Configuración típica de multiprocesamiento

El multiprocesamiento es la situación en la que más de un procesador está trabajando al unísono. Por lo que deben estar bien configurados para no generar ningún tipo de problema. Por lo general, hay 3 tipos de configuraciones: configuración maestro/esclavo, configuración débilmente acoplada y configuración simétrica. Estos se explican a continuación. 

1. Configuración maestro/esclavo: la configuración maestro/esclavo es un sistema de un solo procesador en el que funcionan procesadores esclavos adicionales, administrado por 

el procesador maestro primario. Es un sistema asimétrico. 

El trabajo del procesador maestro es administrar todo el sistema que consta de archivos, dispositivos, memoria principal y procesadores esclavos. Mantiene el estado de todos los procesos, programa el trabajo del procesador esclavo y ejecuta todos los programas de control. También es responsable de la gestión del almacenamiento. Este tipo de configuración es adecuada para entornos informáticos en los que el tiempo de procesamiento debe dividirse entre el procesador de front-end y el back-end. La ventaja de esta configuración es que es fácil de entender. Las desventajas incluyen:

• Es tan fiable como un sistema de un solo procesador, es decir, si el procesador maestro falla, todo el sistema falla.
• Crea más gastos generales. Habría situaciones en las que los procesadores esclavos estarían libres antes de que el procesador maestro pudiera asignarles otra tarea. Luego toma el valioso tiempo de procesamiento.
• Después de cada tarea completada por los procesadores esclavos, interrumpe el procesador maestro para alguna intervención del sistema operativo, como requests de E/S. Esto crea largas colas en el procesador de nivel maestro.

2. Configuración débilmente acoplada: en este tipo de configuración, hay varios sistemas informáticos completos con su propia memoria, dispositivos de E/S, CPU y sistema operativo.    

Cada procesador controla sus propios recursos (dispositivos de E/S, memoria, etc.) y sus propios comandos y tablas de gestión. Cada procesador también puede comunicarse y cooperar entre sí. Cuando se asigna un trabajo, se asigna a un procesador y ese procesador trabaja en esa tarea hasta que se completa. Por lo tanto, debe haber tablas globales para indicar a qué procesador se le ha asignado una tarea específica. Además, para que el sistema esté bien equilibrado, la programación del trabajo debe realizarse según varios parámetros y de acuerdo con varias políticas. La ventaja de esta configuración es que no es propensa a fallas catastróficas. Si un procesador falla, otro puede continuar su trabajo de forma independiente. La desventaja de esta configuración es que es difícil detectar si un procesador ha fallado.3. Configuración simétrica: en la configuración simétrica, la programación del procesador está descentralizada. Una sola copia del sistema operativo y una tabla que enumera cada proceso y su estado se almacenan en una memoria común y accesible para todos los procesadores, de modo que cada procesador pueda usar los algoritmos para decidir qué trabajo ejecutar a continuación. 

Ventajas –

• Es más confiable que la configuración débilmente acoplada.
• Utiliza los recursos de manera efectiva.
• Maneja bien la carga de trabajos.
• Puede degradarse con gracia en el momento de la falla.

Desventajas –

• Cada vez que se interrumpe un proceso, su procesador actualiza la entrada correspondiente en la lista de procesos y encuentra otro proceso para ejecutar. Esto significa que no solo todos los procesadores se mantienen ocupados, sino que también otros procesadores pueden estar ejecutando ese trabajo (como una solicitud de E/S) al mismo tiempo. Esto aumenta las posibilidades de conflicto entre los procesadores.
• Es la configuración más difícil de implementar, ya que el sistema debe estar bien sincronizado para evitar cualquier tipo de carreras o interbloqueos.