－>也会共享二级缓存12任务的调度各个核一致的调度算法各个核独立的调度算法进程是否一直运行在同一个核？还是迁移？怎样调度实时任务和普通任务（优先级不同）？系统是否要进行负载均衡？调度策略（单核）－>多核呢？先来先服务FCFS最短作业优先SJF优先级调度轮转法RR多级队列调度13Linux2.6内核的调度算法时间复杂度O(1)(1)系统为每个处理器都维护一个单独的就绪队列活动的就绪队列：包含当前时间...