Vii bap. Kompyuter tarmaqlarınıńámeliy qollaniliwi

7.3. MIMD klasiindaǵı seaplaw sistemaları

Házirgi waqıtta MIMD klasi arxitekturasina turaqlı qiziǵıwshilıq oyanǵan. MIMD –sistemasıúlken iyiliwsheńlikke beyim bolıp, tiykarinan joqarıónimdarli bir paydalanıwshili sistema sistema sıpatında da, kóp ǵan máselelerdi parallel orınlaytuǵın kóp programmalı sistema sıpatında da islewi múmkin. Bunnan tisqari, MIMD arxitekturasi MIMD zamanagoy mikroprocessor texnologiyasinińústemliginen nátiyjeli paydalanıwǵa imkan beredi.

MIMD – sistemalarda hár bir processor elementi óziniń programmasın basq PE den jeterli dárejede óz aldina orınlaydi. Sonıń menen birge bir-biri menen qandayda bir óz-ara baylanis qılıw kerek. Óz ara baylanistiń bunday usilindaǵı parqi MIMD – sistemasıniń ortalıq yadli sistemaǵa hám bólistirilgen yadli sistemaǵa shárli bóliniwin aniqlaydi. Jedel baylanǵan, dep táriyplenetuǵın uliwmalıq(ortalıq) yadli sistemalar, jalǵaniw tarmaqları uliwmalıq shina járdeminde hámme processor elementleri múráját qılıwi múmkin bolǵan maǵlıwmatlardıń hám buyrıqlardıń ortalıq yadina iye. Bul túrge, tiykarinan SMP simmetriyalıq multiprocessorlar hám NUMA yadqa tuwridan tuwri múráját qılıwshi sistemalar kiredi.
Bólistirilgen yadli sistemalarda yáki kúshsiz baylanisqan kóp processorli sistemalarda pútkil yad processor elementileri arasinda bólistirilgen hám yadtiń hár bir moduli tek “óziniń” processorına múráját qılıwi múmkin. Jalǵaw tarmaǵı processor elementlerin bir-biri menen baylanistiradi. Bul topardiń wákili sıpatında ǵalabalıq parallelism MPP (Massively Parallel Processing) sistemalar hám klasterli esaplaw sistemaları kiredi. MIMD – sistemada esaplawdiń tayansh modeli birge isletiletuǵın maǵlıwmatlarǵa kemnen-kem múráját qilatuǵın ǵarezsiz bolǵan processorlardıń jiyindisi.
Simmetriyalı multiprocessor sistemalar.
Jaqin waqıtqa shekem de hámme bir paydalanıwshiga mólsherlengen jeke kompyuterler hám jumisshi stanciyalar bir uliwmalıq waziypalı processorlarǵa iye edi. Ónimdarlıqqa talaplardıń asiwi hám mikroprocessorlardıń bahasiniń túsiwi menen esaplaw qurılmaların támiynlewshiler bir processorli mashinalarǵa alternativ qilip, SMP-sistema dep atalıwshi simmetriyalı multiprocessorli esaplaw sistemaların usindi. Bul túsinink esaplaw sistemalarınıń arxitekturasina da, bul arxitekturalı shólkemlestiriwdi súretlewshi operacion sistemanińózin tutiwina da kiredi. SMP ni tómendegi qásiyetlerge iye bolǵan esaplaw sistemasısıpatında qaraw múmkin:
- ónimdarlıǵıboyınsha salıstıriw múmkin bolǵan eki hám onnan kóp bolǵan processorǵa iye;
- processorlar birgelikte tiykarǵı yadtan paydalanadı hám jalǵız virtual hám fizikalıq adresler sheńberinde isleydi;
- hámme processorlar óz ara shina járdeminde yáki basqa sxema kórinisinde baylanisqan, sonıńushın olardıń hár qaysisiniń yadina múráját qılıwi bir túrde boladı;
- hámme processorlar kiritiw/shiǵariw qurılmalarına múráját qılıwdi bir sirtqi qurılmaǵa múrájátti támiynlewshi yáki birdey kanallar arqalı, yaki hár túrli kanallar arqalıámlege asırıladı;
- hámme processorlar birdey funkciyalardıorınlaw qásiyetine iye (bul arqalı “simmetriyalı” ataması túsintiriledi);
- processordiń hár qaysisi sirtqi úziliske xızmet kórsetedi;
-esaplaw sisteması tapsirma, másele, fayl hám maǵlıwmatlar elementi dárejesinde programmalar hám processorlar arasindaǵıóz-ara baylanis ornatiwdi shólkemlestiretuǵın hám ózara sáykeslestiretuǵın integrallastirilǵan operacion sisteması menen basqariladı.
SMP – sistemalar arxitekturasi.
7.10-súwrette simmetriyalı multiprocessor sistemalar arxitekturasiniń uliwmalıq kórinisi kórsetilgen.
Tipikalıq SMP – sistema 2 den 32 ge shekem bir-birine uqsas bolǵan RISC – processorlarınan quralǵan. Bul processorlarǵa missal qilip, onsha qimbat bolmaǵan RISC – processorların, máselen DEC Alpha, Sun SPARC, MIPS yáki HP PA-RISC keltiriw múmkin. Aqirǵıwaqıtlarda SMP – sistemalardı CISC – processorlar menen, tiykarinan Pentium menen támiynlew kóze tutilmaqta.

Hár bir processor birinshi (L1) hám ekinshi (L2) dárejeli kesh – yadtan dúzilgen local kesh – yad penen támiynlengen. Hámme processorlardıń kesh – yadinda saqlanıp atirǵan maǵlıwmatlar sáykesligi apparat qurallar menen támiynlenedi.Ayirim SMP – sistemalarda kogorentlik mashqalasi birgelikte islep atirǵan kesh – yad esabina sheshiledi. (7.11-súwret). Bul qabil etiw processorlar sani tórtewden aspaǵanda texnikalıqalıq hám ekonomikalıq tárepten ózin aqlaydi. Uliwmalıq kesh – yadtiń tezliginiń kemeyiwi menen gúzetiledi.

Sistemaniń hámme processorlarıAjıratılǵan uliwmalıq yad hám kiritiw/shiǵariw qurılmalarına teń huqiqli múráját qılıwǵa iye. Bunday imkániyat kommunikacialıq sistema tárepinen támiynlenedi. Ádette processorlar ózara tiykarǵı yad arqalı baylanis ornatadi (jaǵday haqqindaǵı informaciya hám xabar uliwmalıqmaǵlıwmatlar tarawinda qaldiriladı). Ayirim SMP – sistemalarda processorlar arasinda signallardı tuwridan-tuwri almastiriwda kózde tutilǵan.

Ádette sistema yadi modul principi boyınsha kórilip, sonday dúzilgen, bir waqıttıńózinde onıń hár túrli modullerine (banklarǵa) múráját qılıwǵa jol beredi. Ayirim konfiguraciyalarda birgelikte isletiletuǵın resurslar menen birge hár bir processor jeke local tiykarǵı yadqa hám kiritiw/shiǵariw kanalına iye.
Simmetriyalı multiprocessor arxitekturasiniń tiykarǵı qásiyetlerinen biri uliwmalıq resurslarǵa iye bolǵan (yad hám kiritiw/shiǵariw sisteması) processorlarınıńózara baylanis usili. Bul jaǵdayǵa qarap, SMP –sisteması arxitekturasin tómendegi túrlerge ajiratiw múmkin:
-waqtinsha bólingen hám uliwmalıq shinalı;
-kommutator menen;
- kóp portly yad penen;
- oraylastirilǵan basqariw qurılması menen.