Joba: Kirisiw

2-suwret
SMT jaǵdayında sabaq dárejesindegi parallelizm hám ko'rsetpeler dárejesindegi parallelizm ekewi de bir waqtıniń ózinde bir neshe jumıs bo'leksheleri shınıǵıwalalı slotlardan paydalanadı. Ideal halda, shınıǵıwala uyasidan paydalanıw resurslarǵa bolǵan mútajliktegi uyqaspawshılıq hám bir neshe aǵıslar boyınsha derek bar ekenligi menen sheklengen. Ámelde, basqa faktorlar qansha uyalar isletiliwin sheklewi múmkin. bul protsessorlarning haqıyqıy islewin sezilerli dárejede ápiwayılastırǵan bolsa -de, al ulıwma kóp tarmaqlı hám atap aytqanda SMTning potentsial islew abzallıqların ko'rsetedi. 2-suwretde eki sabaq ushın apparat támiynatına iye bolǵan Intel Core i7 960 dıń bir protsessorida kóp jumıs bóleklerin ótkeriwdiń ónimliligi hám energiya abzallıqları suwretlengen. Ortasha tezlik 1, 31 ni quraydı, bul apparatlı kóp jumıs bólekleri ushın ápiwayı qosımsha resursların esapqa alǵan halda jaman emes. Energiya natiyjeliliginiń ortasha jaqsılanıwı 1, 07 ni quraydı, bul áp-áneydey. Ulıwma alǵanda, siz energiya neytral bolǵan islew tezliginen minnetdar bolasız.
Endi biz bir neshe sabaqlar bir protsessor resurslarınan qanday natiyjelilew paydalanıwın kórgenimizden keyin, biz olardı bir neshe protsessorlardan paydalanıw ushın qanday isletiwdi kórsetemiz.
1. Tuwrı yamasa nadurıs : kóp jumıs bólekleri de, kóp yadrolı da chipdan kóbirek nátiyjelililikti alıw ushın parallelizmga tayanadi.
2. Tuwrı yamasa nadurıs : Bir waqtıniń ózinde kóp jumıs bólekleri (SMT) dinamikalıq túrde joybarlastırılǵan, tártipsiz protsessorning resurslardan paydalanıwdı jaqsılaw ushın sabaqlardan paydalanadı.
Multitasking mashqala haqqında sıpatlama beriw ushın biz ápiwayı eki mashqalalı MIPS protsessorini kórip shıǵamız, bul erda kórsetpelerden biri pútkil ALU operatsiyası yamasa filialı bolıwı múmkin, ekinshisi bolsa júk yamasa saqlaw bolıwı múmkin. Bunday dizayn birpara ornatılǵan MIPS protsessorlarida qollanılatuǵın dizaynga uqsaydı. Hár bir cikl ushın eki kórsetpe beriw 64 bitli kórsetpelerdi alıw hám dekodlashni talap etedi. Kóplegen statikalıq kóp sanlı protsessorlarda hám tiykarınan barlıq vLIW protsessorlarida, dekodlash hám kórsetpeler máselesin ápiwayılastırıw ushın bir waqtıniń ózinde kórsetpeler beriw tártibi sheklengen. Sonday etip, biz kórsetpelerdi 64 bitli shegarada juftlashtirishni hám tegislewdi talap etemiz, birinshi náwbette ALU yamasa filial bólegi payda boladı. Bunnan tısqarı, eger juplıqtıń bir kórsetpesi isletilmasa, biz onı nop menen almastırıwdı talap etemiz. Bizge kóre, kórsetpeler mudamı juplıq menen shiǵarıladı, itimal bir uyada nop menen. 4. 68-suwretde kórsetpeler truba liniyasiga jup bolıp kirgende qanday kórinisi kórsetilgen. Multitasking protsessorlar potentsial maǵlıwmatlar menen islew hám qáwiplerdi basqarıwda parıq etedi. Birpara dızaynlarda kompilyator barlıq qáwiplerdi saplastırıw, kodtı joybarlaw hám no-ops kirgiziw ushın tolıq juwapkerlikti óz moynına aladı, sonda kod hesh qanday qáwipti anıqlaw yamasa apparat tárepinen islep shıǵarılǵan toqtap qalıwlarsız isleydi. Basqalarında, apparat maǵlıwmatlar qáwpin anıqlaydı hám eki mashqalalı paketler ortasında toqtap qalıw jayları payda etedi, usınıń menen birge kompilyatordan kórsetpeler juftligidagi barlıq baylanıslılıqlardan shaǵılısıwdı talap etedi. Sonday sonda da, qáwip ádetde ǵárezli bolǵanlardı óz ishine alǵan pútkil mashqala paketin májbúr etedi.

Multitasking mashqalalı truba liniyasi islep atır. ALU hám maǵlıwmatlardı uzatıw boyınsha kórsetpeler bir waqtıniń ózinde shiǵarıladı. Bul erda biz birdey truba liniyasi ushın isletiletuǵın bes basqıshlı strukturanı qabılladık. Bul júdá zárúr bolmasa -de, birpara artıqmashılıqlarǵa iye. Atap aytqanda, dizim aqırındaǵı jazıwlardı saqlaw esaptan tısqarılar menen islewdi hám anıq esaptan tısqarı modelin saqlawdı ápiwayılastıradı, bul kóp sanlı protsessorlarda jáne de qıyınlasadı.
Programmalıq támiynat barlıq qawip-xaterlerge shıdam beriwi kerekpe yamasa tek bólek baspa paketleri ortasındaǵı qáwipler úlesin kemeytiwge háreket etedime, bir neshe operatsiyalardı óz ishine alǵan úlken bir jollamaǵa ıyelew kórinisi bekkemlenedi. Bul mısal ushın biz ekinshi jantasıwdı qabıl etemiz.
ALU hám maǵlıwmatlardı uzatıw operatsiyaların parallel túrde shıǵarıw ushın ádetiy qáwipti anıqlaw hám toqtap qalıw mantig'idan tısqarı qosımsha úskenege birinshi mútajlik - bul registr faylındaǵı qosımsha portlar bolıp tabıladı (4. 69 -suwretke qarang). Bir saat siklida biz ALU operatsiyası ushın eki registrni hám dúkan ushın taǵı eki registrni, sonıń menen birge, ALU operatsiyası ushın bir jazıw portın hám júk ushın bir jazıw portın oqıwımız kerek bolıwı múmkin. ALU ALU operatsiyası ushın baylanısqanlıǵı sebepli, maǵlıwmatlardı uzatıw ushın nátiyjeli mánzildi esaplaw ushın bizge bólek qosımsha kerek boladı. Bul qosımsha dereklersiz, biziń eki mashqalalı truba liniyasi sistemalı qawip-xaterler sebepli tosqınlıq etedi.
Shubhasız, bul eki mashqalalı protsessor jumıs iskerligin eki ese asırıwı múmkin. Biraq, onıń ushın atqarılıwda eki ese kóp kórsetpeler bir-birine sáykes keliwi kerek jáne bul qosımsha tákirarlanıw maǵlıwmatlar hám baqlaw qáwipinen salıstırmalı islewjoǵatilishini asıradı. Mısalı, biziń ápiwayı bes basqıshlı truba liniyasida,

Multitasking mashqalalı maǵlıwmatlar jolı. Eki ret shıǵarıw ushın zárúr bolǵan qosımshalar aytıp ótken: kórsetpeler yadınan taǵı 32 bıyt, taǵı eki oqıw portı hám registr faylında taǵı bir jazıw portı hám basqa ALU. Oyda sawlelendiriw etiń, tómengi ALU maǵlıwmatlardı uzatıw ushın mánzil esapların basqaradi hám joqarı ALU qalǵan hámme zattı basqaradi.júkler bir saat siklining paydalanıw keshigiwine iye, bul bolsa bir kórsetpe nátiyjeden toqtap qalmastan paydalanıwǵa tosqınlıq etedi. Eki basqıshlı, bes basqıshlı truba liniyasida júk kórsetpesi nátiyjesin keyingi ırǵaq siklida isletip bolmaydı. Bul sonı ańlatadıki, keyingi eki kórsetpeler júk nátiyjesin toqtamasdan isleta almaydı. Bunnan tısqarı, ápiwayı bes basqıshlı truba liniyasida paydalanıw keshigiwine iye bolmaǵan ALU kórsetpeleri endi bir kórsetpelerden paydalanıw keshigiwine iye, sebebi nátiyjelerdi juftlashtirilgan júklew yamasa saqlawda isletip bolmaydı. Kóp sanlı protsessorda ámeldegi parallelizmdan nátiyjeli paydalanıw ushın kóbirek ambitsiyali kompilyator yamasa apparattı joybarlaw texnikası talap etiledi hám statikalıq bir neshe mashqala kompilyatordan bul rolni óz moynına alıwın talap etedi.
Kóp sanlı ápiwayı kodtı joybarlaw
Bul cikl MIPS ushın statikalıq eki mashqalalı truba liniyasida qanday joybarlaw :
Ílajı bolǵanınsha kóbirek truba liniyasi toqtap qalmawı ushın kórsetpelerdi qayta tártiplang. Shamalarǵa kóre, filiallar prognoz etilgen, sol sebepli qadaǵalaw qáwipleri apparat tárepinen sheshiledi.
Dinamikalıq multitasking protsessorlar, sonıń menen birge, superscalar protsessorlari yamasa ápiwayıǵana superskalyarlar retinde de belgili. Eń ápiwayı superskalar protsessorlarda kórsetpeler tártipte shiǵarıladı hám protsessor málim bir saat siklida nol, bir yamasa bir neshe kórsetpeler beriwi múmkinligin sheshedi. Shubhasız, bunday protsessorda jaqsı islewge erisiw ele da kompilyatordan baylanıslılıqlardı bir-birinen ajıratıw boyınsha kórsetpelerdi joybarlawǵa háreket qılıwdı hám usınıń menen kórsetpeler beriw tezligin jaqsılawdı talap etedi. Bunday kompilyatorni joybarlawda da, bul ápiwayı superskalar hám vLIW protsessorlari ortasında zárúrli parq bar: joybarlastırılǵan yamasa joybarlastırılǵan bolmaǵan kod, tuwrı atqarılıwı ushın apparat tárepinen kepillik beriledi. Bunnan tısqarı, kompilyatsiya etilgen kod protsessorning shıǵıw tezligi yamasa truba liniyasi dúzilisinen qaramastan mudamı tuwrı isleydi. Birpara vLIW dızaynlarında bunday bolmaǵan hám túrli protsessor modelleri boylap háreketlanayotganda qayta kompilyatsiya qılıw talap etilgen; basqa statikalıq mashqalalı protsessorlarda kod hár qıylı qosımshalarda tuwrı isleydi, lekin kóbinese kompilyatsiyani nátiyjeli talap etetuǵın dárejede jaman isleydi. Kóplegen superskalarlar dinamikalıq máseleler boyınsha qararlardıń tiykarǵı sheńberin dinamikalıq trubalardı joybarlawdı óz ishine aladı. Dinamikalıq truba liniyasini joybarlaw qáwip hám toqtap qalıwlardan shaǵılısıwǵa háreket etkende málim bir saat siklida qaysı kórsetpeler atqarılıwın tańlaydı. Keling, maǵlıwmatlar qáwipinen shaǵılısıwdıń ápiwayı mısalından baslaylik. Tómendegi kod izbe-izligin kórip shıǵıń :
Qosımsha kórsetpe orınlawǵa tayın sonda da, ol lw hám addu birinshi bolıp tawısıwın kútiwi kerek, eger yad aste bolsa, bul júdá kóp saat cikllerin alıwı múmkin.
JUWMAQ
Maǵan berilgen Mutitasking hám Ko'p ag’imli sistemalar temasındaǵı tapsırmadan sonı juwmaq etiwim múmkini: Multitasking multiprogrammingga uqsaydı, Multithreading temaǵa tiykarlanǵan multitasking. Multithreading multitaskings-ga qaraǵanda ańsatlaw, sebebi bul processni jaratıw ańsat. Multitasking hám multithreading ortasındaǵı tiykarǵı parq sonda multitasking protsessorga bir waqtıniń ózinde bir neshe wazıypalardı (programma, process, wazıypa, sabaqlar ) orınlawǵa múmkinshilik bere alıwı hám Kóp qayta islew birdey processtiń bir neshe sabaqların bir waqtıniń ózinde orınlawǵa múmkinshilik jaratıw múmkinligin tushundim.Multitaskingni sonıń menen birge Microsoft firması Windows OT de qollaǵan. AmigaOS dıń tájiriybesinen paydalanıw OT larga jáne de joqarı nátiyjelililik hám isenimlilik berdi. Multitasking isletiliw kórsetkishi boyınsha házir eń iri OT lar bul - Windows hám UNIX (Linux) esaplanadı. Multitasking tekǵana texnikalıq tárepten yamasa OT larda, bálki programmalastırıw tillerinde de isletiledi. Mısalı, Modula-2 hám Áke programmalastırıw tilleriniń ózgesheligi OT ga baylanıslılıǵı joq hám multitaskingni qollap -quwatlaydı. Modula-2 programmalastırıw tili járdeminde MS-DOS OT programması ushın bir programmanıń kóp potoklari ushın multitasking dıń túrli tipleri islep shıǵılǵan. Bunı ámelge asırıw ushın programma modulına taymer úzilislerin qayta isleytuǵın máseleler joybarlawtiruvchisi qosılǵan. Bunday ózgeshelikli programmalastırıw tillerin, birpara jaǵdaylarda, real waqıt programmalastırıw tilleri dep da aytıladı.