4-Мавзу Процессорларда маьлумотларни қайта ишлашни тадқиқ этиш

4-Amaliyot mavzusi. Protsessorlarda malumotlarni qayta ishlashni tadqiq etish.
Parallel qayta ishlashni tashkil etishda asosan uchta yunalishni kursatish mumkin:

1. 
   masalani echishni turli bosqichlarini vaqt buyicha
   birlashtirish;
   
2. 
   masalalarni yoki bitta masalani qismlarini bir
   vaktda echish;
   
3. 
   axborotlarni konveyerli qayta ishlash.
   

Birinchi yunalish buyicha axborotlarni multidasturli qayta ishlash amalga oshiriladi. Multidasturli kayta ishlashni bir protsessorli EXMlarda x,am tashkil etish mumkin.

Ikkinchi yunalish buyicha turli yoki bitta masala kismlarini bir vaktda echish bir kancha kayta ishlovchi kurilmalar yordamida amalga oshiriladi. Bunday xrllarda masalalarning yoki masala okimlarining parallel qayta ishlashi mumkin bulgan xususiyatlaridan foydalaniladi.

Tizimda bir vaqtda bir kdncha masalalarni bajarilishi yoki bitta masalaning bir kdncha kdsmlarini bajarilishiga kdrab, kuyidagi parallellik turlari mavjudsir:

• 
  bir-biriga boglik, bulmagan masalalarning tabiiy
  parallelligi;
  
• 
  bir-biriga boglik, bulmagan shoxchalar parallelligi;
  
• 
  tizimning ishlashining konveyerli rejimi.
  

Bir biriga boglik, bulmagan masalalarni tabiiy paralleligi - bu tizimga bir-biri bilan boglanmagan uzluksiz masalalar kelib tushayotganda ya’ni, bitta topshirik, natijasi, ikkinchi masala echimiga kerak bulmagan xrllarda namoyon buladi.

Bunday xrllarda tizimda bir kdncha kdyta ishlovchi kurilmalardan foydalanish uning unumdorligini oshiradi. Bunday xolatda tizimning ishlashini tashyush etishdagi unumdorlik

ga teng bo‘ladi.

Bu erda parallel ishlamaydigan x,isoblash mashinasi unumdorligi: T_i — i modulining topshiriBщing uziga tegishli rdasmini bajarish uchun ketadigan vakti; m - parallellik soni, ya’ni topshirik, kdsmlarini sonini tizim modullari soniga moe kelishi.

Tizimning maksimal unumdorligiga topshirikding barcha kdemlarini bir xil vaktda bajarilishi bilan erishish mumkin. Bunday x,ollarda tizim kurilmalari xajmi, parallel xizmat kursatmaydigan xisoblash majmualariga nisbatan p-martaga oshib ketadi. Bir-biriga boglik, bulmagan, mustakdp bulgan topshirik, shox,chalarini parallel bajarish, axborotlarni kdyta ishlashni parallellashtirishdagi eng kup tarkdlgan usul x,isoblanadi. Bunday parallellashtirishni mazmuni, katta masalalarni echishda, ularni bir-biriga boglik, bulmagan kdemlarga (shox,chalarga) ajratishni anglatadi, ana shu kdemlarga tuzilgan dastur asosida shoxchalarining x,ar biri bir vak,tda, alox,ida qayta ishlovchi kurilmalarda mustakdp ravishda parallel bajariladi.

Agar masala kdemlarini echish jarayonida kuyidagi shartlar bajarilsa, u x,olda shu kdemlarga tuzilgan dasturlar shox,chalari mustakdp x,isoblanadi:

• 
  dastur shoxchasi uchun kirish kattaligi, boshka
  dasturning chikish kattaligi bulib xisoblanmaydi;
  
• 
  ikkala dastur shoxchasi, xotiraning bitta yacheykasiga
  yozilmaydi;
  
• 
  dasturning ikkala shoxchasi xdm aloxida-aloxida
  bajariladi.
  

Parallellash xaqidagi tasavvurlarni kuyidagi dasturning yarusli - parallel shaklini graf kurinishida kurib chikamiz. (1-rasm)

1-rasm. Dasturlarni yarusli - parallel shakli

Dastur bir kancha darajalarga joylashgan shoxchalardan tuzilgan bulib, bu shox,chalar yaruslar deyiladi. Doirachalar kurinishida x,ar bir shoxcha belgilanib, ularning uzunligi esa yonidagi yozilgan rak,amlar bilan, kursatilgan. Undan tashk,ari kirishdagi ma’lumotlar x_gbelgisi bilan, chikishdagi ma’lumotlar u_gbelgisi bilan belgilangan. Y-belgisi xam pastki, x,am ustki indeksga ega, ustki indeks natija olish uchun bajariladigan shoxcha tartib nomeri, pastki indeks shu shoxcha bajarilgandan keyingi olingan natija tartib nomerini anglatadi.

1-rasmda kursatilgan dastur 14 ta shoxchadan iborat bulib, 5 ta yarusga joylashtirilgan. Xdr bir yarus shoxchasi bir-biri bilan boglangan, ya’ni xoxlagan shoxcha natijasi shu yarusdagi boshka shoxcha uchun kirishdagi ma’lumotlar bulib xisoblanadi. Ushbu grafda boshkarish yoki xotira boglanishlari xam keltirilgan bulishi mumkin. Agar i-shoxchasining uzunligini tj-vakt birligi deb kabul kilsak, u xolda grafda kursatilgan xamma dasturlarni bajarish uchun

vakt birligi kerak buladi. Agar dastur 2 ta bir-biriga boglik, bulmagan qayta ishlovchi kurilmada bajarilsa, u x,olda yukrrida kursatilgan vak,t uz uzidan kamayadi.

Dastur bajarilishini yarusli - paralel shaklining 3 ta kurinishini kurib chikamiz.

1. Birinchi protsessor 1-4-5-9-10-13 shoxchalarni bajarib,

145 birlik vak,t sarf kiladi, shundan 13-shoxchani bajarish
uchun 55 vakt birligida ma’lumotlarni kutib ishlamay turadi,
ikkinchi protsessor esa 2-6-3-7-8-11-12-14 shoxchalarni 230
vakt birligida bajaradi.

2. 
   Birinchi protsessor 1-4-5-9-10-11-13 shoxchalarni
   bajarish uchun 220 vakt birligi sarf kiladi, shundan 25 vakt
   birligida ishlamay turadi. Iikkinchi protsessor 2-6-3-7-8-11-
   12-14 shoxchalarni bajarish uchun 215 vakt birligini sarf
   kiladi.
   
3. 
   Birinchi protsessor 1-4-8-12-11-13 shoxchalarni,
   ikkinchi protsessor 2-5-6-3-7-9-10-14 shoxchalarni bajaradi.
   Birinchi protsessor 235 vakt birligini sarf kiladi, ikkinchi
   protsessor 200 vakt birligini sarf kiladi.
   

Kurib utilgan uchta xrlatlarni solishtirsak, ikkita protsessorli tizimda y_t¹³ y_t¹⁴ - natijalarni xrsil kilishga ketgan vak,t sezilarli kamayganini kuramiz, ya’ni 375 vakt birligi urniga birinchi variantda 290, ikkinchi variantda 220, uchinchi variantda 235 vak,t birligida tizimga yuklatilgan vazifa bajariladi.

SHunday kdpib, bir kancha kayta ishlovchi kurilmalar yordamida, bir-biriga boglik, bulmagan dastur shoxchalarini parallel bajarish uchun masalani echish yunalishini kursatuvchi, xisoblash jarayonlarini tashyush etish muxim xisoblanadi. Undan tashkari masalani echishda, xar bir protsessor navbatdagi dastur shoxchasini bajarish uchun ma’lumotlar tayyorligi tugrisidagi ma’lumotga ega bulishi kerak. Kupgina murakkab masalalarni echishda, ularni mustakil shoxchalarga ajratib dasturlash, masalani echish vaktini sezilarli kamaytiradi. Ammo dastur yaratish davomida mustakil shoxchalarga ajratishning optimal variantlarini tashkil etish murakkab jarayon xisoblanadi.