Mavzu: Parallel xisoblash tizimlari

MISD (Multical Instruction Single Data) bir necha oqim buyruq, bir oqim ma’lumotlar.

1.3-rasm MISD arxitekturasi
Bir vaqtda faqat bir xil ma’lumotlar ustida amal bajarish avval g’alati tuyulishi mumkin, chunki qndaydir bir sonni kvadratga ko’tarish, ikkiga ko’paytirish, o’nga bo’lish kabi dasturlar kamdan-kam uchraydi. Lekin bu holatga boshqa nuqtai-nazardan qarasak, bunday tipdagi mashinalarda sonning tub yoki murakkabligini tekshirishni takomillashtish mumkinligini ko’ramiz. MISD – mashina orqali bitta operatsiyada tekshirishimiz mumkin. Agar X son murakkab bo’lsa, unda ga to’g’ri kelmaydigan bo’luvchisi bo’lishi kerak.
MIMD (Multical Instruction Multical Data) bir necha oqim buyruq, bir necha oqim ma’lumotlar.

1.4-rasm MIMD arxitekturasi
Bu kategoriya kategoriyalar orasida ancha murakkabidir. MIMD –sistemalar holatida biz o’z qoidasini amalga oshira oladigan bir nechta protsessor bilan ish ko’ramiz. Bundan tashqari, bir nechta bir nechta ma’lumotlar oqimi ham mavjud va har qaysi protsessor o’z ma’lumotlar to’plami bilan ishlay oladi.
Parallel arxitekturalar
Parallel kompyuterlar tizimlari arxitekturasida 2 ta jihat asosiy rol o’ynaydi:

• 
  Protesssorlar va ularning xotiralari o’zaro qanday bog’langanligi;
  
• 
  Protsessorlarning qanday o’zaro ta’sir qilishi.
  

Parallel algoritmlarni muhokama qilganda biz ana shu jihatlar haqida gapiramiz. Negaki u yoki bu yechimlar turli masalalar uchun turli samaradorlikka ega bo’lishi mumkin. Parallel arxitekturada protsessorlarni ulashning bundan boshqa imkoniyatlari ham mavjud. Bularga daraxtsimon tarmoqlar (protsessorlar bironta daraxtni hosil qiladi) va ikki o’lchovli chambaraksimon umumlashtiradigan giperkublarni misol qilish mumkin.
Parallel xisoblash tizimlari
Parallel xisoblash tizimlari quyidagi belgilarga qarab tavsiflanadi:

1. 
   Xisoblash tizimining markaziy qismi va belgilar oqimi turlariga ko’ra;
   
2. 
   Axborotlarni protsessorida usuliga ko’ra;
   
3. 
   Xisoblash tizimlari komponentalarining bir jinsligini yoki bog’lanish darajasiga ko’ra.
   

Xisoblash tizimlarini parallel tashkil qilish birinchi ikkita belgiga qarab aniqlanadi. OKOD bittalab oqimli belgilar bir protsessorli ketma-ket EXM lardan iborat.
MKMD ya’ni ko’plab oqimlari komandalar ko’plab oqimlari belgilanganlar ustida amallar bajaradi. Bunday MBS larni protsessorlar BK lariga ega bo’lib o’zaro assinxron rejimida ishlaydi.
OKMD tipli tizimda umumiy BK mavjudligi barcha protsessorlarda bitta umumiy komanda bajarilishini ta’minlaydi.
Bu xol esa tizimida ixtiyoriy vaqtda fanda bitta dasturda bajarilishini tasdiqlaydi. Tizim BK sining ishdan chiqishi xoli uchun butkul ishdan chiqishga olib keladi. Shu tizimdagi ixtiyoriy protsessorning yoki unga mos axborotlar OX ning ishdan chiqishi xam xisoblash jarayonini to’xtatishga olib keladi. Uni ishga tushirish uchun maxsus qayta translyatsiya turlarini amalga oshirishni talab qiladi.
Parallel ilovalarni ishlab chiqishda dasturchidan quyidagilar talab qilinadi:

1. 
   Translyatorga parallel yoki vektorli optimalliklarni kiritish;
   
2. 
   Parallel xisoblash uchun mo’ljallangan maxsus dasturini tiplari, kutubxona qism dasturlari aniq arxitekturadagi maxsus ishlab chiqilgan kompyuterlar va bu arxitekturalar uchun optimalliklarini qo’llash;
   
3. 
   Parallel kompilyatsiyalar direktivini kiritish kabilar.
   

Parallel sistemalaning muammolaridan biri ma’lumotlarni xotiradan o’qish va xotiraga yozishdir. Masalan, agar ikkita protsessor ma’lumotlarni umumiy xotiraning aynan bitta joyiga yozishga urinsa nima bo’ladi?
Ilgari biz ko’rgan algoritmlarda bu algoritmni amalga oshiradigan mashina ilgaridan berilgan xotira yacheykasi (RAM) ga to’g’ridan- to’g’ri kirish imkoniyatiga ega. Hozir biz qaraydigan algoritmlar bunday mashinalarning parallel varianti (PRAM) ga asoslangan. Bizning PRAM mashinalarning protsessorlari o’zaro chambarchas bog’langan va umumiy xotira blokidan foydalanadi. Har bir protsessorda uncha katta hajmda bo’lmagan ma’lumotlarni saqlash imkoniyatiga ega bo’lgan bir nechta registrlar mavjud, ma’lumotlarning asosiy qismi esa umumiy xotirada saqlanadi.