Mavzu: mpi-2 standarti tushunchasi. Mundarij kirish. 5 I. Bob parallel kompyuterlar tasnifi 8

KIRISH.

Informatsion grafning qo’shni graflari bilan bog’lovchi bir nechta chiziqlarining mavjudligi bitta operatsiyani birvarakayiga bir nechta ma’lumotlar (massivlar) elementlari uchun qo’llashni anglatadi. Bunday massivning turli fragmentlari vektorli protsessorda yoki xar xil parallel xisoblash tizimlarida qayta ishlanishi mumkin. Ushbu yo’nalish doirasida vektorlash yoki parallellashtirish translyatsiya paytida amalga oshiriladi.

Parallellashtirish dasturlar o’zaro parallel (bir vaqtda) xarakatlanadigan xisoblash jarayonlarini qayta ishlovchi to’plami sifatida kompyuterli xisoblashni tashkillash usuli xisoblanadi. Bu ibora dasturlashdagi parallellizm 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 operatsion 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.

Dasturlash modeli – abstrakt kompyuter arxitekturasiga javob beradigan dasturlash usullari majmuasi bo’lib, ma’lum algoritmlar sinfin amalga oshirilishi uchun mo’ljallangan. Dasturlash modeli kompyuter va uning arxitekturasini mantiqiy tashkillash xaqida aniq tasavvurga ega bo’lish uchun xizmat qiladi. Bunday arxitekturalarning xar xil turlari mavjud bo’lib, ulardan biri Flinn taksonomiyasi klasssifikatsiyalari xisoblanadi. Arxitekturaning bu turi kompyuterning buyruqlar va ma’lumotlar oqimi bilan ishlash xususiyatlariga asoslanadi.

Dasturlashning ketma-ket modeli uchun quyidagi xususiyatlar xarakterlidir:

• 
  Nisbatan yuqori bo’lmagan ishlab chiqarish;
  
• 
  Standart dasturlash tillarining qo’llanilishi;
  
• 
  CHiqish kodi darajasida dasturning yaxshi o’zlashtirilishi;
  

Parallel model esa quyidagilar bilan xarakterlanadi:

• 
  Dasturlarni yanada yuqori darajada ishlab chiqishga erishish imkoniyati;
  
• 
  Dasturlashning maxsus uslublarini qo’llash;
  
• 
  Dasturlashning maxsus qurilmalaridan foydalanish imkoniyati;
  
• 
  Dasturlash ishlari xajmining yanada ortishi;
  
• 
  Dasturni o’tkazuvchanligi bilan bog’liq muammolarining xususiyatlari.
  

Parallel ilovalarni ishlab chiqishda parallel dasturlash modellari uchun spetsifik muammolar ham yuzaga kelishi mumkin:

• 
  Ko’plab protsessorlar ishini boshqarish;
  
• 
  Ma’lumotlarni jarayonlar o’rtasida uzatishni tashkillash;
  
• 
  Chorasiz xolatlar extimolligi (o’zaro bloklanish). Bloklash boshqa jarayon bilan bloklangan, o’z navbatida ishni javom ettirish uchun talab qilinadigan ikkinchi jarayon yoki oqimni resursga kirish uchun kutib turganda xosil bo’ladi;
  
• 
  Xatoliklarning lokal bo’lmagan va dinamik xarakteri. Jarayon yoki oqim turli protsessorlar yoki yadrolarda amalga oshiriladi. Xisoblovchi tugunlar yuklanganda vaqt o’tishi bilan o’zgaradi, chunki parallel dasturlashni yaxlit ishlashi uchun aniq sinxronlash bilan ta’minlanganlik talab etiladi;
  
• 
  Determinizm sarfi (jarayonni uning bajarilishida oldindan taxmin qilinadigan xarakatlari). Parallel dastur 8 marta qayta yuklanganda, xatto kodni modifikatsiyasi va chikuvchi ma’lumotsiz ham turli natijalarni berishi mumkin. Bu “ma’lumotlar izidan quvish” – turli jarayonlar yoki umumiy qo’llaniladigan oqimlarga bir vaqtning o’zida va asinxron kirish oqibati xisoblanadi.
  
• 
  Dastur masshtablashtirilishi xaqida qayg’urishning dolzarbligi (masshtablashtirilish – bu xisoblash tizimi, kompyuter tarmog’i yoki jarayon/jarayonlarning xos xususiyati bo’lib, ularning murakkabligi o’sib borsa ham samarali ishlash qobiliyatining saqlanib qolishi demakdir);
  
• 
  Xisoblovchi tugunlarning muvozanatlashgan yuklamasi xaqida qayg’urish zarurati.
  

Ma’lumotlar parallelizmi. Informatsion grafning qo’shni graflari bilan bog’lovchi bir nechta chiziqlarining mavjudligi bitta operatsiyani birvarakayiga bir nechta ma’lumotlar (massivlar) elementlari uchun qo’llashni anglatadi. Bunday massivning turli fragmentlari vektorli protsessorda yoki xar xil parallel xisoblash tizimlarida qayta ishlanishi mumkin. Ushbu yo’nalish doirasida vektorlash yoki parallellashtirish translyatsiya paytida amalga oshiriladi.