Proyecto Arquitectura de Computadoras

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qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasd fghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui KARINA ITZEL PREZ GAYTAN opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbn mqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwert yuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopas23/11/2012 CARDENAS VILLAFAA RUBEN ALEJANDRO

ARQUITECTURA DE COMPUTADORASMEMORIA COMPARTIDA DISTRIBUIDA Los sistemas de Memoria Compartida Distribuida (DNS) son sistemas que, mediante software, emulan semntica de memoria compartida sobre hardware que ofrece soporte solo para comunicacin mediante paso de mensajes. Este modelo permite utilizar una red de estaciones de trabajo de bajo costo como una maquina paralela con grandes capacidades de procesamiento y amplia escalabilidad, siendo a la vez fcil de programar. El objetivo principal de estos sistemas es permitir que un multicomputador pueda ejecutar programas escritos para un multiprocesador con memoria compartida. Cada uno de los nodos en un sistema de DNS aporta una parte de su memoria local para construir un espacio global de direcciones virtuales que ser empleado por los procesos paralelos que se ejecuten en el sistema. El software de DNS se encarga de interceptar las referencias a memoria que hacen los procesos, y satisfacerlas, ya sea local o remotamente. Si los accesos a memoria hacen referencia a posiciones almacenadas remotamente, es necesario llevar a cabo una transferencia a travs de la red, con el consecuente overhead que esto conlleva. Por esta razn los sistemas de MCD tienen un comportamiento no uniforme respecto a los accesos a memoria. Sin embargo, a diferencia de los sistemas NUMA, en este caso los procesadores no tienen acceso a memoria remota en forma directa. Es necesario que medie un componente de software para permitir los accesos que no son locales.

MEMORIA COMPARTIDAKARINA ITZEL PEREZ GAYTAN

MEMORIA DISTRIBUIDAPgina 2

ARQUITECTURA DE COMPUTADORASCOMPARTICION FALSA La comparticin falsa se produce cuando dos procesos se pelean el acceso a la misma pgina de memoria, ya que contiene variables que requieren los dos, pero estas no son las mismas. Esto pasa por un mal diseo del tamao de las pginas y por la poca relacin existente entre variables de la misma pgina. En los MCD basados en variables se busca evitar la comparticin falsa ejecutando un programa en cada CPU que se comunica con una central, la que le provee de variables compartidas, administrando este cualquier tipo de variable, poniendo variables grandes en varias pginas o en la misma pgina muchas variables del mismo tipo, en este protocolo es muy importante declarar las variables compartidas. En los MCD basados en objetos se busca el acceso a datos por medio de la encapsulacin de la informacin y repartida a travs de la red, estos objetos sern definidos por el Programador y las CPUs cambiaran los estados segn procedan con los accesos. VIRTUALIZACION Virtualizacin es la creacin -a travs de software- de una versin virtual de algn recurso tecnolgico, como puede ser una plataforma de hardware, un sistema operativo, un dispositivo de almacenamiento u otros recursos de red. 1 En los mbitos de habla inglesa, este trmino se suele conocer por el numernimo "v11n". Dicho de otra manera, se refiere a la abstraccin de los recursos de una computadora, llamada Hypervisor o VMM (Virtual Machine Monitor) que crea una capa de abstraccin entre el hardware de la mquina fsica (host) y el sistema operativo de la mquina virtual (virtual machine, guest), dividindose el recurso en uno o ms entornos de ejecucin. Esta capa de software (VMM) maneja, gestiona y arbitra los cuatro recursos principales de una computadora (CPU, Memoria, Almacenamiento y Conexiones de Red) y as podr repartir dinmicamente dichos recursos entre todas las mquinas virtuales definidas en el computador central. Esto hace que se puedan tener varios ordenadores virtuales ejecutndose en el mismo ordenador fsico.

Una mquina virtual nos permite tener varios ordenadores virtuales ejecutndose sobre el mismo ordenador fsico.

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ARQUITECTURA DE COMPUTADORASMULTIPROCESADOR Se denomina multiprocesador a un sistema que cuenta con ms de un microprocesador, funcionando de modo paralelo e independiente del resto, para la ejecucin de una o varias tareas, bajo el control de un nico sistema operativo. Son, pues, sistemas MIMD, en los cuales \varias unidades funcionales realizan Mltiple Instruction, Multiple Data Diferentes operaciones sobre diferentes datos"[1]. Una de las caractersticas ms interesantes de estos sistemas es el uso de memoria compartida, mediante el cual todos los procesadores disponen de un espacio de direccionamiento comn. Atendiendo a la forma en la que la memoria est distribuida, se puede clasificar a los Multiprocesadores como Multiprocesadores de Memoria Compartida (MMC en adelante) y como Multiprocesadores con memoria distribuida (MMD en adelante). Tipos de Multiprocesadores Aunque el presente documento se centra en los MMC, es adecuado ofrecer una pequea introduccin a los MMD. MULTIPROCESADORES CON MEMORIA COMPARTIDA En los MMC, la memoria se organiza en uno o varios mdulos, compartidos por todos los procesadores a travs de distintos tipos de interconexin (tratados ms adelante), con un acceso constante. A este tipo de arquitectura se le conoce como UMA2. El acceso a los mdulos por parte de los procesadores se realiza en paralelo, pero cada modulo solamente puede atender una peticin en cada instante de tiempo.

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ARQUITECTURA DE COMPUTADORASMULTIPROCESADORES CON MEMORIA DISTRIBUIDA Este tipo de Multiprocesadores distribuye la memoria de manera que dentro de cada procesador posee uno o varios mdulos de memoria propia y est conectado mediante una red de interconexin al resto de procesadores. De esta manera, cada procesador podr acceder tanto a su memoria local, como a la memoria remota de cualquiera del resto de procesadores. Este tipo de arquitectura se denomina NUMA3. Caractersticas de los Multiprocesadores de Memoria Compartida Entre las caractersticas de los MMC se encuentran: Tiempos de acceso a memoria uniformes, ya que todos los procesadores se encuentran igualmente comunicados con la memoria principal Las lecturas y escrituras de cada uno de los procesadores tienen exactamente las mismas latencias La programacin es mucho mas fcil que en los MMD, debido a que la gestin de la memoria de cada modulo es transparente para el programador. Al acceder simultneamente a la memoria se producen colisiones y esperas, lo que es un problema. Debido a la organizacin de la arquitectura, es poco escalable en nmero de procesadores, debido a que puede surgir un cuello de botella si se aumenta el nmero de CPUS. MULTICOMPUTADORAS CON PASO DE MENSAJE Los sistemas multicomputadores se pueden ver como un computador paralelo en el cual cada procesador tiene su propia memoria local. En estos sistemas la memoria se encuentra distribuida y no compartida como en los sistemas multiprocesador. Los computadores se comunican a travs de paso de mensajes, ya que stos slo tienen acceso directo a su memoria local y no a las memorias del resto de procesadores. El diagrama de bloques de un sistema multicomputador coincide con el de los sistemas UMA, la diferencia viene dada porque la red de interconexin no permite un acceso directo entre memorias, sino que la comunicacin se realiza por paso de mensajes. La transferencia de los datos se realiza a travs de la red de interconexin que conecta un subconjunto de procesadores con otro subconjunto. La transferencia de unos procesadores a otros se realiza por tanto por mltiples transferencias entre procesadores conectados dependiendo del establecimiento de dicha red. Dado que la memoria est distribuida entre los diferentes elementos de proceso, estos sistemas reciben el nombre de distribuidos. Por otra parte, estos sistemas son dbilmente acoplados, ya que los mdulos funcionan de forma casi independiente. Caractersticas de los multicomputadores - La memoria es privada (es decir, cada procesador tiene un mapa de direcciones propio que no es accesible directamente a los dems).KARINA ITZEL PEREZ GAYTAN Pgina 5

ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS- La comunicacin entre procesadores es por paso de mensajes a travs de una red de interconexin. - En un multicomputador, cada nodo es una computadora clsica. - Los nodos colaboran para resolver juntos un mismo problema (ejecutar la misma aplicacin). - La comparticin de datos es explcita, ya que el acceso a datos comunes es por paso de mensajes.

HARDWARE DE UNA MULTICOMPUTADORA ARQUITECTURA DE PROCESADORES

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ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS

SISTEMA DISTRIBUIDO DE AREA AMPLIA Sistemas cuyos componentes hardware y software, que estn en ordenadores conectados en red, se comunican y coordinan sus acciones mediante el paso de mensajes, para el logro de un objetivo. Se establece la comunicacin mediante un protocolo prefijado por un esquema cliente-servidor. Caractersticas:

Concurrencia.- Esta caracterstica de los sistemas distribuidos permite que los recursos disponibles en la red puedan ser utilizados simultneamente por los usuarios y/o agentes que interactan en la red. Carencia de reloj global.- Las coordinaciones para la transferencia de mensajes entre los diferentes componentes para la realizacin de una tarea, no tienen una temporizacin general, est ms bien distribuida a los componentes. Fallos independientes de los componentes.- Cada componente del siste