Ikkita asosiy shakli

Parallelashtirish tizimlarining arxitekturasi, MMID arxitekturasi

Reja:

1. 
   Parallelashtirish tizimlarining arxitekturasi
   
2. 
   Vektor-konveyer arxitekturasi
   
3. 
   Flinn hisoblash tizimlari klassifikasiyasi
   

Ma’lumotlarni parallel ishlashning ikkita asosiy shakli mavjud:
1.Buyruqlar sathidagi parallellik.
2.Protsessorlar sathidagi parallellik.
Birinchi holatda unumdorlikni oshirish uchun, har bir sekundda kо‘proq buyruqlarni bajarilishini yо‘lga qо‘yish kerak bо‘ladi. Ikkinchi holatda unumdorlikni oshirish esa, bitta topshiriqni bajarishni, bir vaqtda bir necha protsessorlarga yuklash bilan erishiladi.Buyruqlar sathidagi parallellik – konveyer g‘oyasiga asoslangan. Intel 486 protsessori bitta besh sathli konveyerga, undan keyin ishlab chiqarilgan dastlabki Pentium protsessori esa ikkita besh sathli konveyerga ega edi.
Protsessorlarda buyruqlarni konveyer asosida ishlash deganda, buyruqlarning bajarilish jarayoni bir nechta qadamlarga bо‘lingan bо‘lib, har bir qadam – ma’lum bir blok tomonidan о‘zaro parallel tarzda amalga oshirilishi tushuniladiBu bloklarni protsessorning apparat qismi hisoblangan – о‘ziga xos qurilmalar deb qarash mumkin. 1 - rasmda beshta blokdan iborat bо‘lgan, besh sathi konveyer keltirilgan. Bu bloklar - bosqichlar ham deb ataladi.Parallel hisoblash - bu bir vaqtning o'zida bir nechta protsessor yordamida bir nechta vazifalarni bajarish.Ixtisoslashgan parallel kompyuter arxitekturalari ba'zida an'anaviy vazifalarni tezlashtirish uchun an'anaviy protsessorlar bilan birga qo'llaniladi.Kompyuter arxitekturasi kompyuterga berilgan ko'rsatmalarni qanday bajarishni belgilaydi. Ilgari kompyuter tizimlarida bitta protsessor bor edi. Yechilishi kerak bo'lgan muammo bir qator ko'rsatmalarga bo'lingan. Bu ko'rsatmalar protsessorga ketma -ket berildi. Har lahzada faqat bitta ko'rsatma bajariladi. Keyin protsessor ushbu ko'rsatmalarni qayta ishladi va chiqishni berdi. Bu samarali mexanizm emas edi. Tezlikni chastotani oshirish orqali yaxshilash mumkin, lekin u ham haroratni oshiradi. Bu ko'proq issiqlik tarqalishiga olib keladi. Shuning uchun protsessor tezligini oshirish oson emas. Natijada parallel hisoblash tizimi joriy etildi.
Parallel hisoblash parallel ishlov berish deb ham ataladi. Bu bir vaqtning o'zida bir nechta hisoblarni bajarishi mumkin bo'lgan hisoblash shakli. Parallel hisoblash ko'plab protsessorlardan foydalanadi. Yechilishi kerak bo'lgan muammo alohida qismlarga bo'linadi. Har bir qism yana ko'rsatmalarga bo'linadi. Bu ko'rsatmalar protsessorlar o'rtasida bo'linadi. Shunday qilib, bir vaqtning o'zida bir nechta protsessorlar ko'rsatmalarni bajaradilar. Parallel hisoblash murakkab hisob -kitoblarni amalga oshirish uchun foydalidir, chunki protsessorlar ish yukini ular o'rtasida taqsimlaydilar. Bu ham vaqtni tejaydi. Parallel tizimlarning kamchiliklari kam bo'lishi mumkin. Bitta protsessor bajaradigan ko'rsatma boshqa protsessorga kerak bo'lishi mumkin. Bu kechikishga olib kelishi mumkin. Umuman olganda, parallel hisoblash vazifalarni bajarish uchun bir vaqtning o'zida bir nechta ko'rsatmalarni bajarishga yordam beradi. Parallel kompyuterlar, taxminan, apparatning paralellikni qo'llab-quvvatlash darajasiga qarab tasniflanishi mumkin, ko'p yadroli va ko'p protsessorli kompyuterlar bitta mashina ichida bir nechta ishlov berish elementlariga ega, klasterlar, MPP va tarmoqlar bir xil kompyuterda ishlash uchun bir nechta kompyuterlardan foydalanadi. Ba'zi hollarda parallellik dasturchi uchun shaffof, masalan, bit darajasidagi yoki buyruq sathidagi parallellikdagi, ammo aniq parallel algoritmlarni, xususan, parallellikni ishlatadiganlarni yozish ketma-ketlikdan ko'ra qiyinroq, chunki bir xillik bir nechta yangi mumkin bo'lgan dasturiy ta'minot xatolarining sinflari, ulardan poyga sharoitlari eng keng tarqalgan. Turli xil kichik topshiriqlar orasidagi aloqa va sinxronizatsiya odatda dasturning optimal parallel ishlashini ta'minlash uchun eng kata to'siqlardan biridir. Parallellashtirish natijasida bitta dasturni tezlashtirishning nazariy yuqori chegarasi Amdal qonuni bilan ifodalanadi. Kompyuter dasturlari an'anaviy ravishda ketma-ket hisoblash uchun yozilgan. Bu shuni anglatadiki, muammoni hal qilish uchun algoritm muammoni kichikroq ko'rsatmalarga ajratadi. Ushbu alohida ko'rsatmalar keyinchalik kompyuterning markaziy protsessor qismida birma-bir bajariladi. Faqat bitta ko'rsatma tugagandan so'ng, keyingisi boshlanadi. Yaqin orada kompyuter protsessor bilan birga markaziy protsessor deb nomlanuvchi qo'shimcha protsessorlarga, eng avvalo, sekin komutlarni bajarish uchun mas'ul bo'lgan kirish / chiqish qurilmalarining maxsus protsessorlariga ega edi. Bu esa, bir vaqtning o'zida bir nechta dastur kompyuterda ishlayotgani - dastur natijalarini nashr etishi, ikkinchisi - bajarilishi va uchinchisi - masalan, magnit tasmasi yoki boshqa tashqi vositadan ma'lumotlarni kiritish uchun dasturni bajarishning ommaviy rejimini tashkil etishga imkon berdi.
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. 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.