Eng avvalo kompyuterda parallel dasturlash kerakmi degan savolga javob olish kerak. Lekin bu savol javob olishni istagan yagona savol emas

KIRISH

Eng avvalo kompyuterda parallel dasturlash kerakmi degan savolga javob olish kerak. Lekin bu savol javob olishni istagan yagona savol emas. Aynan shuning uchun ham, parallel hisoblash dunyosini tushunish qiyin bo'lgan sodda, tushunarli, tushunarli dunyodan navbatdagi hisob-kitoblardan nima o'tish kerakligini tushunish ham muhimdir. Parallel hisoblashning afzalliklari nimadan iborat va parallel hisobga yo'naltirilgan dasturlarni yaratishda dasturchi uchun qanday muammolar kutilmoqda. Ushbu savollarga javob berish uchun keling, kompyuterni rivojlantirish tarixini tezroq ko'rib chiqamiz. Birinchi kompyuterlar Fon Neyman tomonidan ishlab chiqilgan printsiplarga muvofiq qurilgan. Ularning uchta asosiy komponenti bor edi: xotira, protsessor va kirish va chiqish ma'lumotlarini beruvchi tashqi qurilmalar to'plami.

Xotira ko'p darajali va tashqi xotirasi va ichki xotirasi bo'lgan birinchi kompyuterlar uchun - operatsion va ro'yxatga olish xotirasi. Tashqi xotira (magnit lenta, punch karta, disklarda) kompyuterning yoqilgan yoki yoqilmaganligidan qat'iy nazar, dastur va ma'lumotlarni saqlash imkonini berdi. Ichki xotira faqat kompyuter bilan sessiya davri uchun ma'lumot saqlanadi. Kompyuterni o'chirib qo'ysangiz, ichki xotiraning mazmuni g'oyib bo'ldi. Dastur kompyuterda bajarilishi uchun u RAMga yuklanishi kerak edi. U o'sha dasturda ishlangan ma'lumotlar kabi saqlangan. Xotirada saqlangan dasturning printsipi Fon Neyman kompyuterlarining asosiy tamoyillaridan biridir.
Inqilobiy qadam 1964 yilda IBM OS 360 operatsion tizimining paydo bo'lishi bo'ldi. Kompyuterda paydo bo'lgan operatsion tizim uning mutlaq egasi bo'ldi - barcha resurslari menejeri. Endilikda foydalanuvchi dasturi faqat operatsion tizim nazorati ostida bajarilishi mumkin. Operatsion tizim ikkita muhim vazifani hal etishga imkon berdi: bir tomondan, bir vaqtning o'zida kompyuterda ishlashning barcha dasturlariga zarur xizmatni taqdim etish, ikkinchidan, mavjud resurslarni ushbu resurslarga da'vo qilayotgan dasturlar orasida samarali foydalanish va tarqatish. Operatsion tizimlarning paydo bo'lishi bitta dasturli rejimdan ko'p dasturli rejimga o'tishga olib keldi, bir vaqtning o'zida bir xil dasturda bir nechta dastur mavjud. Ko'p dasturlash parallel dasturiy emas, biroq bu parallel hisoblash uchun bir qadamdir.
I BOB, PARALLEL KOMPYUTER FIZIK QURILMALARI
1.1-§ Mikroprotsessorlar
Har qanday kompyuteming eng muhim komponenti uning asosiy
Ko'rsatkichlarini belgilab beruvchi mikroprotsessorlar, tizim chipsetlari va
interfeyslaridir. Mikroprosessor (MP), yoki Central Processing Unit (CUP), bajaradigan
vazifasi bo'yicha tugallangan dasturiy boshqariluvchi axborotlarga ishlov berish qurilmasi, u konstruktiv jihatdan bitta katta integral sxemada (KIS) yoki juda katta katta integral sxema ko'rinishida (KIS) bajarilgan bo'ladi.
Mikroprotsessor quyidagi vazifalarni bajaradi
buyruq va operandalar manzilini hisoblash: asosiy xotiradan buyruqlarni tanlash va deshifrlash;
TX dan, MPX registrlaridan va tashqi qurilma adapterlarining registridan axborotlarni tanlash;
so'rov va buyruqlarni adapterlardan 10 da xizmat ko'rsatishga qabul qilish va ishlov berish.
axborotlarga ishlov berish va ulami tezkor xotiraga, mikro-protsessor
xotirasining registrlariga va 1Q adapter registrlariga yozish:
SHK bloklariga va barcha boshqa qurilma qismlariga bosh
qarish signalini ishlab chiqarish,
keyingi buyruqqa o'tish Mikroprotsessoming asosiy ko'rsatkichlari quyidagilardan iborat:
⚫ ishchi takt chastotasi:
kesh-xotira sig'imi vaturi,
ko'rsatmalar tarkibi:
konstruksiya elementlari;
• energiya iste'moli;
ishchi kuchlanishi va hokazo
Mikroprotsessoming axborotlar shinasining razryadligi amallam bir vaqida bajanshi mumkin bo'lgan razryadlar sonini aniqlaydi; MP manzillar shinasining razryadligi uning manzillar maydonini belgilaydi.

MP ning ishchi takt chastotasi uning ichki tezligim aniqlab beradi, chunki har bir buyruq ma'lum sonli taktlar davomida bajariladi. SHK

tezligi (unumdorligi ham shuningdek MP ishlovchi tizimli plata shinasining

takt chustotasiga bog'liq. MP platasiga o'rnatiladigan kesh-xotira ikki bosqichga ega

LI-1-bosqich xotirasi, MP (yadrosida) asosiy mikrosxema ichida joylashgan va har doim MP ning toiiq chastotasida ishlaydi (birinchi marta 1.1.

kesh 1486 va 1386SLC mikroprotsessorlarida qoilanilgan). 12 - 2-bosqich xotirasi, MP platasiga joylashtirilgan kristall va yadro bilan ichki mikroprotsessor shinasi orqali bog'langandir (birinchi marta Pentium Pro mikroprotsessorida ishlatilgan). L2 xotirasi MP ning to'liq yoki yarim chastotasida ishlashi mumkin. Bu kesh-xotiraning sa- muradorligi

mikroprotsessor shinasining o'tkazish xususiyatiga

bog'liqdir.

Ko'rsatmalar tartdbi MP tomonidan avtomatik ravishda bajari ladigan ro'yxat, buyruqlar ko'rinishi va turi. Buyruqlar turidan MP ning qaysi guruhga tegishli boʻlishi bog'liq (CISC, RISC, VIIW) Buyruqlaming ro'yxati va turi MP da axborotlar ustida bevosita ba- jarilishi mumkin bo'lgan amallari va bu amallar tatbiq etilishi mumkin bo'lgan axborotlar toifasini belgilab beradi. Ko'pgina MP ga uncha ko'p bo'lmagan qo'shimcha ko'rsatmalar kiritilgan (286,486, Pentium Pro va boshqalar), ammo ko'rsatmalar tarkibidagi jiddiy o'zgarishlari 386 mikroprotsessoridonboshlandi (hu tarkib keyinchalik asos sifatida qabul qilindi), Pentium MMX, Pentium III, Pentium 4. PentiumD, Core Dum
Konstuksiya elementari - MP o matishda ishlatiladigan jismoniy ra- zyemli ulanishlami aniqlab beradi va ular tizimli plataga mikroprotses- somi o'matish uchun layoqatligini aniqlaydi. Razyemlar turli kon- struksiyaga ega (Slot tirgishli razyem, Socket- uyali razyem), kon-
taktlar soni turlicha, ularga turli signallar vaishchi kuchlanishlar beriladi. Ishchi kuchlanishi ham shuningdek tizimli platani MP ni o'matishga layoqatlilik omili bo'lib xizmat qiladi.
Birinchi mikroprotsessorlar 1971-yili Intel (AQSH) kompaniyasi tomonidan
MP 4004 ishlab chiqarilgan. Hozirgi vaqtda ko'p firmalar (AMD. VIA Apollo, IBM va boshqalar) tomonidan o'nlab mikro- protsessor turlari ishlab chiqarilmoqda, lekin eng ko'p tarqalgan va ta- niqlilari Intel kopaniyasi ishlab chiqargan MP lar va intel ga mos mikroprotsessorlardir.
Barcha mikroprotsessorlami guruhlarga ajratish mumkin: CISC (Complex Instruction Set Command) to'liq buyruqlar tizimining to'plami bilan;
RISC (Reduced Instruction Set Command) qisqartirilgan buyruqlar tizimining to'plami bilan; VLIW (Very Length Instruction Word) buyruq so'zi juda uzun bolgan:
-MISC (Minimum Instruction Set Command) buyruqlar tizimini minimal to’plamli va juda yuqori tezlikli