Kompyuter arxitekturasi” Fanidan Mustaqil ishi

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI


AXBOROT TEXNOLOGIYALARI


VA KOMMUNIKATSIYALARNI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI


MUHAMMAD AL – XORAZMIY NOMIDAGI


TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI


FARG’ONA FILIALI TELEKOMMUNIKATSIYA TEXNOLOGIYALARI FAKULTETI 734-20 GURUH TALABASI YO’LDASHEV ILXOMJONNING

“KOMPYUTER ARXITEKTURASI”

Fanidan
Mustaqil ishi

Topshirdi: Yo’ldashev I

Qabul qildi: Rahmatova G

Mavzu: Ko'p mashinali va ko'p protsessorli
hisoblash tizimlari
Reja:
kirish
Ko’p mashinali hisoblash tizimlari
Ko’p protsessorli hisoblash tizimlari
Ko’p yadroli protsessorlar
Xulosa
Adabiyotlar

Informatika rivojlanishining zamonaviy bosqichi barcha darajadagi (ko'p mashinali klasterlar, ko'p protsessorli kompyuterlar, ko'p yadroli protsessorlar) hisob-kitoblarning parallelligining ommaviy tarqalishi bilan bog'liq.
Kompyuterlar dunyosi xilma-xil bo'lib, miniatyurali o'rnatilgan kompyuterlardan tortib alohida binolarni egallagan ko'p tonnali superkompyuterlargacha. Ularni turli yo'llar bilan tasniflash mumkin. Birinchi va eng oddiy tasniflardan birini ko'rib chiqing - Flinning tasnifi, kompyuterda ma'lumotlarni qayta ishlash qanday ishlashiga asoslangan. Ushbu tasnifga ko'ra, barcha kompyuterlarni (hisoblash tizimlarini) to'rtta sinfga bo'lish mumkin - arxitekturaga ega kompyuterlar:


SISD (Single Instruction stream - Single Data Stream) - bitta buyruq oqimi - yagona ma'lumotlar oqimi. Bu sinfga fon Neyman arxitekturasiga ega oddiy "ketma-ket" kompyuterlar kiradi, bunda dastur ko'rsatmalari ketma-ket bajarilib, keyingi ma'lumotlar elementini qayta ishlaydi.
SIMD (Single Instruction stream - Multiple Data stream) - bitta buyruq oqimi - bir nechta ma'lumotlar oqimi. Bu turga vektor va matritsali protsessorli kompyuterlar kiradi.
MISD (Multiple Instruction stream - Single Data stream) - bir nechta buyruqlar oqimi - yagona ma'lumotlar oqimi. Bu turga ma'lumotlarni qayta ishlashning konveyer tipidagi kompyuterlar kiradi. Biroq, ko'pchilik bunday kompyuterlarni birinchi turga kiritish kerak deb hisoblaydi va MISD sinfidagi kompyuterlar hali yaratilmagan.
MIMD (Multiple Instruction stream - Multiple Data stream) - bir nechta buyruq oqimi - bir nechta ma'lumotlar oqimi. MIMD klassi juda keng va hozirda juda xilma-xil arxitekturadagi ko'plab kompyuterlarni o'z ichiga oladi. Shuning uchun MIMD sinfiga kiruvchi kompyuterlarni aniqroq tasniflash uchun boshqa tasniflar taklif etiladi.

Ko’p kompyuterlarning yana bir klassi ko'p protsessorli yoki umumiy xotirali MIMD kompyuteridir. Ko'p protsessorda barcha protsessorlar umumiy xotiraga kirishni baham ko'radilar, odatda avtobus yoki avtobus ierarxiyasi orqali. Parallel tasodifiy kirish mashinasining (PRAM) ideallashtirilgan modelida ko'pincha nazariy jihatdan o'rganilgan parallel algoritmlar qo'llaniladi, har qanday protsessor bir vaqtning o'zida istalgan xotira elementiga kirishi mumkin. Ushbu arxitektura odatda xotira qurilmasining qandaydir maxsus shaklini nazarda tutadi. Tez-tez foydalaniladigan ma'lumotlarning nusxalarini har bir protsessor bilan bog'langan keshda saqlash orqali umumiy xotiraga kirishlar soni kamayadi.
Ushbu keshga kirish umumiy xotiradan ko'ra tezroq, shuning uchun joylashuv juda muhimdir. Ko'p kompyuterlar uchun mo'ljallangan dasturlar ko'p protsessorlarda ham samarali ishlashi mumkin, chunki umumiy xotira xabarlarni samarali o'tkazish imkonini beradi. Bu sinf vakillari Silicon Graphics Challenge, Sequent Symmetry va ko'plab ko'p protsessorli ish stantsiyalaridir. Parallel kompyuterlarning ixtisoslashgan sinfi SIMD (Single Instruction Miltiple Data) kompyuterlaridir. SIMD mashinalarida barcha protsessorlar turli xil ma'lumotlar bo'laklari bo'yicha bir xil ko'rsatmalar oqimi bilan ishlaydi. Ushbu yondashuv dasturiy ta'minot va apparatning murakkabligini kamaytirishi mumkin, ammo bu faqat tasvirni qayta ishlash va raqamli modellashtirishning ayrim turlari kabi yuqori darajadagi izchillik bilan ixtisoslashgan muammolar uchun mantiqiydir. Ko'p kompyuterlarda qo'llaniladigan algoritmlarni odatda SIMD kompyuterlarida samarali bajarib bo'lmaydi
Ko'p kompyuterli hisoblash majmualari yuqori tezlikdagi aloqa liniyalari orqali ulangan ko'plab kompyuterlarni ifodalaydi. Har bir kompyuter o'z xotirasiga ega va ma'lumotlarni uzatish uchun tizimdagi boshqa kompyuterlar bilan xabar almashadi. Bu sinfga klasterlar kiradi. Klaster deganda server rolini o'ynaydigan ba'zi maxsus kompyuterlar bilan bir butun sifatida ko'rib chiqiladigan hisoblash majmuasi tushuniladi. Klasterni tashkil etuvchi kompyuterlar oddiy kompyuterlar bo'lishi mumkinligi sababli, klasterlar nisbatan arzon. Top 500 superkompyuterlarining aksariyati klasterlardir.



Gibrid hisoblash tizimlari - ko'p tugunlardan iborat bo'lib, ularning har biri ko'p kompyuter, ko'p protsessor, grafik yoki vektor protsessor bo'lishi mumkin. Bunday komplekslar odatda superkompyuterlardir.


Ko'p kompyuter Muayyan miqdor von Neumann mashinalari(tugunlar) tarmoq orqali o'zaro bog'langan. Har bir kompyuter o'z dasturini ishga tushiradi. Ushbu dasturlar mahalliy xotiraga kirishi va tarmoq orqali xabar yuborish va qabul qilish imkoniyatiga ega. Kompyuterlar o'rtasidagi aloqa uchun ishlatiladigan xabarlar masofaviy xotirada o'qish yoki yozish operatsiyalariga teng. Ideallashtirilgan tarmoqda mashinalar orasidagi xabarni yetkazib berish muddati tugunlar orasidagi masofa yoki tarmoq trafigiga bog'liq emas, balki yuborilayotgan xabarning uzunligiga bog'liq. Ko'p kompyuter modelining aniqlovchi parametri shundan iboratki, mahalliy (bir xil tugundagi) xotiraga kirish masofaviy (boshqa tugunda joylashgan) xotiraga kirishdan ko'ra arzonroqdir. Bular. o'qish va yozish operatsiyalari xabarlarni yuborish yoki qabul qilishdan ko'ra arzonroqdir. Shuning uchun mahalliy ma'lumotlarga masofaviy ma'lumotlarga qaraganda tez-tez kirish tavsiya etiladi. Dasturiy ta'minotning ushbu asosiy xususiyati mahalliylik deb ataladi. Mahalliylikning qiymati masofaviy kirish narxining mahalliy kirishga nisbatiga bog'liq.
Ko'p kompyuter odatda Multiple Instruction Multiple Data (MIMD) taqsimlangan xotirali kompyuter deb ataladigan kompyuterga juda o'xshaydi. MIMD har bir protsessor o'zining mahalliy ma'lumotlari bo'yicha alohida ko'rsatmalar oqimini qayta ishlashi mumkinligini anglatadi. Umumiy xotira protsessorlar o'rtasida umumiy xotirani anglatadi. MIMD kompyuter va multikompyuter o'rtasidagi asosiy farq shundaki, ikkita tugun o'rtasida xabarni etkazib berish narxi tugunning joylashishiga va tarmoq trafigiga bog'liq emas. Bu sinfning asosiy vakillari IBM SP, Intel Paragon, Thinking Machines CM 5, Cray T 3D, Meiko CS -2 va CUBE. Bir nechta ijrochilarning hamkorligi (bir nechta ekskavatorlar tomonidan ariq qazish) va bir nechta ishlov berish moslamalari mavjudligida bir ijrochining "ichida" parallellashtirish. Kompyuter fanida bu ko'p mashinali kompleks va ko'p yadroli protsessor bo'ladi.