Mavzu: Parallel ishlovchi kompyuterlar

Parallel kompyuterlar
Zamonaviy kompyuterlarning sinflari, tarkibi va imkonyatlari
Katta kompyuterlar sinfi
Elektron hisoblash mashinalarning rivojlanish tarixiga nazar soladigan bo’lsak biz bilamizki EHMlarni yaratilishi va elementli asoslariga ko’ra quydagi avlodlarga bo’linadi:
1-avlod:1950-yil: Elektron vakum lampalarda ishlovchi EHM;
2-avlod:1960-yil:Yarim o’tkazgachli asboblarda(tranzistorlarda) ishlovchi EHM;
3-avlod: 1970 -yil: Kichik va o‘ta yuqori darajali integratsiyasi bo’lgan yarim o‘tkazgichli integral sxemalarda ishlovchi EHM;
4-avlod:1980-yil: Katta va o‘ta katta integral sxemalarda ishlovchi EHM;
5-avlod:1990-yil: Bilimlarni kayta ishlaning samarali tizimlarini ko‘rishga imkon beruvchi, bir qancha o‘nlab parallel ishlovchi mikroprotsessorlari bo’lgan EHM; bir paytda o‘nlab izchil buyruqlarni bajaruvchi, paralel-vektorli tuzilmasi bo’lgan o‘ta murakkab mikroprotsessorlarda ishlovchi EHM;
6- va undan keyingi avlodlar: ommaviy parallelizm va neytron tuzilmali- neytron biologik tizmlar tuzilishini modellashtiruvchi, uncha murakkab bulmagan mikroprotsessorlar ko‘p-ko‘p sonli taksimlash tarmogi bo’lgan optoelektronli EHMlardir.
EHMlarning xar bir avlodi oldingisiga karaganda juda kup muhim xususyatlarga ega jumladan, EHMning ish samaradoligi va barcha yodda tutuvchi moslamalar sig‘imi odatda ortiq bo‘ladi.
Vazifasiga ko‘ra EHMlar uch guruhga bulinadi: universal, muammoli-yunaltirilgan va ixtisoslashgan EHM.
Universal EHMlar turli muxandislik-texnik vazifalar: iqtisodiy, matematik, axborot va boshqa, algoritmlar murakkabligi hamda ma’lumotlarni qayta ishlash hajimlarining kattaligi bilan ajralib turuvchi vazifalarni xal etish mo‘ljallangan. Ular ommaviy foydalaniladigan hisoblash markazlari va boshka qudratli hisoblash komplekslarida foydalaniladi.
Muammoli-yunaltirilgan EHM odatda tenologik ob’ektlarni boshqarish; nisbatan uncha katta bo‘lmagan ma’lumotlar hajimlarini ro’yxatdan o‘tkazish, to‘plash qayta ishlashga nisbatan uncha katta bo‘lmagan algoritmlar hisob-kitobini bajarish bilan bog‘lik ancha tor doiradagi vazifalarni bajarish uchun xizmat qiladi; ular universal EHMga nisbatan cheklangan apparat va dasturiy resurslarga ega buladi. Muammoli-yunaltirilgan EHMlar turli-tuman boshqaruv hisoblash komplekslarini misol qilib keltirish mumkin.
Ixtisoslashgan EHM tor doiradagi vazifalarni xal etish yoki qatt’iy belgilangan guruhdagi vazifalarni amalga oshirishda foydalaniladi. EHMning bunday tor doirada yunaltirilishi ular tuzilmasini aniq ixtisoslashtirish, ish faoliyatining yuqori samadorligi va ishonchliligini saqlagan holda ularning murakkabligi va tan narxini ancha kamaytirishga imkon beradi. Ixtisoslashgan EHMlarga, masalan, maxsus vazifali mikroprotsessorlar; ayrim nomurakkab texnik qurilmalari, agregatlar va jarayonlarni boshqarish sohasida mantiqiy vazifalarni bajaruvchi adapter va kontrollerlarni misol qilib keltirish mumkin.
EHMlarni hajmi va funktsional imkonyatlariga ko‘ra o‘ta katta (superEHM), katta, kichik, o‘ta kichik (mikro)- EHMlarga bo‘linadi. Dastlab katta EHM paydo bo’ldi, uning elementli bazasi elektron lampalardan to o‘ta yuksak integratsiya darajasidagi integral sxemalargacha bo’lgan yo‘lni bosib o‘tdi.
Katta EHMlar xorijda ko‘pincha meynfermlar( mainframe) deb atashadi quydagi xususyatga ega bo‘lishi lozim:
§ ishlab chiqarish samaradorligi 10 MIPS( sekundiga million operatsiya) dan katta bo’lmagan;
§ asosiy xotira sig’imi 64 dan 10000 Mbaytgacha bo’lgan;
§ tashqi xotira hajmi 50 Gbaytdan kam bo‘lmagan;
§ ko’p(kishi) foydalanadigan ish rejimi (bir paytning uzida 16 dan 1000 tagacha foydalanuvchiga xizmat qiladi).
1970-yillarda kichik EHMlarning paydo bo‘lishiga bir tomondan, elektron element bazasi sohasidagi tarakkiyot, boshqa tamondan katta EHM reurslarining taqchilligi tufayli shart-sharoit yaratildi.1969-yilda kashf etilgan mikroprotsessor(MP) 70-yillarda EHMning yana bir sinfi mikroEHM paydo bo‘lishiga olib keldi. Hozirda mikroprotsessorlardan EHM barcha sinflarida foydalanilmoqda.
- SERVERLAR. EHMlarnig alohida jadal rivojlanayotgan guruhini hisoblash tarmoklarida ko‘p foydalanuvchi tomonidan foydalanadigan kompyuterlar serverlar hosil qiladi. Server (Server) - Bu tarmoqning barcha ishchi stantsiyalar surovlarini qayta ishlash uchun ajratilgan surovlarini qayta ishlash uchun ajratilgan ko’p foydalanuvchili kompyuter bo’lib, u Bu stantsiyalarga umumiy tizim resurslariga (Hisoblash quvvatlariga, ma’lumotlar bazasiga, dasturlar kutubxonalariga, printerlarga, fakslarga va boshqalarga) murojaat etish imkonini beradi va Bu resurslarni taqsimlaydi. Server uzining tarmoqli operatsion tizimiga ega bo‘lib, tarmoq barcha bo’g‘inlarining ishi uning boshqaruvi ostida o‘tadi. Serverga qo‘yiladigan eng muhim talablar ichida yuqori ish unumdorligini va ishonchligini ajratib o‘tish lozim.
Ishchi stantsiyalarga tarmoq resurslarini taqdim etishdan tashqari, serverning o‘zi ham mijozlarning so‘rovlari bo‘yicha ma’lumotlarni mazmunli kayta ishlashni bajarish mumkin-bunday serverni kupincha qo’shimcha (ilovali) server deb atashadi. Server tarmoqda ko‘pincha ixtisoslashtiriladi.Ixtisoslashgan serverlar ma’lumotlar bazasini va ma’lumotlar arxivini yaratish va boshqarish, ko‘p adressli faksimal aloqa va elektron pochtani qo‘llash, ko‘p foydalanuvchili terminlarni (printerlar, plotterlarni va boshqalar) boshqarish bo‘yicha tarmoq ishidagi eng zaif joylarni bartaraf etish uchun ishlatiladi.
Superkompyuterlar . Superkompyuterlar(EHM) sekundiga 100 milliondan 10 millardgacha operatsiyani tezkor bajaruvchi qudratli ko‘p protsessorli hisoblash mashinasidir.Superkompyuterning 2000-yildagi namunaviy modeli, ma’lumotlariga ko‘ra, quyidagi xusuyatlarga ega bo‘lishi lozim:
§ Taxminan 100000 MSLOPS (erkin vergul ustida sekundiga million operatsiya) tezlikda ishlovchi yuqori paralell ko’p protsessorli hisoblash tizimi;
§ Sig’imi: operativ xotira 10 Gbayt, diskli xotira 1-10 Tbayt (1Tbayt-1000 Gbayt);