O' zbekiston respublikasi oli y va o r t a maxsus ta'lim vazirlig I abu rayhon beruniy n o m ida g I

“NAC Parallel Benchmarks” testi. 
NPB (NAC Parallel Benchmarks)
testlari NASA Ames Research Center tekshirish markazida turli arxitekturaga ega
72

---

bo’lgan superkompyuterlar unumdorligini ob'ektiv baholash uchun yaratilgan. NPB 
majmuasi beshta NAS testidan uchta gidro- va aerodinamik modellashtirishning turli 
masalalariga asoslangan testlardan tashkil topgan. NPB testlari kompyuter tizimining 
hisoblash imkoniyatlarini va parallel tizimlarda protsessorlararo ma'lumot uzatish 
tezkorligini baholashga qaratilgan.
NPB Benchmark uchun uchta sinf testlari aniqlangan: A,В va S, ular bir-birlaridan 
hisoblashlar o’ichamlari bilan farqlanadi. NASA mutaxassislarining fikricha A sinfi 
testi soni 128 tadan kam bo’lmagan protsessor tugunchalariga ega tizimlaming 
unumdorligini tasvirlaydi. 128 tadan ko’p protsessor tugunlariga ega tizim lam i 
baholashda В va S sinflaridan foydalaniladi.
IS testidan boshqa barcha testlar FORTRAN 77 tilida yozilgan. IS testi esa, С tilida 
yozilgan bo’lib unda parallel jarayonlami va ulam ing o’zaro munosabatlarini amalga 
oshirish uchun MPI kutubxonasidan foydalaniladi, bu esa NPB testlar tiziminini turli 
qurilmalarga o’tkazish va ularni taqqoslashni ta'minlaydi.
NPB uchta ko’rinishga egadir: NPB1 (qo’lda yaratilgan, modifikasiyalab 
bo’lmaydigan test dasturlari), NPB2 (MPI test dasturidan foydalanib yozilgan, 
modifikasiyalash mumkin bo’lgan va aniq dasturli-apparatli muhitga moslashtira 
oladigan test dasturlari), NPB2-serial (NPB2 testdan bo’lingan xotirali mashinalarda 
bajarish maqsadida parallel konstruksiyalar olib tashlangan testlar). NPB2 testi NPB1 
testini o’mini bosa olmaydi, lekin uni to’ldirib turadi.
3.3. Kompyuter tizimlarining unum dorligini oshirish yo’llari
Unumdorlik kompyuter tizimining samaradorlik ko’rsatkichi hisoblanib, o ’z 
tarkibiga qabul qilish, ishlov berish va axborot uzatish tezkorligini kiritadi.
Unumdorlikning oshib borishi KT va axborotli tizimlarini qo’llanishi sohasini 
kengaytirib, ishlov berilayotgan ma'lumotlar oqimini ko’payishi va turlicha 
bo’lishligiga olib keladi. Arxitektura masalasini yechish asosiga bog’liq unumdorlikni 
oshishi ma'lumotlarga ishlov berishda parallel ishlashni ta'minlashga asoslanadi. 
Apparaturalarda paralellik hisoblash vositasi tarkibida bir nechta protsessorlar yoki 
funksional bloklami, arifmetik mantiqiy qurilmalami bo’lishligini anglatadi. KT
73

---

unumdorhgmi oshirish uchun bir qator andtekturali, texnologik, strukturali va dasturli 
yechimlardan foydalaniladi, ya ni loyiha normalarini kamaytirish, konveyerlash va
isoblashlami parallel amalga oshirish, KESh va vertual xotiralardan foydalanish, 
klasterlash, dasturlami parallel bajarilishini ta'minlash va boshqalar.
KT arxitekturasini mukammallashtirish yo’llarini ko’rib chiqamiz. KT yuqori 
unumdorligiga erishish bir-biriga bog’langan uchlik komponentlami, ya ni elementlar 
bazas.n., KT va kompyuterlar arxitekturasini, tuzilishini va ishlashini tashkil etishni va 
tizimli, amaliy dastur ta'm inotini mukammallashtirish yo’li bilan aniqlanadi.
KT unumdorligini oshirish, uning tarkibidagi mantiqiy elementlar, xotira
elementlar, va parallel ishlov berish imkonini beruvchi elementlar takt ehastotalarini 
oshirish hisobiga amalga oshiriladi.
KT va axborotli tizimlarni tashkil etishdagi arxitekturali - strukturali qarashlar 
quyidagilardan iboratdir:
-ko’p darajali ierarxik xotira;
-asosiy xotirani varaqli qilib tashkil etish;
-bufer xotirasini KESh-xotira kabi tashkil etish;
-bufer xotirasini vektor registrlar kabi tashkil etish;
-bufer xotirasini xotiraga murojat etishni mul'titredli tashkil etishda protsessoming 
registrli fayillari to’plami kabi tashkil etish;
- ishlov beruvchi va xotira bloklarini parallel ishlashlarini tashkil etish;
- xotiraga murojat etishni parallellash;
- qurilma komponentlari „-„aidagi bog’liqlikni dast.rli „•zgar.irishni intkoniya.ini 
tashkil etish.
KESh xotiralartan foydalanish KT unumdorligini oshiradi, bunda pMsessoming 
xotiraga murojat qilish vaqti sezilarll kamayadi. KESh xotirad, asosiy x o f a
maydomdae, qiymatlami nusxasi saqlanadi va u l.rg , murojat etish oldingi buy™, 
orqal, m a iga oshiriladi. KESh xotitadan „a'lontotla™ „•<*„ dinamik o p . « , , xotira 
qunlmasiga qaraganda bir necha marotaba tezroq bajariladi.
KT unumdorligini oshirishning yana bir yo’li uning tarkibida konveyerlashning 
amalga oshirishdir. KT protsessorlari turli komponentlari buyruqlaming turli fazalarini 
ajarganligi uchun, bir vaqtda konveyer bo’yicha bir qancha buyruqlami bajarishni

---

tashkil etish mumkin. Xotiraga ketma-ket buyruqlami yozishda konveyer qulay 
hisoblanadi.
Hisoblashlami konveyerlash (konveyerli ishlov berish) turli operatsiyalami va 
ulaming qismlarini parallel bajarishni anglatadi, bu esa masalani yechishga ketgan 
vaqtni qisqartirish mikoniyatlarini beradi. Konveyerli ishlov berishda bajariladigan 
barcha operatsiyalami elementar qismlarga bo’linadi, bu qismlar konveyer zinapoyalari 
deb ataladi va har bir zinapoyada konveyerning bitta takti bajariladi. Protsessor bir 
qancha funksional bloklar to’plamidan 
tuzilgan bo’lib, ulaming har biri aniq bir 
elementar amalni bajarishga yo’naltirgan. Vaqt bo’yicha turli funksiyalar qismlarini 
bajarilishini birlashtirish turli funksional bloklami parallel ishlashlari hisobiga amalga 
oshiriladi. Masalan, Power 4 protsessorida bitta takt davomida sakkizta ko’rsatma 
bajariladi.
Konveyerning elementar harakatini tushunish uchun to’qqizta zinapoyali konveyer 
tashkil qilingan Ultra SPARC-1 protsessori zinapoyalarini ko’rib chiqamiz. Birinchi 
zinapoyada KESh xotiradan buyruq tanlash amalga oshiriladi. Ikkinchi zinapoyada 
buyruqlar dekodlashtirilib buyruq buferiga joylashtiriladi. Uchinchi zinapoyada 
buyruqlar guruhlashtirilib, funksional bajaruvchi qurilmaga taqismlanadi. To’rtinchi 
zinapoyada butun sonli buyruqlar bajariladi, yoki xotiraga murojat qilish uchun virtual 
manzillari hisoblandi, undan tashqari siljuvchi arifmetika buyruqlarini to ’liq dekodirlash 
amalga oshirilib, registrga murojat qilinadi. Beshinchi zinapoyada ma'lumotlami KESh 
xotiraga murojati amalga oshiriladi, so’ralgan operanda KESh xotirada borligi 
aniqlanadi va o’tishlar amalga oshiriladi. Agar operanda KESh xotirada mavjud 
bo’lmasa, unga mos yuklash buyrug’i yuklash buferiga kelib tushadi. Shu vaqtdan 
boshlab butun sonli konveyer mos buyruqlami bajarishni 
boshlovchi siljuvchi 
arifmetika konveyerlarini ishlashini tugatishini kutadi. So’ngra boshqa xolatlar yuzaga 
kelishi taxlil qilinadi Oxirgi zinapoyada barcha olingan natijalar registrlarga yoziladi va 
buyruq ishlov berishdan olib qo’yiladi. Hisoblashlami konveyerlash samaradorligi bir 
qancha fakterlarga bog’liqdir. Birinchidan konveyer takti eng sekin ishlaydigan 
zinapoyada aniqlanadi, shuning uchun moslashuvchan zinapoyani ajratish kerak bo’ladi. 
Ikkinchidan samaradorlik quyidagi 
sabablarga ko’ra yuzaga keladigan konfliktlar 
hisobiga pasayadi:

---

-bir xil resurslarga qandaydir buyruqlar kombinasiyalari so’rovlarining borligi 
ularga mos harakatlami vaqt bo’yicha birlashtirishga to’sqinlik qilishi;
-berilganlarga bog’liqlikning borligi, yani navbatdagi buyruq oldingi 
buyruq 
bajarilishi natijasiga bog’liq bo’lishi;
-shartli o’tish buyrug’i borligi hisobiga keyingi harakatni oldindan ko’rib 
bo’lmasligi, ya'ni boshqaruvda bog’liqlik borligi.
Konveyerdagi boshqaruvga bog’liq ushlanish ko’proq muhim hisoblanadi, shuning 
uchun bu faktorni salbiy ta'sirini iloji boricha kamaytirishga harakat qilinadi. Masalan, 
o’tishdan keyin appartlarga sarf-xarajatni oshirib hisoblashlaming ikkita alternativ 
yo’llariga parallel ishlov berish mumkin. Masalan, Power 4+ protsessorida 17 ta 
zinapoyali giperkonveyerdan, Power 4- protsessorida esa, 20 ta zinapoyali 
giperkonveyerdan foydalaniladi. Intel kompaniyasi mikroprotsessorlarida ikkita 
konveyemi xarakterlovchi superskolyarli struktura qo’llanilgan.
KT unumdorligini oshirishga yana bir qarash uning tarkibida virtual xotiradan 
foydalanishdir. Bu qarash xotirani varaqli tashkil etish deb nomlanadi. Turli tizimlarda 
varaqlar kattaligi turlicha (256 dan 4096 baytgacha) bo’ladi. Bunday tashkil etishda 
operandaning fizik manzili maxsus algoritm bo’yicha apparat vositalarida hisoblanadi. 
Bir xil unumdorlikka ega N ta protsessorli parallel tizimlardagi parallel protsessorlar 
qonuniga asosan KT umumiy unumdorligi