Исследования в области многопроцессорных систем

По популярности темы исследований многоядерных систем, мультипроцессоров и распределенных систем превосходят многие другие темы. Кроме непосредственных вопросов отображения функциональности операционной системы на систему, состоящую из нескольких вычислительных ядер, есть множество открытых тем исследований, связанных с синхронизацией и согласованностью, а также способов ускорения и надежности работы таких систем.

Усилия некоторых исследователей направлены на разработку новых операционных систем с нуля, особенно для многоядерного оборудования. Например, в операционной системе Corey рассматриваются проблемы производительности, вызванные совместным использованием структуры данных несколькими ядрами (Boyd-Wickizer et al., 2008). Тщательная организация структур данных ядра, позволяющая исключить необходимость совместного использования структуры данных, приведет к исчезновению многих узких мест, мешающих достижению высокой производительности. Также новая операционная система Barrelfish (Baumann et al., 2009) мотивирована на быстрый рост количества ядер, с одной стороны, и на рост разнообразия оборудования — с другой. В ней моделируется операционная система после появления в качестве коммуникационной модели вместо совместно используемой памяти распределенных систем с передачей сообщений. Другие операционные системы нацелены на достижение высокой степени масштабируемости и производительности. Операционная система Fos (Wentzlaff et al., 2010) была спроектирована для масштабирования от небольших пределов (мультиядерные центральные процессоры) до очень больших (облачные вычисления). В то же время NewtOS (Hruby et al., 2012; Hruby et al., 2013) является новой мультисерверной операционной системой, нацеленной как на достижение высокой надежности (благодаря модульной конструкции и многим изолированным компонентам, изначально основанным на Minix 3), так и на получение высокой производительности (которая традиционно была слабым местом подобных модульных мультисерверных систем).

Исследования мультиядер касаются не только новых конструкций. В работе Boyd- Wickizer et al. (2010) исследователи изучают узкие места, обнаруживаемые при масштабировании Linux на 48-ядерной машине, и способы избавления от недостатков. Они показывают, что такие системы при тщательном проектировании могут неплохо поддаваться масштабированию. В работе Clements et al. (2013) изучаются фундаментальные принципы, определяющие возможность реализации API в масштабируемом варианте. Исследования показывают, что при каждом переключении операций интерфейса существует его масштабируемая реализация. Зная это, разработчики операционных систем могут создавать лучшие масштабируемые операционные системы.

В последние годы многие исследования систем проводились также в области создания больших приложений, масштабируемых на среды мультиядер и мультипроцессоров. Примером может послужить масштабируемый процессор базы данных, описание которого дано в работе Salomie et al. (2011). Здесь также решение заключается в достижении масштабируемости путем тиражирования базы данных вместо попыток скрыть параллельную природу оборудования.

Отладка параллелльных приложений крайне затруднена, а условия состязательности очень трудно поддаются воспроизведению. В работе Viennot et al. (2013) показано, как повторение может помочь отладке программ на мультиядерных системах. В работе Lachaize et al. предоставлен профайлер памяти для мультиядерных систем, а в исследовании Kasikci et al. (2012) представлена работа не только по обнаружению условий состязательности в программах, но даже по способам выделения хороших состязательных условий из плохих.

И наконец, существует множество работ по сокращению энергопотребления в мультипроцессорах. В работе Chen et al. (2013) для детального управления потребляемой мощностью и расходом энергии предлагается использовать контейнеры электропитания (power containers).

8.6.

<< | >>
Источник: Э. ТАНЕНБАУМ Х. БОС. СОВРЕМЕННЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМ Ы 4-е ИЗДАНИЕ. 2015

Еще по теме Исследования в области многопроцессорных систем:

  1. 2.2. Принципы исследования "мягких" систем
  2. 9.5. Правовое регулирование отношений в области создания, эксплуатации и использования Государственной автоматизированной системы Российской Федерации «Выборы»
  3. 9.3. Государственная политика в области создания информационных систем, информационных технологий и средств их обеспечения
  4. 2.2.4. Область создания и применения информационных систем, информационных технологий и средств их обеспечения
  5. Социальные исследования как «большая наука» и исследование малых групп
  6. § 39 Классификация договоров в отдельных видах. – Римская классификация. – Система прусского закона, французского и австрийского кодекса. – Система русского свода. – Система настоящего изложения.
  7. Тема 15 Правова система і система права. Система законодавства та систематизація нормативно-правових актів
  8. б) Предметная область
  9. б) Предметная область
  10. ЧЕТЫРЕ ОБЛАСТИ МОЗГА
  11. 4.1. Определение и область применения
  12. В области актерской деятельности
  13. Полномочия в области управления
  14. 14.4. Обязанности государства в области библиотечного дела
  15. Глава 8. ENFJ «Специалисты в области пиар»
  16. В области образования