Мультипроцессоры с памятью совместного использования

Мультипроцессор — это компьютерная система, содержащая множество процессорных элементов и одно общее разделяемое адресное пространство. В процессе функционирования он использует одну операционную систему с набором таблиц, которые следят за памятью, фиксируя, какие страницы памяти заняты, а какие свободны. При блокировке процесса его процессорный элемент сохраняет свое состояние в таблицах операционной системы, после чего путем просмотра таблиц отыскивает другой процесс и запускает его. Мультипроцессор отличается от мультикомпьютера тем, что предоставляет процессорным элементам отображение общего разделенного адресного пространства.

Мультипроцессорная система, в которой процессорные элементы имеют равный доступ ко всем модулям памяти и ко всем устройствам ввода-вывода, а каждый процессорный элемент взаимозаменяем с другими процессорными элементами, называется симметричным мультипроцессором (Symmetric Multiprocessor — SMP). Именно такой тип компьютерных систем и рассматривается в дальнейшем.

Модели согласованности аппаратных и программных средств

Поскольку в мультипроцессорах процессорным элементам (ПЭ) предоставляется отображение общего адресного пространства, несколько ПЭ могут одновременно пытаться считать слово из ячейки памяти, в то время как другие пытаются записать слово в ту же самую ячейку. Кроме того, при наличии кэш-памяти возможно существование многочисленных копий некоторых блоков данных. Поэтому для нормального функционирования мультипроцессора должны существовать правила взаимодействия между программным обеспечением и аппаратными средствами памяти. Совокупность таких правил называется моделью согласованности. Было предложено и разработано множество моделей согласованности. Рассмотрим некоторые из них [16].