Multiprozessor-Systeme: Architektur und Leistungsbewertung

ISBN-13: 9783540502623 / Niemiecki / Miękka / 1989 / 256 str.

Monika Gonauser;Michael Mrva

Opis

Das Buch behandelt den Aufbau und die Bedeutung von Multiprozessor-Systemen. Die beschriebenen Systeme - und zwar sowohl kommerziell verfugbare als auch erst im Forschungsstadium befindliche - werden auf ihre relevanten Merkmale hin untersucht und einander gegenubergestellt. Die resultierende Klassifikation ist in dieser Form in der Literatur noch nicht vorhanden. Sie schafft zum einen Licht im Begriffsdickicht und kann zum anderen als Basis fur Entscheidungen dienen. Ziel ist, dem Leser einen breiten Uberblick sowie fundierte Hintergrundinformation zu geben. Er kann das Buch auch als Nachschlagewerk verwenden. Die ubersichtliche Giederung sowie das ausfuhrliche Stichwortverzeichnis unterstutzen ihn dabei. Das Buch wendet sich an Hersteller, Anwender und Studenten, vor allem aber an den technischen Manager, der uber Anschaffung und Einsatz zu entscheiden hat. Er kann sich umfassend informieren und die einzelnen Systeme auf die Eignung fur seine Bedurfnisse hin beurteilen.

Spis treści

1 Klassifikation von Multiprozessor-Systemen.- 1.1 Definition „Multiprozessor-System“.- 1.1.1 „Basis“-Definition.- 1.1.2 Verwandte Rechnertypen.- 1.2 Klassifikationsschema.- 1.2.1 Klassifikationsprobleme.- 1.2.2 Kurzdarstellung der Klassifikation.- 1.3 Einzeldarstellung der Klassifikationsmerkmale.- 1.3.1 Strukturelles Kriterium „Prozessoreigenschaften“.- 1.3.2 Strukturelles Kriterium „Systemkopplung“.- 1.3.3 Strukturelles Kriterium „Verbindungsnetze“.- 1.3.4 Funktionales Kriterium „Betriebssystem-Organisation“.- 1.3.5 Funktionales Kriterium „Speicheraufteilung“.- 1.3.6 Funktionales Kriterium „Ebene der Parallelverarbeitung“.- 1.3.7 Definitionserweiterung.- 1.3.8 Klassifikationen aus der Literatur.- 1.4 Anmerkungen zur Softwareerstellung.- Literatur zu Kapitel 1.- 2 Verbindungsnetze.- 2.1 Unterscheidungskriterien und Klassifikationsmerkmale.- 2.1.1 Art der Verbindung und Steuerung.- 2.1.2 Statische bzw. dynamische Verbindungsnetze.- 2.2 Statische Netzstrukturen.- 2.2.1 Hypercube.- 2.2.2 Binärbaum.- 2.3 Dynamische Netzstrukturen.- 2.3.1 Busstrukturen.- 2.3.2 Zellenbasierte Netze.- Literatur zu Kapitel 2.- 3 Rechnerbeispiele zu einigen Klassifikationsmerkmalen.- 3.1 Prozessorzahl.- 3.1.1 „Geringe“ Prozessorzahl.- 3.1.2 „Mittlere“ Prozessorzahl.- 3.1.3 „Große“ Prozessorzahl.- 3.2 Enge bzw. lose Kopplung.- 3.2.1 Enge Kopplung.- 3.2.2 Lose Kopplung.- 3.2.3 Mischformen aus enger und loser Kopplung.- 3.3 Verbindungsstruktur.- 3.3.1 Statische Netze.- 3.3.2 Dynamische Netze.- Literatur zu Kapitel 3.- 4 Funktionale Aspekte.- 4.1 Prozeßverteilung.- 4.1.1 Load balancing.- 4.1.2 Scheduling.- 4.2 Prozeßkommunikation.- 4.2.1 Gegenseitiger Ausschluß.- 4.2.2 Nachrichtenaustausch.- 4.3 Speicherzugriffe, hot spot.- Literatur zu Kapitel 4.- 5 Leistungsaspekte.- 5.1 Begriff und Einflüsse.- 5.1.1 Leistungsmindernde Einflüsse.- 5.1.2 „Was ist Leistung?“.- 5.1.3 Theoretische Schätzungen.- 5.2 Leistungskriterien und Einflußfaktoren.- 5.2.1 Monoprozessor-Systeme und Parallelrechner.- 5.2.2 „Qualitativer“ Speedup.- 5.2.3 „Asymptotische“ Leistung.- 5.2.4 Unterschiedliche Operationsmodi.- 5.2.5 Kommunikations-„Overhead“.- 5.2.6 Kriterien der Warteschlangentheorie.- 5.3 Leistungsmessung und -vergleich.- 5.3.1 Simulation und analytische Verfahren.- 5.3.2 Benchmark-Technik.- 5.3.3 Vergleich von Multiprozessor-Systemen.- Literatur zu Kapitel 5.- 6 Methoden zur Modellbildung und Analyse von Rechnersystemen.- 6.1 Analytische Verfahren.- 6.1.1 Allgemeine Eigenschaften.- 6.1.2 Modellierung mit Warteschlangenmodellen, berechenbare Leistungsgrößen.- 6.1.3 Warteschlangenmodelle mit Produktformlösung.- 6.1.4 Warteschlangenmodelle ohne Produktformlösung.- 6.2 Simulation.- 6.2.1 Simulation versus analytische Verfahren.- 6.2.2 Simulation zur Leistungsuntersuchung.- 6.2.3 Komponenten eines Simulators.- 6.2.4 Typen von diskreten Simulationsmodellen.- 6.2.5 Durchführung von Simulationsuntersuchungen.- 6.2.6 Hilfsmittel zur Beschreibung von Simulationsmodellen.- 6.3 Petri-Netze.- 6.3.1 Definition und Modellierungsaspekte.- 6.3.2 Funktionalität und Analyse.- 6.3.3 Petri-Netz-Erweiterungen.- 6.3.4 Zeitbehaftete und allgemeine stochastische Petri-Netze.- 6.4 Modellbildung und Analyse von Multiprozessor-Systemen.- 6.4.1 Modelltypen.- 6.4.2 Vergleich der Modellierung von Multiprozessor-und konventionellen Systemen.- 6.4.3 Anwendung von Simulation, analytischen Verfahren und Petri-Netzen zur Untersuchung von Multiprozessor-Systemen.- Literatur zu Kapitel 6.- V Verbindungsnetze.- V.l Klassifikationsmerkmale von Netzen.- V.2 Statische Netze.- V.2.1 Klassifikationsmerkmale für statische Netze.- V.2.2 Topologien für statische Netze.- V.2.2.1 Ring.- V.2.2.2 Vollvermaschung.- V.2.2.3 Binärbaum.- V.2.2.4 Hyperbaum.- V.2.2.5 Multibaum.- V.2.2.6 Hypercube.- V.2.2.7 Cube Connected Cycles (CCC).- V.2.2.8 Two-Wade-Netz.- V.2.2.9 Gitter bzw. Torus.- V.2.2.10 Alpha-Netz.- V.3 Dynamische Netze.- V.3.1 Klassifikationsmerkmale für dynamische Netze.- V.3.2 Crossbar-Netze.- V.3.2.1 Einstufige Crossbar-Netze.- V.3.2.2 Clos-Netze.- V.3.2.3 Triangular Crosspoint Array.- V.3.2.4 Binomial Concentrator von Masson.- V.3.3 Netze, die aus Zellen aufgebaut sind.- V.3.4 Mehrstufige Permutationsnetze.- V.3.4.1 Klassifikationsmerkmale für mehrstufige Permutationsnetze.- V.3.4.2 Waksman-Netze.- V.3.4.3 Joel-Netze.- V.3.4.4 Beneš-Netze.- V.3.4.5 Omega-Netze.- V.3.4.6 Flip-Netze.- V.3.4.7 Indirect Binary n-Cube.- V.3.4.8 Banyan-Netze.- V.3.4.9 Baseline-Netze.- V.3.4.10 Delta-Netze.- V.3.4.11 Data-Manipulator-Netze.- V.3.4.12 Fehlertoleranz von mehrstufigen Permutationsnetzen.- V.3.4.13 Topologische Ähnlichkeit mehrstufiger Permutationsnetze.- V.3.5 Einstufige Permutationsnetze.- V.3.5.1 ILLIAC-Netze.- V.3.5.2 PM2I-Netze.- V.3.5.3 Shuffle-Exchange-Netze.- V.3.5.4 Cube-Netze.- V.3.6 Busstrukturen.- V.3.6.1 Systembus.- V.3.6.2 Mehrbussysteme.- V.3.6.3 Spanning Bus Hypercube.- V.3.6.4 Beta-Netze.- Literatur zu Verbindungsnetzen.- R Beispiele für Multiprozessor-Systeme.- R.l Kommerzielle Rechner.- R.l.l Alliant-FX-Serie.- R.l.2 Apollo-DSP 9000.- R.1.3 BBN -Butterfly, GP1000.- R.l.4 Bromcom-Hyper-micro.- R.l.5 Concurrent-3280-MPS.- R.1.6 Convex -Cl-XP.- R.1.7 Cray Research -Cray X-MP.- R.1.8 Denelcor -HEP.- R.1.9 Elxsi -System 6400.- R.1.10 Encore -Multimax.- R.l.ll Flexible -Flex/32.- R.1.12 Floating Point Systems -T-Serie.- R.1.13 Goodyear Aerospace -MPP.- R.1.14 Intel -iPSC-Serie.- R.1.15 Intel -iSGR-Serie.- R.1.16 Meiko -Computing Surface.- R.1.17 NCube -NCube-Serie.- R.1.18 Parsytec -Megaframe.- R.1.19 Sequent-Balance.- R.1.20 Sequent -Symmetry.- R.1.21 Siemens -MX 500.- R.1.22 Thinking Machines -Connection Machine.- R.2 Forschungsprojekte.- R.2.1 Cedar (University of Illinois, USA).- R.2.2 CHIP (Purdue University, Lafayette, Indiana, USA).- R.2.3 Cosmic Cube (California Institute of Technology, Pasadena, USA).- R.2.4 DADO (Columbia University, New York, USA).- R.2.5 DIRMU (Universität Erlangen-Nürnberg,BRD).- R.2.6 M5PS(TH Aachen, BRD).- R.2.7 PASM (Purdue University, Lafayette, Indiana, USA).- R.2.8 RP3 (IBM, New York, USA).- R.2.9 Suprenum (Suprenum GmbH, BRD).- R.3 Tabellen.- R.3.1 Kommerzielle Rechner.- R.3.2 Forschungsprojekte.- R.3.3 Übersicht über weitere Multiprozessor-Systeme.- Literatur zu den Rechnerbeispielen.- Literatur zu den im Text näher beschriebenen Rechnern.- Literatur zu den zusätzlichen Rechnerbeispielen.- Angaben für die Tabellen.- Abkürzungen.- Verzeichnis der Rechnerbeispiele.