Mavzu: lu-foktororizatsiyasida paralellikdan chiqarish Mundarija

I BOB.

Parallel hisoblash tizimlari haqida umumiy tushunchalar

1.1 Parallel dasturlash

Parallel dasturlash iborasi ma’lum darajada keng tushuncha bo`lib, xisoblash tizimlarida bir nechta protsessor vositalaridan tashkil topgan xisoblarni tashkillash bilan bog`liqdir. Bunday tizimlarga ko`pyadroli protsessorlar, umumiy xotirali ko`pyadroli mashinalar, taqsimlanuvchi xotirali yoki gabrid arxitekturali yuqori samarador xisoblash klasterlari kiradi.

Oxirgi paytlarda parallel xisoblashga ko`p e’tibor qaratilmoqda. Bu ikki asosiy omillar bilan bog`liq. Birinchi omil ilmiy-texnik jarayon bilan tavsiflanadi. Buning oqibatida matematik modellashtirishni talab qiladigan yangi bilimlar soxasi paydo bo`ldi. Modellarning o`zi ham ayni vaqtda murakkablashdi.

Natijada faqat yuqori samarador texnika bazasida parallel usullar yoki taqsimlangan xisoblashlar orqali amalga oshiriladigan qator katta miqdordagi resurslarni xisoblash soxasida inkor etib bo`lmas darajada talabni ortishi kuzatildi.

Ikkinchi omil, ya’ni bunda parallel xisoblashga qiziqish sezilarli darajada ortdi, parallel kompьyuterlarda barcha jabxalarda keng tarqalishiga sabab bo`ldi. So`nggi paytlarda ko`pprotsessorli serverlarni ko`pincha o`rta va katta korxonalarda, banklarda, ilmiy tadqiqot institutlar va markazlarda uchratish mumkin. Kpyardoli protsessorlar paydo bo`lishi bilan ko`plab foydalanuvchilar o`z ish joylarida mini-superkompьyuterlardan foydalana boshladilar. Tarmoq texnologiyalarining sezilarli darajada rivojlanib borishi parallel xisoblashlarni amalga oshirish uchun tashkilot, o`quv xonalarining lokal tarmog`ini birlashtirib arzon xisoblash klasterini qurish imkonini berdi.

Nixoyat, ishonch bilan aytish mumkinki, parallel axborot texnologiyalari tor doirali muxitdan zamonaviy dasturiy ta’minot ishlab chiqish bilimlarining asosiy kompleksiga aylandi.

Parallel dasturlashning qo`llanilishi

• 
  Loyixalash ishlarini qo`llab-quvvatlash tizimlari (CAD – Computer Aided Design);
  
• 
  Muxandislik ilovalari;
  
• 
  Fizik jarayonlarni matematik modellashtirish;
  
• 
  Yer sayyorasidagi global jarayonlarni modellashtirish;
  
• 
  Kimyo xisoblashlari;
  
• 
  Biznes ilovalarida.
  

Parallel laboratoriya dasturiy tizimi (qisqartirib ParaLab deb nomlash mumkin) - kompyuterda milliy tajribalarni o`rganish va parallel tadqiqot uchun murakkab hisoblash muammolarini hal qiluvchi dasturiy tizim hisoblanadi. Bu tizim turli laboratoriya va amaliy ishlarni tashkil qilish bo`yicha keng doiradagi parallel dasturlash sohasi hisoblanadi va u quyidagi vazifalarni bajaradi:

Ko`pprotsessorli va ko`pyadroli kompyuter tizimlarida turli xil tarmoq topologiyasini modellashtirish, hisoblash jarayonlarini bir umumiy loyihasini ishlab chiqarish qarori va turli parallel ma’lumotlar uzatish operatsiyalarini hisoblash;

Parallel hisoblash usullari samaradorligini o`rganib, uni parallel smetasini qurish vazifasini bajaradi. Bunday amaliyotlarni “oddiy” bir protsessorli kompyuterlarda MS Windows operatsion tizimlari (ko`p vazifali parallel hisoblash tizimlarni immitatsiyasi)da ishlovchi kompyuterlarni davlat nazoratlari ostida tashkil qilish mumkin. ParaLab tizimida, tizimni modellashtirish rejimi ya’ni ko`pprotsessorli hisoblash tizimining modellashtirish, natijalarini solishtirish va haqiqiy hisob-kitoblarni parallel hisoblash uchun tajribalarni bajarishda “real” rejimida ishlash, bundan tashqari, iste’molchini masofaviy erkin foydalanishi bilan ta’minlashi mumkin.

Bosh ParaLab tizimi integratsiya muhitini kompleks hal etish va parallel algoritmlar tadqiqotlari uchun hisoblash vazifalarini bajarishda ishlatiladi.

Mavjud vositalar yordamida olingan natijalarni tajribadan o`tkazish va tahlil qilish jarayoni turli kompyuter tizimlarida parallel jarayonlarni hisob-kitoblarini tezlashtirishini aniqlash va masshtablashtirish algoritmlar xulosa qilishda ba’zi bir algoritmlarning foydalanish samaradorligini o`rganish imkonini beradi.

Parallel hisoblash — dasturlar o`zaro parallel (bir vaqtda) xarakatlanadigan xisoblash jarayonlarini qayta ishlovchi to`plami sifatida kompyuterli xisoblashni tashkillash usuli xisoblanadi. Bu ibora dasturlashdagi parallelizm muammolari yig`indisi, shuningdek, samarali faoliyat yurituvchi qurilmalarni tadbiq etish xususiyatlarini o`z ichiga qamrab oladi. Parallel xisoblash nazariyasi amaliy algoritmlar nazariyasini yaratilishiga olib keldi.

Parallel xisoblashni tadbiq etishning turli usullari mavjud. Masalan, xar bir xisoblash tizimi operatsin tizim jarayoni ko`rinishida tadbiq etilishi yoki xisoblash jarayonlari operatsion tizimning birgina jarayoninig o`zida bajaruvchilar oqimi to`plamini aks ettirishi mumkin. Parallel dasturlar fizik nuqtai nazardan yagona protsessorda – xar bir xisoblash jarayoni qadamlarini navbatma-navbat ketma-ketlikda bajarilishi yoki belgilangan xar bir xisoblash jarayonini parallel aniqlab, bir yoki bir nechta protsessorlar (yonma-yon joylashgan yoki kompyuter tarmoqlarida taqsimlangan) yordamida amalga oshirilishi mumkin.

Parallel dasturlarni loyixalashdagi asosiy murakkablik shundan iboratki, turli xisoblash tizimlari bilan o`zaro aloqasini, shuningdek, jarayonlar o`rtasida taqsimlanadigan resurslar koordinatsiyasini to`g`ri ketma-ketlikda xarakatlanishini ta’minlash xisoblanadi.

Hisoblash sistemasida bir necha parallel prosessorlar. Ko'p prosessorli haqidagi ma’lumotlar