RU2005129301A - Способ организации многопроцессорной эвм - Google Patents

Claims (1)

1. Способ организации многопроцессорной ЭВМ в виде множества мониторов нитей, множества функциональных исполнительных кластеров и поддерживающего межпроцессную контекстную защиту устройства управления виртуальной памятью, взаимодействующих через поддерживающую приоритетный обмен широкополосную сеть пакетной коммутации, отличающийся тем, что вместо известных сосредоточенных представлений виртуального процессора, требующих перезагрузки совокупности архитектурных регистров физического процессора для исполнения нити в виртуальной памяти процесса-хозяина, используют создаваемое операционной системой не требующее перезагрузки хранимое в системной виртуальной памяти распределенное представление дескриптора нити, размещаемый в первичном кэше данных монитора и связываемый указателями с размещаемым в первичном кэше архитектурных команд монитора текущим буфером команд корень которого включает глобальный для ЭВМ идентификатор нити, определяющий ее принадлежность к создаваемому операционной системой контексту процесса во всех кэшах и в устройстве управления виртуальной памятью ЭВМ, также включает глобальный приоритет, полностью определяющий порядок обслуживания нити монитором, порядок отработки порожденных нитью команд в исполнительных кластерах, устройстве управления памятью, порядок передачи пакетов по сети и частично в сочетании с известными способами оценки частоты обращений порядок замещения элементов представления во всех кэшах, а также включает часть представления архитектурных регистров, которая необходима и достаточна для первичной выборки архитектурных команд и формирования из них транзакций, а остальные части распределенного представления дескриптора нити в соответствии с их функциональным назначением размещают в первичных кэшах исполнительных кластеров и вторичном кэше устройства управления памятью и, используя такое распределенное представление дескриптора нити, параллельно исполняют нити вычислений, единообразно представляющие все последовательные независимые активности, соответствующие созданным операционной системой нитям мультипрограммной смеси, назначаемым программно обработчикам асинхронно выдаваемых программных сигналов и аппаратных прерываний, причем мониторами нитей выполняют первичную выборку архитектурных команд из упорядоченной по приоритетам резидентной очереди активных нитей, формируют содержащие команды и описывающий частичную упорядоченность их исполнения граф информационных зависимостей транзакции в единой для мониторов разной архитектуры форме, которые последовательно выдают через сеть в исполнительные кластеры соответствующего типа, переводят активную нить в резидентную очередь ждущих завершения транзакции и выбирают следующую активную нить, а секвенсорами исполнительных кластеров принимают транзакции и переписывают их команды и граф информационных зависимостей в регистровый файл кластера, переписывают готовые к исполнению команды в упорядоченные по приоритетам резидентные очереди вторичной выборки, выполняют вторичную выборку и передачу готовых команд с подготовленными операндами на вход функциональных исполнительных устройств кластера, выполняют прием исполненных команд и результатов, корректируют по ним граф информационных зависимостей и по результату коррекции либо переписывают появившуюся готовую команду в очередь вторичной выборки либо передают результат завершения транзакции породившему монитору, которым переводят соответствующую нить в очередь готовых с коррекцией корня представления дескриптора нити, причем известное программное управление мультипрограммной смесью с приоритетным вытеснением с грануляцией на уровне отдельной команды реализуют полностью аппаратно за счет откачки элементов распределенного представления дескрипторов длительно неактивных нитей из первичных кэшей по известной технике виртуальной памяти и синхронизации прохождения нитями критических интервалов и связанных с прохождениями ожиданиями и объявлениями событий на основе пяти не требующих программной поддержки аппаратных команд, распределение отрабатываемых как неделимые секвенсорами и устройствами чтения/записи исполнительных кластеров с одной стороны и контроллером вторичного кэша устройства управления памятью с другой, первой из которых создают в первично не кэшируемой памяти структурную переменную - семафор с двумя инициализированными пустыми значениями полями, в которые в динамике помещают указатели размещаемых в контроллере вторичного кэша упорядоченных по приоритетам и порядку поступления очередей ожидания, в первую из которых заносят идентификаторы ожидающих вход в критический интервал нитей, причем в ее голове находится идентификатор единственной находящейся в критическом интервале нити, а в очередь по второму полю заносят идентификаторы ожидающих связанного с критическим интервалом события, вторую команду с первым операндом-семафором и вторым операндом тайм-аутом ожидания используют для ввода нити в критический интервал при пустом значении первого поля семафора либо для ее перевода при непустом значении в состояние ожидания в указываемой первым полем семафора очереди, третью команду с операндом-семафором используют для выхода из критического интервала с удалением идентификатора исполнившей нити из головы очереди по первому полю семафора, причем при непустой скорректированной очереди идентифицируемую ее первым элементом нить вводят в критический интервал, четвертую команду исполняют внутри заданного первым операндом-семафором критического интервала для ожидания события или заданного вторым операндом тайм-аута, причем команду переводят в состояние ожидания в идентифицируемую вторым полем семафора очередь, а критический интервал освобождают с удалением идентификатора исполнившей нити из головы очереди по первому полю семафора, причем при непустой скорректированной очереди идентифицируемую ее первым элементом нить вводят в критический интервал, пятую команду с одним операндом-семафором исполняют для выхода нити из критического интервала с оповещением об этом событии и реализуют таким образом, что при непустой очереди ожидания по второму полю в критический интервал вводят первую нить из этой очереди, а при ее отсутствии в критический интервал вводят либо первую нить из очереди по первому полю либо при ее отсутствии делают критический интервал свободным, причем при завершении второй и четвертой команды по тайм-ауту исполнившую нить не вводят в критический интервал, а просто удаляют из очереди ожидания, а причину завершения по тайм-ауту или по наступлению события в обоих случаях выдают как программно-доступный для анализа результат.