Mehrprozessorsystem / Verteiltes System

marcol1979

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Bin auf der Suche nach Informationen, die besonders leicht und anschaulich erklären, was ein Mehrprozessorsystem / Verteiltes System ist, wie dieses arbeitet etc.
Habe schon gegooglet aber alles was man da findet ist ziemlich komplex, technisch und zu kompliziert erklärt.
Suche daher Infos die auch ein einfacher PC Nutzer versteht.
Kennt sich damit jemand aus bzw. kennt jemand Seiten ? :(
 
Ein Mehrprozessorsystem hat mindestens 2 physikalisch installierte CPUs die in einem Gehäuse sitzen und die Arbeit entsprechend teilen. Die Arbeitsteilung wird hierbei von der Software (dem Betriebssystem) übernommen.

So wie hier:
mainboard_4cpu.jpg


Ein verteiltes System (cluster System) bedient sich der Möglichkeit über das Netzwerk an mehreren Orten (Servern) an der gleichen Arbeit teilzunehmen und das Netzwerk gezielt in Aufgabenbereiche zu unterteilen und andere Systembereiche zu entlasten.

Hier ein Beispiel:
srv_grafik2.gif


Das Prinzip ähnelt dem distributed computing sehr, nur das es für massigere Aufgaben ist und auf Grund der Datenmengen nur im LAN effektiv eingesetzt werden kann (>1GBit).

Ein Cluster hat immer einen "Meister" (master) der den "Sklaven" (slaves) die entsprechende Aufgabe zuweist.

Es gab mal ein Projekt, in dem eine Verschlüsselung geknackt werden sollte. Dies fand in einem cluster von ~20 Rechnern statt. Jeder einzelne Rechner hat an einem Teil der Dechiffrierung gearbeitet und am Ende sein Ergebnis präsentiert. Das dauerte insgesamt glaub ich 3 oder 5 Jahre. Bin mir nicht mehr sicher - das soll dir eh nur ein Beispiel geben ums zu veranschaulichen.


Hoffe das hilft dir ein wenig :)

bye Hübie
 
Neben den Clustern gibt es auch sogenannte Farmen, diese unterscheiden sich von den Clustern darin, dass Rechner verschiedener Bauart (bei Clustern sind alle Rechner identisch) zusammenarbeiten.

Wie funktioniert das grob?

Das Hochleistungsrechenzentrum unserer Universität besitzt z.B. ein Sgi-Altix-System. Dieses besteht aus 4 Clustern (d.h. 4 Unterabteilungen). Innerhalb es Clusters können alle Rechner an einem Projekt rechnen. Er hat aber auch noch verschiedene Untereinheiten. Jeder dieser Unterheiten ist eine Arbeitsfestplatte (fürs das BS sowie den Auftrag) sowie eigener Arbeitsspeicher zugeordnet. Alle Clusteruntereinheiten sind untereinander mit einem SGI-eigenen Linksystem (ähnlich einer 10Gbit-Leitung) verbunden. Die errechneten Informationen werden nach dem Rechnen dann auf ein riesiges Speicherzentrum ausgelagert.

Warum arbeiten nicht alle 4 Cluster zusammen? Wenn ein Cluster mal wegen eines Hardwaredefekts ausfällt, fällt nicht das gesamte Rechenzentrum aus, sondern es geht nur die Rechenergebnisse eines Auftrags verloren (was aber kein Problem ist, fängt man halt von vorne an).

Der Cluster wird wie bereits oben von hübie erwähnt durch einen Master gesteuert und die Threads entsprechend verwaltet.

Was wird damit errechnet? Ich weiß nicht, ob dir der mathematische Begriff Partielle Differentialgleichung etwas sagt. Das ist ein Gleichung, die ein Problem erfasst, welches von unterschiedlichen unabhängigen Variablen (zwei oder mehr Koordinaten) abhängt (beispielsweise ist bereits die Durchhängung einer 3D-Membran so ein Problem). Zwar existieren dafür gewisse Algebraische Lösungen, diese bestehen aber meistens aus unendlichen Reihen oder stellen maximal eine gute Näherung dar und gehen von Hypothesen wie der Superposition aus. Also lässt man die Gleichung numerisch von einem Computer lösen. Ein anderes Beispiel wäre die Veränderung eines instationären Temperaturprofils (wie breitet sich Erwärmung in einem CPU-Kühler in welchen Zeitraum aus?). Hier hat man bereits vier unabhängige Koordinaten (x,y,z,t). Auch hier sind numerische Berechnungen mit dem Computer deutlich komfortabler und für die meisten Fälle deutlich genauer, da es für den Computer keine Problem darstellt, die betrachteten Volumenelemente dxdydz und Zeitintervalle dt für diese Betrachtung ins unendliche zu verkleinern und zu berechnen. Für diese Beispiel existieren z.B. gar keine algebraische Lösungen, deren Fehler im Vergleich dazu annehmbar klein sind.
 
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