6- ámeliy jumısı os da kóp processorlı simmetrik qayta islew. Jumıstıń maqseti

6- ámeliy jumısı
OS da kóp processorlı simmetrik qayta islew.
Jumıstıń maqseti: MS Windows operacion sistemasında isleytuǵın kóp yadrolı processorlarda hám algoritmlerdiń miynet tıǵızlıǵın bahalaw usılı menen kóp qayta islew maǵlıwmatlarınıń qásiyetleri menen tanısıw.
Kerekli úskeneler: Kompyuter (klaviatura, tıshqansha, monıtor, protsessor)


1. Qısqasha teoriyalıq bólim
1.1. Kóp processor hám simmetrik kóp processorlı qayta islew (SMP)
Kóp processorlı qayta islew - bir neshe processorlı sistemalarda (processor yadroları) esaplaw procesin shólkemlestiriw usılı bolıp, ol jaǵdayda bir neshe sabaqlar bir waqıttıń ózinde sistemanıń túrli processorlarında (yadrolarında) ámelge asırılıwı múmkin.
Kóp processorli sistemalar ádetde simmetrik yamasa asimmetrik bolıp tabıladı. Usınıń menen birge, bul qa’siyet kóp processorli sistemanıń qaysı tárepin - arxitektura túrine yamasa esaplaw procesin shólkemlestiriw usılın anıqlaw kerek.
Kóp processorli sistemanıń simmetrik arxitekturası barlıq processorlardıń birdeyligin hám processorlardı kóp processorli sistemanıń ulıwma sxemasına kiritiwdiń birdeyligin názerde tutadı. Programmalıq simmetrik kóp processorli konfiguratsiyalar barlıq processorlar (processor yadroları) ortasında ulıwma RAM bóliw kóredi.
Simmetrik sistemalarda masshtablastırıw (processor sanın asırıw qábileti) sheklengen, sebebi olardıń barlıǵı birdey RAM nan paydalanadı hám birdey jaǵdayda bolıwı kerek. Bul konstruktsiya vertikal masshtablastırıw dep ataladı.
Simmetrik arxitekturalarda bir neshe wazıypalar bir-biri menen aktiv ushırasıwları kerek bolǵan qosımshalar ushın júdá joqarı islew támiyinlenedi.
Asimmetrik arxitekturada hár qıylı processorlar sistemada olarǵa isenip tapsırılǵan ayrıqshalıqlar hám funktsional roldan parıq etiwi múmkin. Asimmetrik arxitekturalarda funktsional sistemanıń hár qıylı processorların óz ishine alǵan sistema bólimlerinde sistemalı parqlardı keltirip shıǵaradı. Asimmetrik arxitekturada masshtablastırıw simmetrik tárzde ámelge asıriladı. Bir jumıstıń talabı joq ekenligi sebepli, sistema bir yamasa bir neshe processorlarni óz ishine alǵan bir neshe apparatlardan ibarat bolıwı múmkin. Bul gorizontal masshtablastırıw. Hár bir bunday apparat Klaster dep ataladı hám pútkil kóp processor sisteması klaster bolıp tabıladı.
Simmetrik kóp qayta islew texnologiyası bir neshe processorlerden paydalanıwǵa mólsherlengen kompyuter arxitekturasın ańlatadı. Bul kesh-kogerent birden-bir bolmaǵan yad arxitekturası (ccNUMA) texnologiyası yamasa kogerent kesh heterojen yadqa kirisiw arxitekturasınan baslanatuǵın ónimlerdiń uzaq qatarın ashadı hám Beowulf sıyaqlı bosamastan baylanısqan dızbek parallel sistema arxitekturaları hám bólistirilgen sistemalar menen tawsıladı. Ekinshisi Ethernet sıyaqlı texnologiyalar arqalı bir-birine baylanısqan dástúriy jeke kompyuterler klasterleri hám parallel qayta islew ushın arnawlı jazılǵan isleytuǵın programmalardan basqa zat emes.
Ájeplenerlisi sonda, SMP arxitekturasınıń abzallıqları (tezligi) hám hálsiz tárepleri (jetkilikli dárejede keńeytirilmasligi) onıń tiykarǵı ózgesheligi - ulıwma yad menen baylanıslı. Onıń abzallıǵı sonda, ol arnawlı xabarlardı uzatıwdı qayta islewdi talap etpeydi hám yad shólkemi tákirarlanishni derlik joq etedi, sinxronizaciya hám baylanıstı qollap-quwatlaw SMP sistemaları ushın basqa barlıq parallel qayta islew sistemalarına qaraǵanda ańsatlaw boladı.
Siz " ámeliy" sózine itibar beriwińiz kerek, sebebi bul arxitekturada ele da ulıwma bolmaǵan derek bar. Kóplegen SMP sistemalarında hár bir protsessor óz keshiga iye. Bul qımbatlaw statikalıq operativ yadqa bolǵan mútajlik dinamikalıq yadqa kirisiw tezligi protsessorlar tezliginen talay tómen bolǵanlıǵı menen baylanıslı.
Bul, álbette, SMP processorı basqa protsessor keshida saqlanǵan yad jaylasıwı quramına kiriwi kerek bolǵanda kesh muwapıqlıǵı aynıwına alıp keledi. Bul qıyınshılıq apparat dárejesinde joq etiledi. Kerekli maǵlıwmatlar tiykarǵı yaddan emes, bálki basqa processor keshidan uzatıladı hám túp keshtin’ mazmunı biykar etiledi.
Eger bul sheshim operativ bolsa-da, ol bir processorlı sistemadan kóre kóbirek yuk bolıp tabıladı, sol sebepli SMP sistemaları hám bir protsessorli sistemalardıń islewi ortasında sızıqlı baylanıslılıq joq. Basqasha etip aytqanda, eki protsessorli sistemanıń islewi bir processorlı sistemanıń islewinen eki ret kem, tórt protsessorli sistemanıń islewi bolsa eki processordıń islewinen eki ese kemrek bolıp tabıladı.
Sheklengen muǵdardaǵı processorler ushın SMP sistemaları tárepinen usınıs etilgen tezlik qosımsha ǵárejetlerdiń kemshiliklerinen ústin bolıp tabıladı hám bul arxitektura joqarı dárejedegi sheriklikti talap etetuǵın qosımshalar ushın júdá sáykes keledi.
Ulıwma yad kodlawǵa da tásir etedi. Processorler ortasında maǵlıwmatlar uzatıwdı támiyinlew shárt bolmasa -de, maǵlıwmatlar elementine kiretuǵın processor aqırǵı ret aldınǵı processorlerdiń jumısın buzǵanında " shápáátsiz sheńber" jaratmaslikka ıqtıyat bolıw kerek. Operacion sistema hám basqa kompyuter resurslarini almaslawı múmkin bolǵan SMP processorleri sanı sheklengen, buǵan qosımsha túrde, yad múmkinshilikleri hám avtobus ótkeriw qábiletindegi saykes emeslikler olardıń shegaraların qóyadı. Nátiyjede, ádetdegi jumıs stoli SMP sisteması segizden artıq processorǵa ıyelewi múmkin emes. Joqarı dárejedegi SMP sistemaları hám jańalanǵan ccNUMA tipidagi SMP sistemaları jáne de keńeytiriliwi múmkin.
Tiykarınan, ccNUMA arxitekturası bólingen SMP sisteması bolıp, yad bólimleri SMP sistemasına qaraǵanda kemrek jergilikli bolıp tabıladı. Kúshli baylanıspaǵan hám tábiy sektorlarǵa bólinetuǵın qosımshalar ushın bul arxitektura eń sáykes keledi. Joqarı dárejedegi ccNUMA sistemaları 128 processorlı 64 túyinge shekem o'lchaydi. Biraq, SMP sistemaları qátelerge shıdamlı emes. Eger bir processor islemey qalsa, operacion sistema hám paydalanıwshı qosımshaları ortasındaǵı kesh muwapıqlıǵı kepilliklanmaydi. Úlken itimal menen, sistema ózgeriwshileri hám paydalanıwshı qosımshaları ózgeriwshilerine siltemeler hal etilmegen bolıp qaladı. Itimal, birpara kórsetpeler logikalıq emes. Saw túyinlerden birewiniń ámeldegi bolmaǵan maǵlıwmatlarǵa kiriwi pútkil sistemanıń isten shıǵıwına alıp keliwi múmkin.
SMP sistemasın jaylastırıw operacion sistema, anakart hám processorlardi’ birlestirgen arnawlı konfiguraciyani’ talap etedi. SMP-ni Unix, Linux 2. 0 hám odan keyingi versiyalarınıń kóplegen dialektları, Mac OS 9, OS/2 Warp Server, Windows NT hám Windows 2000 qollap -quwatlaydı. Onı MS-DOS, Windows 95 hám Windows 98 qollap -quwatlamaydi. SMP arxitekturasında, Microsoft -dıń BackOffice Suite, Lotus Notes hám Oracle, Sybase hám Informix tárepinen islep shıǵılǵan DBMSda nátiyjeli islewi múmkin bolǵan kóp tarmaqlı qosımshalar.
SMP RISC túrli apparat platformalarida (UltraSPARC, Alpha, PowerPC hám basqalar), sonıń menen birge 486 -modelden baslap Intel processorlerinde ámelge asırılıwı múmkin. SMP sistemalarında qollanılatuǵın Advanced Programmable Interrupt Controller (APIC) standartı Intel kompaniyasına tiyisli hám basqa protsessor óndiriwshileri, atap aytqanda via Technologies hám Advanced Micro Devices tárepinen paydalanilmaydi. Bunıń ornına olar jeke OpenPIC standartın qollap -quwatlaydı : Cyrix 6 x86 processorlerinde via hám K6 da AMD.



Qadaǵalaw sorawları:
1. Simmetrik kóp processorlı qayta islew ne?
2. Ápiwayı jumıs stoli SMP sisteması neshe processorǵa ıyelewi múmkin?
3. ccNUMA arxitekturası ne?