Projet de système d’exploitation - la simulation d'un SMP (Symetric Multi Procesor)

Résumé du document

Les SMP (Symetric Multi Procesors) sont des machines parallèles disposant de plusieurs processeurs et partageant le même espace mémoire par un réseau d'interconnexion. Ce type d'architecture permet d'effectuer le traitement parallèle de données massives. Flynn a proposé en 1966 un classement des calculateurs, indifféremment de leur mode de fonctionnement parallèle ou séquentiel. En effet, un calculateur parallèle ou séquentiel exécute un flot d'instruction (Instruction Stream) sur un flot de données (data stream).

Avec de nombreux processeurs, une machine est capable de réaliser de nombreuses opérations en un temps court comparé à une machine à exécution séquentielle. Toutefois pour ces machines, il est délicat d'une part de répartir avec efficacité les tâches à exécuter entre les différents processeurs, et d'autres parts de définir une méthode d'utilisation de la mémoire qui elle est unique.

Aujourd'hui, la technologie la plus utilisée sur les ordinateurs multiprocesseurs est SMP (multiprocesseur symétrique), car elle apporte une plus grande souplesse dans la réalisation par rapport aux architectures qui l'ont précédée. Dans cette architecture aucun processeur n'a de rôle particulier désigné : l'un d'eux charge le système d'exploitation au démarrage de l'ordinateur, puis utilise selon les besoins et les taches à exécuter le ou les autres processeurs.

Extraits

[...] En effet, un calculateur parallèle ou séquentiel exécute un flot d'instruction (Instruction Stream) sur un flot de données (Data Stream). C'est ainsi qu'on peut classer les calculateurs suivant la quantité des flots (Single ou Multiple) : 2. Problématique Avec de nombreux processeurs, une machine est capable de réaliser de nombreuses opérations en un temps court comparé à une machine à exécution séquentielle. Toutefois pour ces machines, il est délicat d'une part de répartir avec efficacité les tâches à exécuter entre les différents processeurs, et d'autres parts de définir une méthode d'utilisation de la mémoire qui elle est unique. [...]

[...] La consistance de la mémoire exprime le fait que le résultat de toute exécution est le même lorsque les opérations de tous les processus sont exécutées dans un certain ordre séquentiel. Prenons l'exemple suivant où nous avons un programme avec les instructions suivantes : Initialisation: int int B=0 Begin A=1 ; B=1 ; Print B ; Print A End Ce programme est exécuté par deux processeurs avec les processus définis dans la simulation flash. Les résultats de l'exécution de ce code pour différentes raisons peuvent ne pas être ceux attendus à savoir l'affichage de A=1 et B=1. [...]

[...] Notre réseau comporte des serveurs et une imprimante qui sont tous sur un segment commun. Le réseau est tel que tous les autres hôtes du réseau doivent accéder à l'imprimante pour pouvoir imprimer leurs documents. L'hypothèse que nous faisons est que l'imprimante n'a pas la capacité de gérer les accès multiples. L'animation y afférente nous présente un problème que seule la synchronisation saurait résoudre. ii. Solutions Il existe une multitude de mécanismes dont le but est de résoudre le problème de synchronisation. [...]

[...] Projet de système d'exploitation - la simulation d'un SMP (Symetric Multi Procesor) Table des matières I. Définition 2 II. Contexte Classification de Flynn Problématique 3 III. Type de SMP Les SMP UMA (Uniform Memory Access) Les SMP NUMA (No Uniform Memory Access) 4 IV. Problèmes lies aux SMP L'incohérence 4 i. Définition 4 ii. Solutions La consistance 5 i. Définition 5 ii. Solutions La synchronisation 6 i. Définition 6 ii. Solutions 7 V. [...]

[...] Définition Dans le cas des MIMD à mémoire distribuée (DM MIMD Distributed Memory MIMD), il arrive des situations où des copies de la même variable soient dans le cache des processeurs. On dit qu'il y a incohérence lorsque toutes ces copies cessent d'être égales. Il s'agit de proposer une méthode permettant d'assurer la cohérence des données présentes dans la mémoire partagée et dans les caches des processeurs. Le problème d'incohérence se pose déjà même dans les systèmes mono processeurs. Il est résolu grâce aux méthodes Write Back et Write Through. ii. [...]