sistemi distribuiti Sistemi distribuiti - architetture varie classificazioni classificazione di Flynn (1972)

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1 Esempi di applicazioni comunicazione di dati Sistemi Distribuiti fra terminali di un sistema di elaborazione - fra sistemi di elaborazione sistemi distribuiti o centralizzati es. packed-switced networks (Arpanet, Datapac, Transpac, Telnet) comunicazione con vincoli (magazzini, carte di credito) condivisione di risorse es.: office automation identificazione - protezione - gestione della intercomunicazione controllo di processi microprocessori per controllo e monitor basi di dati distribuite partizionamento o replicazione - località - integrità controllo degli accessi -affidabilità - sicurezza varie classificazioni classificazione di Flynn (1972) Sistemi distribuiti - architetture Flusso di istruzioni singolo multiplo Flusso dei dati SIMD array processor MIMD singolo SISD MISD multiplo SIMD MIMD sistemi distribuiti stesso calcolo su molti dati 1

2 Sistemi distribuiti - architetture Multiprocessori a bus Multiprocessore Multicalcolatore memoria condivisa accoppiamento stretto ritardo di trasmissione breve velocità di trasmissione alta memoria locale privata U.E. elaborazione, memorizzazione Rete comuicazione accoppiamento lasco maggiore ritardo di trasmissione minore velocità di trasmissione insieme di U.E. interconnesse da una rete di interconnessione Architettura: a bus -a commutazione Bus Cache BUS dati, indirizzo, controllo Cache MEMORIA limite tipico per le prestazioni:4/5 memoria cache hit rate: probabilità di successo, se la parola cercata è nella m. cache (es.:90%) coerenza: possibile soluzione scrittura attraverso la cache, ogni scrittura nella m.c. è riportara in memoria (write-through cache) tutte le controllano eventuali scritture e nel caso eliminano o aggionano la parola (snoopy cache) meccanismo trasparente all'utente - limite tipico per le prestazioni:32/64 2

3 Multiprocessori a commutazione Multiprocessori a commutazione MEMORIA MEMORIA Memoria multimodulare Connessione a crossbar Crosspoint interruttore (switch) Svantagio:costo n memorie ed n richiedono n 2 switches Altre architetture commutatore di crosspoint Omega network n memorie ed n richiedono (n log n) switches Svantaggio: maggior ritardo di comunicazione NUMA Not Uniform Memory Access più efficienti - problemi di allocazione ottima di dati e programmi 3

4 Multicalcolatore a bus Multicalcolatore a commutazione Workstation ML Workstation ML Diverse topologie Es. Griglia (struttura bidimensionale) Rete ML Memoria locale Traffico limitato Espandibilità Protocolli di rete Es. Ipercubo:cubo ad n dimensioni Ogni U.E. è un vertice, gli spigoli sono connessioni Ogni U.E. ha n connessioni Crescita logaritmica delle connessioni Trasmissione anche in più passi Limite logaritmico al numero di passi con n 4

5 Sistemi distribuiti - Ahitetture software Sistemi distribuiti - Progetto 1/2 Classificazione Accoppiamento stretto: S.O. per multiprocessori e multicalcolatori Accoppiamento lasco: S.O. di rete, interazione lasca Es. SO distribuito: sw ad accoppiamento stretto su hw ad accoppiamento lasco s.d. senza memoria condivisa gli utenti vedono il sistema come un solo ambiente (uniprocessore virtuale) meccanismi globali per comunivcazione - protezione - file system - gestione di memoria locale Es. SO a multiprocessori: sw ad accoppiamento stretto su hw ad accoppiamento stretto sistema con memoria condivisa globale singola coda di processi pronti ed eseguibili possibile attesa attiva trasparenza immagine di un singolo sistema, time-sharing uniprocessore * della localizzazione delle risorse: dove sono? * alla migrazione delle risorse: cambiamenti di localizzazione * alla replicazione dei file: quante copie? * alla concorrenza fra utenti: accesso a risorse condivise * al parallelismo: attività eseguibili in parallelo flessibilità * kernel monolitico s.o. centralizzato + opzioni di rete e servizi remoti * microkernel comunicazione fra processi - gestione memoria gestione processi e schedulazione a basso livello I/O a basso livello più flessibile 5

6 Sistemi distribuiti - Progetto 2/2 affidabilità disponibilità (Availability): fraz. di tempo in cui il sistema è utilizzabile, funzionante ridondanza: tecnica per aumentare A consistenza fra copie multiple sicurezza tolleranza ai guasti (fault tolerance) prestazioni metriche: tempo di risposta, throughput, utilizzo, banda, caratterizzazione del carico colli bottiglia load balancing definizione della grana (fine o grossa) di parallelismo scalabilità grande dimenioni evitare componenti, dati e algoritmi centralizzati 6