n a shared-memory architecture, the

n a shared-memory architecture, the processors and disks have access to a common memory, typically via a bus or through an interconnection network. The benefit of shared memory is extremely

processors data in shared memory can be accessed by any processor without being moved with software. A processor can send messages to other processors

writes

memory

using

by

faster

much

microsecond) than by sending a message through a communication mechanism. The downside of shared-memory machines is that the architecture is not scalable beyond 32 or 64 processors because the bus or the interconnection network becomes a bottleneck (since it is shared by all processors). Adding more processors does not help after a point, since the processors will spend most of their time waiting for their turn on the bus to access memory.

usually

architectures



Shared-memory

processor, so that referencing of the shared memory is avoided whenever possible.

In the shared-disk model, all processors can access all disks directly via an interconnection network, but the processors have private memories. There are two advantages of this architecture over a shared-memory architecture. First, since each processor has its own memory, the memory bus is not a bottleneck. Second, it offers a cheap way to provide a degree of fault tolerance: If a processor (or its memory) fails, the other processors can take over its tasks, since the database is resident on disks that are accessible from all processors.The shared-disk architecture has found acceptance in many applications.

The main problem with a shared-disk system is again scalability. Although the memory bus is no longer a bottleneck, the interconnection to the disk subsystem is now a bottleneck; it is particularly so in a situation where the database makes a large number of accesses to disks. Compared to shared-memory systems, shared-disk systems can scale to a somewhat larger number of processors, but communication across processors is slower (up to a fewmilliseconds in the absence of special-purpose hardware for communication), since it has to go through a communication network.

In a shared-nothing system, each node of the machine consists of a processor, memory, and one or more disks. The processors at one node may communicate with another processor at another node by a high-speed interconnection network. A node functions as the server for the data on the disk or disks that the node owns. Since local disk references are serviced by local disks at each processor, the shared-nothing model overcomes the disadvantage of requiring all I/O to go through a single interconnection network; only queries, accesses to nonlocal disks, and result relations pass through the network.

The hierarchical architecture combines the characteristics of shared-memory, shareddisk, and shared-nothing architectures. At the top

consists of nodes connected by an interconnection network, and do not share disks or memory with one another. Thus, the top level is a shared-nothing architecture. Each node of the system could actually be a shared-memory system with a few processors. Alternatively, each node could be a shared-disk system, and each of the systems sharing a set of disks could be a shared-memory system. Thus, a system could be built as a hierarchy, with shared-memory architecture with a few processors at the base, and a sharednothing architecture at the top, with possibly a shared-disk architecture in the middle. Figure 18.8d illustrates a hierarchical architecture with shared-memory nodes connected together in a shared-nothing architecture.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

n สถาปัตยกรรมจำใช้ร่วมกัน การประมวล และดิสก์ได้ถึงจำทั่วไป โดยปกติผ่าน ทางบัส หรือ ผ่านเครือข่ายการเชื่อมต่อ ประโยชน์ของหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันอยู่

ตัวประมวลผลข้อมูลในหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันสามารถเข้าถึงประมวลผลใด ๆ โดยไม่ต้องย้ายซอฟต์แวร์ ตัวประมวลผลสามารถส่งข้อความการประมวลผลอื่น ๆ

เขียน

จำ

ใช้

โดย

เร็ว

มาก

microsecond) มากกว่า โดยส่งข้อความผ่านระบบสื่อสาร ข้อเสียของเครื่องจำใช้ร่วมกันได้ว่า สถาปัตยกรรมไม่สามารถปรับเกิน 32 หรือ 64 โปรเซสเซอร์เนื่องจากรถประจำทางหรือเครือข่ายเชื่อมต่อกลายเป็น คอขวด (เนื่องจากมันถูกใช้ร่วมกัน โดยตัวประมวลผล) ไม่ช่วยเพิ่มตัวประมวลผลเพิ่มเติมหลังจุด เนื่องจากตัวประมวลผลที่จะใช้จ่ายส่วนใหญ่ของเวลาที่รอการเปิดบนรถบัสเข้าถึงหน่วยความจำ

ปกติ

สถาปัตยกรรม


หน่วยความจำใช้ร่วมกัน

ตัวประมวลผล อ้างอิงหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันที่ จะหลีกเลี่ยงเมื่อใดก็ตามไป

ในรูปแบบดิสก์ที่ใช้ร่วมกัน ตัวประมวลผลทั้งหมดสามารถเข้าถึงดิสก์โดยตรงผ่านเครือข่ายการเชื่อมต่อทั้งหมด แต่ตัวประมวลผลที่มีความทรงจำส่วนตัว มีข้อดีที่สองของสถาปัตยกรรมนี้ผ่านสถาปัตยกรรมจำใช้ร่วมกัน ครั้งแรก เนื่องจากแต่ละตัวประมวลผลมีหน่วยความจำของตัวเอง บัสหน่วยความจำไม่ได้คอขวด สอง พักแบบประหยัดให้ระดับของการยอมรับข้อบกพร่อง: ถ้าตัวประมวลผล (หรือหน่วย) ประมวลผลอื่น ๆ จะผ่านการทำงาน เนื่องจากฐานข้อมูลมีอยู่บนดิสก์ที่สามารถเข้าถึงตัวประมวลผลทั้งหมดสถาปัตยกรรมของดิสก์ที่ใช้ร่วมกันได้พบยอมรับในหลายโปรแกรม

ปัญหาหลักของระบบดิสก์ที่ใช้ร่วมกันเป็นอีกภาระ แม้ว่าบัสหน่วยความจำจะไม่คอขวด ความเกี่ยวข้องกันกับระบบย่อยของดิสก์ที่เป็นตอนนี้คอขวด เป็นอย่างยิ่งดังนั้นในสถานการณ์ที่ฐานข้อมูลทำการหาจำนวนดิสก์ เมื่อเทียบกับระบบที่ใช้ร่วมกันหน่วยความจำ ระบบดิสก์ที่ใช้ร่วมกันสามารถปรับจำนวนตัวประมวลผลค่อนข้างใหญ่ แต่สื่อสารผ่านตัวประมวลผลจะช้าลง (สูงสุดเป็น fewmilliseconds ของวัตถุประสงค์พิเศษฮาร์ดแวร์สำหรับการสื่อสาร), เนื่องจากมีการผ่านเครือข่ายสื่อสาร

ในระบบไม่ใช้ร่วมกัน แต่ละโหนของเครื่องประกอบด้วยตัวประมวลผล หน่วยความจำ และอย่าง น้อยหนึ่งดิสก์ โปรเซสเซอร์ที่โหนอาจสื่อสารกับโหนดอื่นอื่นประมวลผล ด้วยความเร็วสูงเชื่อมต่อเครือข่าย โหนฟังก์ชันเป็นเซิร์ฟเวอร์สำหรับข้อมูลบนดิสก์หรือดิสก์ที่เป็นเจ้าของโหนด เนื่องจากบริการอ้างอิงดิสก์ภายในเครื่อง โดยดิสก์ท้องถิ่นในแต่ละหน่วยประมวลผล แบบไม่ใช้ร่วมกัน overcomes ข้อเสียของการให้ I/O ทั้งหมดผ่านเครือข่ายเชื่อมต่อเดียว แบบสอบถามเท่านั้น หาดิสก์ nonlocal และผลความสัมพันธ์ผ่านทางเครือข่าย

สถาปัตยกรรมลำดับรวมลักษณะความ จำที่ใช้ร่วมกัน shareddisk และสถาปัตยกรรมมีอะไรร่วมกัน ที่ด้านบน

ประกอบด้วยโหนที่เชื่อมต่อ ด้วยเครือข่ายการเชื่อมต่อ และไม่ร่วมดิสก์หรือหน่วยความจำ ด้วยกัน ดังนั้น ระดับสูงสุดเป็นสถาปัตยกรรมมีอะไรร่วมกัน แต่ละโหนดในระบบจริงเป็นระบบความจำใช้ร่วมกับตัวประมวลผลกี่ อีก แต่ละโหนอาจระบบดิสก์ที่ใช้ร่วมกัน และแต่ละระบบชุดของดิสก์ที่ใช้ร่วมกันอาจเป็นระบบความจำที่ใช้ร่วมกัน ดังนั้น ระบบสามารถสร้างเป็นลำดับชั้น สถาปัตยกรรมจำใช้ร่วมกับตัวประมวลผลกี่ที่ฐาน และสถาปัตยกรรม sharednothing ที่ มีอาจจะใช้ร่วมกันบนสถาปัตยกรรมตรงกลาง 18.8 รูป d แสดงให้เห็นถึงสถาปัตยกรรมแบบลำดับชั้นกับโหนจำใช้ร่วมกันเชื่อมต่อกันในสถาปัตยกรรมมีอะไรร่วมกัน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

na สถาปัตยกรรมหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันประมวลผลและดิสก์ที่มีสิทธิ์เข้าถึงหน่วยความจำร่วมกันโดยทั่วไปผ่านทางรถบัสหรือผ่านทางเครือข่ายเชื่อมต่อโครงข่าย ประโยชน์ของหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันเป็นอย่างมากประมวลผลข้อมูลในหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันสามารถเข้าถึงได้โดยการประมวลผลใด ๆ โดยไม่ต้องย้ายไปอยู่กับซอฟแวร์ หน่วยประมวลผลที่สามารถส่งข้อความไปยังหน่วยประมวลผลอื่น ๆเขียนหน่วยความจำที่ใช้โดยเร็วมากมิลลิ) มากกว่าโดยการส่งข้อความผ่านทางกลไกการสื่อสาร ข้อเสียของเครื่องหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันก็คือสถาปัตยกรรมที่ปรับขนาดได้ไม่เกิน 32 หรือ 64 หน่วยประมวลผลเพราะรถบัสหรือเครือข่ายเชื่อมต่อโครงข่ายจะกลายเป็นคอขวด (เพราะมันเป็นที่ใช้ร่วมกันโดยการประมวลผลทั้งหมด) การเพิ่มหน่วยประมวลผลที่มากขึ้นไม่ได้ช่วยหลังจากจุดเนื่องจากการประมวลผลจะใช้เวลาส่วนใหญ่ของพวกเขารอคอยการกลับของพวกเขาบนรถบัสในการเข้าถึงหน่วยความจำมักจะสถาปัตยกรรมหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันหน่วยประมวลผลเพื่อการอ้างอิงของหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันที่จะหลีกเลี่ยงเมื่อใดก็ตามที่เป็นไปได้ใน รูปแบบดิสก์ที่ใช้ร่วมกันประมวลผลทั้งหมดสามารถเข้าถึงดิสก์ทั้งหมดโดยตรงผ่านทางเครือข่ายเชื่อมต่อโครงข่าย แต่การประมวลผลมีความทรงจำส่วนตัว มีสองข้อได้เปรียบของสถาปัตยกรรมนี้มากกว่าสถาปัตยกรรมหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกัน เป็นครั้งแรกนับตั้งแต่ที่แต่ละหน่วยประมวลผลมีหน่วยความจำของตัวเองรถบัสหน่วยความจำไม่คอขวด ประการที่สองก็มีวิธีที่ถูกเพื่อให้ระดับของความอดทนความผิด: ถ้าหน่วยประมวลผล (หรือหน่วยความจำ) ล้มเหลวการประมวลผลอื่น ๆ สามารถใช้เวลามากกว่างานของตนเนื่องจากฐานข้อมูลมีถิ่นที่อยู่บนดิสก์ที่สามารถเข้าถึงได้จากทุก processors.The ที่ใช้ร่วมกัน ดิสก์สถาปัตยกรรมได้พบการยอมรับในการใช้งานจำนวนมากปัญหาหลักที่มีระบบดิสก์ที่ใช้ร่วมกันเป็นอีกครั้งที่ปรับขยาย แม้ว่ารถบัสหน่วยความจำจะไม่คอขวดในการเชื่อมต่อโครงข่ายระบบย่อยดิสก์ซึ่งขณะนี้เป็นคอขวด; มันเป็นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่ทำให้ฐานข้อมูลเป็นจำนวนมากของการเข้าถึงดิสก์ เมื่อเทียบกับระบบหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันระบบดิสก์ที่ใช้ร่วมกันสามารถวัดเป็นจำนวนค่อนข้างใหญ่ของโปรเซสเซอร์ แต่การสื่อสารในการประมวลผลช้าลง (ถึง fewmilliseconds ในกรณีที่ไม่มีฮาร์ดแวร์วัตถุประสงค์พิเศษสำหรับการสื่อสาร) เพราะมันได้ผ่านไป เครือข่ายการสื่อสารในระบบไม่มีอะไรที่ใช้ร่วมกันโหนดของเครื่องแต่ละประกอบด้วยหน่วยประมวลผลหน่วยความจำและหนึ่งหรือมากกว่าดิสก์ หน่วยประมวลผลที่หนึ่งโหนดอาจสื่อสารกับหน่วยประมวลผลอื่นที่โหนดอื่นโดยเครือข่ายเชื่อมต่อโครงข่ายความเร็วสูง ฟังก์ชั่นโหนดเป็นเซิร์ฟเวอร์สำหรับข้อมูลบนดิสก์หรือดิสก์ที่โหนดเป็นเจ้าของ ตั้งแต่อ้างอิงดิสก์ท้องถิ่นมีบริการโดยดิสก์ท้องถิ่นที่แต่ละหน่วยประมวลผลแบบไม่มีอะไรที่ใช้ร่วมกันเอาชนะข้อเสียของการที่ต้องใช้ I / O ทั้งหมดที่จะไปผ่านทางเครือข่ายเชื่อมต่อโครงข่ายเดียว; เฉพาะแบบสอบถามให้เข้าถึงดิสก์ nonlocal และผลที่ความสัมพันธ์ผ่านเครือข่ายสถาปัตยกรรมแบบลำดับชั้นรวมลักษณะของหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกัน shareddisk และสถาปัตยกรรมไม่มีอะไรที่ใช้ร่วมกัน ที่ด้านบนประกอบด้วยโหนดเชื่อมต่อกันด้วยเครือข่ายการเชื่อมต่อและไม่ได้ร่วมดิสก์หรือหน่วยความจำกับคนอื่น ดังนั้นระดับบนเป็นสถาปัตยกรรมไม่มีอะไรที่ใช้ร่วมกัน โหนดของระบบแต่ละจริงอาจจะเป็นระบบหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันกับหน่วยประมวลผลน้อย หรือแต่ละโหนดอาจจะเป็นระบบดิสก์ที่ใช้ร่วมกันและแต่ละระบบที่ใช้ร่วมกันชุดของดิสก์ที่อาจจะเป็นระบบหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกัน ดังนั้นระบบสามารถนำมาสร้างเป็นลำดับชั้นที่มีสถาปัตยกรรมหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันที่มีโปรเซสเซอร์ไม่กี่ที่ฐานและสถาปัตยกรรม sharednothing ที่ด้านบนด้วยอาจสถาปัตยกรรมดิสก์ที่ใช้ร่วมกันอยู่ตรงกลาง รูปที่แสดงให้เห็นถึง 18.8d สถาปัตยกรรมแบบลำดับชั้นที่มีโหนดหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันเชื่อมต่อกันในสถาปัตยกรรมไม่มีอะไรที่ใช้ร่วมกัน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ที่อยู่ในหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันสถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์สามารถเข้าถึงหน่วยความจำและดิสก์ทั่วไป โดยผ่านทางรถบัสหรือผ่านการเชื่อมต่อเครือข่าย ประโยชน์ของหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันเป็นสิ่ง

) ข้อมูลในหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันสามารถเข้าถึงได้โดยตัวประมวลผลใด ๆโดยไม่มีการย้ายกับซอฟต์แวร์ ตัวประมวลผลที่สามารถส่งข้อความไปอีกแบบ

เขียน





ใช้หน่วยความจำด้วย





เร็วมากวินาที ) มากกว่า โดยส่งข้อความผ่านกลไกการสื่อสาร ข้อเสียของการใช้หน่วยความจำเครื่องที่เป็นสถาปัตยกรรมที่ยืดหยุ่นไม่เกิน 32 หรือ 64 โปรเซสเซอร์ เพราะรถเมล์หรือการเชื่อมต่อเครือข่ายจะกลายเป็นคอขวด ( เพราะมันใช้ร่วมกันโดยทุกตัว ) การเพิ่มหน่วยประมวลผลมากขึ้นไม่ช่วยหลังจุดเนื่องจากโปรเซสเซอร์จะใช้เวลาส่วนใหญ่ของเวลาของพวกเขา พวกเขากำลังรอคอยอยู่บนรถเพื่อการเข้าถึงหน่วยความจำ .

ปกติ

(





หน่วยประมวลผลกลางหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกัน ดังนั้นการอ้างอิงของหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกัน คือหลีกเลี่ยงเมื่อใดก็ตามที่เป็นไปได้ .

ในดิสก์แบบที่ใช้ร่วมกัน , โปรเซสเซอร์สามารถเข้าถึงดิสก์ทั้งหมดโดยตรงผ่านทาง เป็นการเชื่อมต่อเครือข่าย แต่หน่วยประมวลผลมีความทรงจำส่วนตัวมีสองข้อได้เปรียบของสถาปัตยกรรมนี้เป็นหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันสถาปัตยกรรม อย่างแรก เนื่องจากโปรเซสเซอร์แต่ละตัวต้องมีหน่วยความจำ , หน่วยความจำบัสไม่ใช่คอขวด . ประการที่สอง มันมีวิธีที่ถูกเพื่อให้ระดับของความอดทนความผิด : ถ้าตัวประมวลผล ( หรือหน่วยความจำล้มเหลว โปรเซสเซอร์อื่น ๆสามารถใช้งานของมันเนื่องจากฐานข้อมูลมีถิ่นที่อยู่บนดิสก์ที่ใช้ร่วมกันสามารถเข้าถึงได้จากทุกโปรเซสเซอร์ ดิสก์สถาปัตยกรรม พบการยอมรับในการใช้งานมาก

ปัญหาหลักกับระบบดิสก์ร่วมกันอีกครั้งกล่าว แม้ว่าหน่วยความจำบัสไม่มีคอขวด , การเชื่อมต่อไปยังดิสก์ข้อมูลที่เป็นคอขวดมันเป็นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่ฐานข้อมูลทำให้จำนวนมากเข้าถึงดิสก์ เมื่อเทียบกับระบบดิสก์ระบบหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันใช้ร่วมกัน ) เป็นจำนวนที่ค่อนข้างใหญ่ของโปรเซสเซอร์ แต่สื่อสารข้ามประมวลผลช้า ( ถึง fewmilliseconds ในกรณีที่ไม่มีของฮาร์ดแวร์สำหรับการสื่อสาร ) , เนื่องจากมันมีที่จะไปผ่านทางเครือข่ายการสื่อสาร .

ใช้อะไรในระบบ แต่ละโหนดของเครื่อง ประกอบด้วย หน่วยประมวลผล , หน่วยความจำ , และหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งดิสก์ โปรเซสเซอร์ในหนึ่งโหนดอาจสื่อสารกับอีกตัวที่โหนดอื่น โดยเครือข่ายการเชื่อมต่อความเร็วสูง โหนดการทำงานเป็นเซิร์ฟเวอร์สำหรับข้อมูลบนดิสก์หรือดิสก์ที่ใส่เจ้าของ เนื่องจากการอ้างอิงดิสก์ท้องถิ่นจะให้บริการโดยดิสก์แต่ละตัวประมวลผลใช้อะไรแบบเอาชนะข้อเสียของที่ต้องการทั้งหมด I / O ผ่านเครือข่ายเชื่อมต่อโครงข่ายเดียวเท่านั้นสอบถามเข้าถึงดิสก์ต่างถิ่น และประชาสัมพันธ์ ผลผ่านเครือข่าย สถาปัตยกรรมแบบ

รวมคุณลักษณะของหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกัน shareddisk และใช้สถาปัตยกรรมอะไรเลย ที่ด้านบน

ประกอบด้วยโหนดเชื่อมต่อกันด้วยการเชื่อมต่อเครือข่าย และไม่ใช้ดิสก์หรือหน่วยความจำกับอีกคนหนึ่ง ดังนั้นระดับบนสุดคือการแบ่งปันอะไรสถาปัตยกรรม แต่ละโหนดในระบบจะเป็นหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันกับระบบหลายโปรเซสเซอร์ อีกวิธีหนึ่งคือ แต่ละโหนดสามารถใช้ระบบดิสก์ และแต่ละระบบใช้ชุดของดิสก์เป็นหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันของระบบ ดังนั้นระบบจะถูกสร้างขึ้นเป็นลำดับ ด้วยสถาปัตยกรรมหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันไม่กี่ตัวที่ฐาน และ sharednothing สถาปัตยกรรมด้านบน ด้วยอาจจะใช้ดิสก์สถาปัตยกรรมในกลาง รูป 18.8d แสดงให้เห็นถึงสถาปัตยกรรมลำดับชั้นกับหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันในโหนดเชื่อมต่อกันที่ไม่มีอะไรสถาปัตยกรรม