分布式存储管理.PPTVIP

2002-7-12 * 页面的大小 错误共享：两个无关的变量位于同一页 使用A的 代码 使用B的 代码 处理器 1 处理器 2 共享 页面 两个无 关的共 享变量 A B A B * 分布式存储管理 2002-7-12 * 6.1分布式共享内存（DSM) CPU与存储器连接模型 单片机 理想的共享存储器多处理机 2002-7-12 * UNIX共享内存举例 System call Description int shmget(key, size, ishmflg); returns the SM identifier associated with key. void *shmat(shmid, *shmaddr, shmflg); attaches the SM segment associated with the shmid to the data segment of the calling process. int shmdt(const void *shmaddr); detaches from the calling process's data segment the SM segment located at shmaddr. int shmctl(shmid, cmd, *buf) provides a variety of SM control operations as specified by cmd. 2002-7-12 * 层次结构 2002-7-12 * 多处理器结构 带缓存的多处理器结构 总线仲裁机制：集中式和非集中式 基于总线的多处理机 CPU 内存 总线 (a) 总线 (b) 缓存 CPU CPU CPU 内存 缓存 CPU 缓存 CPU 2002-7-12 * 通写缓冲(write-though)一致性协议 事件 对本地CPU操作响应 对远程CPU响应 读失败 （miss） 从内存中取得数据并存储到缓存中（M?C） （无动作） 读命中 (hit) 从本地缓存中取得数据 （无动作） 写失败 更新内存中的数据并存储到缓存中（ C ? M ） （无动作） 写命中 更新存储器和缓存 （M?C ? M ） 置为无效 2002-7-12 * 缓存拥有权（ownership）协议 Cache分成若干个cache块 每个Cache块处于三种状态： Invalid－数据无效 Clean－与存储器数据一致 Dirty－数据被更新，与存储器数据一致 各CPU监听（snoopy）其它CPU在总线的操作 2002-7-12 * 缓存拥有权协议举例 W初始状态(W1) A读W(W1) A写W(W2) A再写W(W3) C读写W(W3) 2002-7-12 * 缓存拥有权（ownership）协议 多个CPU可有读拥有权 只有一个CPU有写拥有权 当一个CPU写一个数据 取得对该数据的拥有权 其它CPU将该数据的缓存块置为“invalid” 在本地缓存块中，写数据，并置为“dirty” 适当时候，刷新存储区，或提供给其它CPU 2002-7-12 * 缓存拥有权（ownership）协议 特点 通过各CPU对总线的监听保持缓存一致性 该协议实现在存储器管理单元中 整个算法在一个存储器周期中完成 召回（callback）协议 如果用软件实现 2002-7-12 * 6.2 一致性模型 缓存一致性（coherency） 数据在各个缓存中的值保持一致 一致性模型 软件与存储器间的约定（contract） 如果软件遵守约定的规则，存储器就能工作正常。 如果软件违反了这些规定，存储器就不再保证操作的正确性 2002-7-12 * 严格一致性 从存储器地址X处读出的值为最近写入X的值 非严格一致性 P1: W(x)1 P2: R(x)1 P1: W(x)1 P2: R(x)0 R(x)1 2002-7-12 * 顺序一致性 如果所有进程执行的结果，等同于它们的操作按某种顺序执行的结果。 每一进程的操作都按程序规定的顺序执行。 所有进程看到相同的内存访问操作次序 例：运行同一个程序得到的两个可能的结果 P1: W(x)1 P2: R(x)0 R(x)1 P1: W(x)1 P2: R(x)1 R(x)1 2002-7-12 * 3个并行执行的进程 4种正确的执行顺序 顺序一致性举例 print(b,c); (a) a=1; print(a,c); (b) b=1; pr