Mavzu: zamonaviy multiprotsessorlar va multikompyuterlar

Mustaqil ish

Mavzu: zamonaviy multiprotsessorlar va multikompyuterlar

Bajardi: Nazarov Abduqosim

Guruh: 022-19

Reja:

1.Kirish

2. Multiprotsessor  nima

3. Multikompyuterning ishlash mexanizmi.

4. Multiprotsessor  va Multikompyuterning farqi.

5.ishlash sxemasi.

6.Xulosa

7.foydalanilgan adabiyotlar.

Kirish.

Multiprotsessor  tizimning o'zaro ulanishlari

Parallel ishlov berish kirish/chiqish va periferik qurilmalar, ko'p protsessorlar va umumiy xotira o'rtasida tezkor aloqa o'rnatish uchun samarali tizim o'zaro ulanishlaridan foydalanishni talab qiladi.

Ierarxik avtobus tizimlari

Ierarxik avtobus tizimi kompyuterdagi turli tizimlar va quyi tizimlar/komponentlarni bog'laydigan avtobuslar ierarxiyasidan iborat. Har bir avtobus bir nechta signal, boshqaruv va elektr uzatish liniyalaridan iborat. Turli xil o'zaro bog'lanish funktsiyalarini bajarish uchun mahalliy avtobuslar, orqa panel avtobuslari va kirish/chiqarish avtobuslari kabi turli xil avtobuslar qo'llaniladi.

Mahalliy avtobuslar - bu bosma platalarda o'rnatilgan avtobuslar. Orqa panelli avtobus - bu bosma sxema bo'lib, unda ko'plab ulagichlar funktsional platalarni ulash uchun ishlatiladi. Kirish/chiqarish qurilmalarini kompyuter tizimiga ulaydigan avtobuslar kiritish/chiqarish avtobuslari deb nomlanadi.

Crossbar switch va Multiport xotirasi

Kommutatsiyalangan tarmoqlar kirish va chiqishlar o'rtasida dinamik o'zaro bog'lanishlarni ta'minlaydi. Kichik yoki o'rta o'lchamdagi tizimlar asosan o'zaro faoliyat tarmoqlardan foydalanadi. Ko'p bosqichli tarmoqlarni kattaroq tizimlarga kengaytirish mumkin, agar ortib borayotgan kechikish muammosini hal qilish mumkin bo'lsa.

Ikkala o'zaro faoliyat kalit va ko'p portli xotira tashkiloti bir bosqichli tarmoqdir. Bir bosqichli tarmoqni qurish arzonroq bo'lsa-da, lekin ma'lum ulanishlarni o'rnatish uchun bir nechta o'tish kerak bo'lishi mumkin. Ko'p bosqichli tarmoq kommutatsiya qutilarining bir nechta bosqichiga ega. Ushbu tarmoqlar har qanday kirishni har qanday chiqishga ulash imkoniyatiga ega bo'lishi kerak.

Ko'p bosqichli va birlashtiruvchi tarmoqlar Ko'p bosqichli tarmoqlar yoki ko'p bosqichli o'zaro bog'liqlik tarmoqlari - bu yuqori tezlikda ishlaydigan kompyuter tarmoqlari sinfi bo'lib, ular asosan tarmoqning bir uchida ishlov berish elementlaridan va ikkinchi uchida xotira elementlaridan iborat bo'lib, kommutatsiya elementlari bilan bog'langan.

Ushbu tarmoqlar kattaroq ko'p protsessorli tizimlarni qurish uchun qo'llaniladi. Bunga Omega Network, Butterfly Network va boshqalar kiradi.

Multikompyuter

Ko'p kompyuterlar taqsimlangan xotira MIMD arxitekturasidir. Quyidagi

diagrammada ko'p kompyuterning kontseptual modeli ko'rsatilgan -

Ko'p kompyuterlar - bu ma'lumotlarni almashish uchun paketlarni almashtirish usulini qo'llaydigan xabarlarni uzatuvchi mashinalar. Bu erda har bir protsessor shaxsiy xotiraga ega, lekin protsessor sifatida hech qanday global manzil maydoni faqat o'zining mahalliy xotirasiga kira olmaydi. Shunday qilib, aloqa shaffof emas: bu erda dasturchilar o'zlarining kodlariga aloqa primitivlarini aniq qo'yishlari kerak.

Global foydalanish mumkin bo'lgan xotiraning yo'qligi ko'p kompyuterlarning kamchiliklari hisoblanadi. Buni quyidagi ikkita sxema yordamida hal qilish mumkin –

Virtual umumiy xotira (VUX)

Umumiy virtual xotira (UVX)

Ushbu sxemalarda dasturchi global manzilga ega bo'lgan katta umumiy xotirani o'z zimmasiga oladi. Agar kerak bo'lsa, ilovalar tomonidan qilingan xotira havolalari xabarlarni uzatish paradigmasiga tarjima qilinadi.

Virtual umumiy xotira (VUX)

VUX - bu apparat ta'minoti. Shunday qilib, Operatsion tizimning virtual xotira tizimi VUX tepasida shaffof tarzda amalga oshiriladi. Shunday qilib, operatsion tizim umumiy xotiraga ega bo'lgan mashinada ishlayotgan deb o'ylaydi.

Umumiy virtual xotira (UVX)

UVX - bu protsessorning Xotirani boshqarish bloki (XBB) tomonidan apparat yordami bilan operatsion tizim darajasidagi dasturiy ta'minot. Bu erda almashish birligi Operatsion tizim xotira sahifalari hisoblanadi.

Agar protsessor ma'lum bir xotira joyiga murojaat qilsa, XBB xotiraga kirish bilan bog'liq xotira sahifasi mahalliy xotirada yoki yo'qligini aniqlaydi. Agar sahifa xotirada bo'lmasa, oddiy kompyuter tizimida u Operatsion tizim tomonidan diskdan almashtiriladi. Biroq, UVX -da, Operatsion tizim sahifani o'sha sahifaga ega bo'lgan masofaviy tugundan oladi.

Ko'p protsessorli va ko'p kompyuterni joriy etish

1. Ko‘p protsessor:

Ko'p protsessor - bu ikki yoki undan ortiq markaziy protsessorlarga (CPU) ega bo'lgan umumiy tezkor xotiraga to'liq kirish huquqiga ega bo'lgan kompyuter tizimi. Ko'p protsessordan foydalanishning asosiy maqsadi tizimning ishlash tezligini oshirish, boshqa maqsadlar esa xatolarga chidamlilik va ilovalarni moslashtirishdir.

Ko'p protsessorlarning ikki turi mavjud bo'lib, biri umumiy xotira multiprotsessorli, ikkinchisi taqsimlangan xotira multiprotsessorli. Umumiy xotira multiprotsessorlarida barcha protsessorlar umumiy xotiradan foydalanadilar, lekin taqsimlangan xotira multiprotsessorida har bir protsessor o'zining shaxsiy xotirasiga ega.

Ko'p protsessorli ilovalar -Yagona ko'rsatma, yagona ma'lumot oqimi (SISD) kabi bir protsessor sifatida.

Ko'p protsessor sifatida, masalan, bitta ko'rsatma, odatda vektorni qayta ishlash uchun ishlatiladigan bir nechta ma'lumotlar oqimi (SIMD).

Bir nuqtai nazardan bir nechta ko'rsatmalar seriyasi, masalan, ko'p yo'riqnoma, yagona ma'lumotlar oqimi (MISD), bu giper-treading yoki quvurli protsessorlarni tavsiflash uchun ishlatiladi.

Bir nechta ko'rsatmalar, bir nechta ma'lumotlar oqimi (MIMD) kabi bir nechta istiqbollarda bir nechta, individual ko'rsatmalar seriyasini bajarish uchun yagona tizim ichida.

Ko'p protsessordan foydalanishning afzalliklari -

Kengaytirilgan ishlash.

Bir nechta ilovalar.

Ilova ichida ko'p vazifalarni bajarish.

Yuqori o'tkazuvchanlik va sezgirlik.

Protsessorlar o'rtasida apparat almashish.

2. Ko‘p kompyuter:

Ko'p kompyuter tizimi - bu muammoni hal qilish uchun bir-biriga ulangan bir nechta protsessorli kompyuter tizimi. Har bir protsessor o'z xotirasiga ega va unga ma'lum bir protsessor tomonidan kirish mumkin va bu protsessorlar o'zaro bog'liqlik tarmog'i orqali bir-biri bilan aloqa qilishlari mumkin.

Ko'p kompyuter protsessorlar o'rtasida xabarlar o'tish qobiliyatiga ega bo'lganligi sababli, vazifani bajarish uchun protsessorlar o'rtasida vazifani taqsimlash mumkin. Demak, multikompyuterdan taqsimlangan hisoblash uchun foydalanish mumkin. Ko'p protsessorga qaraganda ko'p kompyuterni yaratish iqtisodiy jihatdan samarali va osonroq.

Ko'p protsessorli va ko'p kompyuter o'rtasidagi farq:

Ko'p protsessor - bu bir nechta vazifalarni bajarishga qodir bo'lgan ikki yoki undan ortiq markaziy protsessorga (CPU) ega tizim, bunda ko'p kompyuter sifatida hisoblash vazifasini bajarish uchun o'zaro bog'liqlik tarmog'i orqali biriktirilgan bir nechta protsessorli tizim.

Ko'p protsessorli tizim - bu bir nechta protsessorlar bilan ishlaydigan yagona kompyuter, bunda ko'p kompyuter tizimi sifatida yagona kompyuter sifatida ishlaydigan kompyuterlar klasteri.

Ko'p kompyuterni qurish ko'p protsessorga qaraganda osonroq va tejamkor.

Ko'p protsessorli tizimda dastur osonroq bo'ladi, bu erda ko'p kompyuterli tizimda bo'lgani kabi, dastur qiyinroq bo'ladi.

Ko'p protsessor parallel hisoblashni qo'llab-quvvatlaydi, Multikompyuter taqsimlangan hisoblashni qo'llab-quvvatlaydi.

Multikompyuterlarning uch avlodi

Ushbu bo'limda biz multikompyuterlarning uch avlodini ko'rib chiqamiz

O'tmishdagi dizayn tanlovlari

Protsessor texnologiyasini tanlashda ko'p kompyuter dizayneri qurilish bloklari sifatida arzon narxlardagi o'rta donli protsessorlarni tanlaydi. Parallel kompyuterlarning aksariyati standart tayyor mikroprotsessorlar bilan qurilgan. Ko'p kompyuterlar uchun umumiy xotiradan foydalanish o'rniga taqsimlangan xotira tanlangan, bu esa o'lchovni cheklaydi. Har bir protsessor o'zining mahalliy xotira blokiga ega.

O'zaro ulanish sxemasi uchun ko'p kompyuterlar manzillarni almashtirish tarmoqlaridan ko'ra xabarlarni uzatish, nuqtadan nuqtaga to'g'ridan-to'g'ri tarmoqlarga ega. Boshqarish strategiyasi uchun ko'p kompyuterlar dizayneri asinxron MIMD, MPMD va SMPD operatsiyalarini tanlaydi. Caltech's Cosmic Cube (Seitz, 1983) birinchi avlod multikompyuterlarining birinchisidir.

Hozirgi va kelgusi rivojlanishi.

Keyingi avlod kompyuterlari global miqyosda umumiy virtual xotiradan foydalangan holda o'rta hajmli multikompyuterlardan nozik ko'p kompyuterlarga aylandi. Ikkinchi avlod multikompyuterlari hozirda ham foydalanilmoqda. Lekin i386, i860 va boshqalar kabi yaxshiroq protsessorlardan foydalangan holda ikkinchi avlod kompyuterlari juda ko'p rivojlangan.

Uchinchi avlod kompyuterlari VLSI tomonidan amalga oshirilgan tugunlardan foydalaniladigan keyingi avlod kompyuterlaridir. Har bir tugun 14-MIPS protsessoriga, 20 Mbayt/s marshrutlash kanallariga va bitta chipga integratsiyalangan 16 Kbayt operativ xotiraga ega bo'lishi mumkin.

Intel Paragon tizimi

Ilgari bir hil tugunlar giperkub multikompyuterlarini yaratish uchun ishlatilgan, chunki barcha funktsiyalar xostga berilgan. Shunday qilib, bu I/U tarmoqli kengligini chekladi. Shunday qilib, keng ko'lamli muammolarni samarali yoki yuqori o'tkazuvchanlik bilan hal qilish uchun ushbu kompyuterlardan foydalanish mumkin emas edi. Intel Paragon tizimi bu qiyinchilikni engish uchun ishlab chiqilgan. U ko'p kompyuterni tarmoq muhitida ko'p foydalanuvchi kirishiga ega dastur serveriga aylantirdi

Xabarlarni uzatish mexanizmlari

Ko'p kompyuter tarmog'idagi xabarlarni uzatish mexanizmlari maxsus apparat va dasturiy ta'minotni talab qiladi. Ushbu bo'limda biz ba'zi sxemalarni muhokama qilamiz

Xabarlarni yo'naltirish sxemalari

Do'kon va oldinga marshrutlash sxemasiga ega ko'p kompyuterda paketlar ma'lumot uzatishning eng kichik birligidir. Qurt teshigiga yo'naltirilgan tarmoqlarda paketlar qo'shimcha ravishda flitsga bo'linadi. Paket uzunligi marshrutlash sxemasi va tarmoqni amalga oshirish bilan belgilanadi, o'tish uzunligi esa tarmoq hajmiga ta'sir qiladi.

O'lik va virtual kanallar:

Virtual kanal ikki tugun o'rtasidagi mantiqiy bog'lanishdir. U manba tugunida va qabul qiluvchi tugundagi bufer va ular orasidagi jismoniy kanal orqali hosil bo'ladi. Jismoniy kanal juftlik uchun ajratilganda, bitta manba buferi virtual kanal hosil qilish uchun bitta qabul qiluvchi bufer bilan bog'lanadi.

Barcha kanallar xabarlar bilan band bo'lsa va tsikldagi kanallarning hech biri bo'shatilmasa, o'lik holati yuzaga keladi. Bunga yo'l qo'ymaslik uchun blokirovkadan qochish sxemasiga rioya qilish kerak.

Do'kon va oldinga marshrutlashda paketlar ma'lumot uzatishning asosiy birligi hisoblanadi. Bunday holda, har bir tugun paketli buferdan foydalanadi. Paket manba tugunidan maqsad tugunga oraliq tugunlar ketma-ketligi orqali uzatiladi. Kechikish vaqti manba va maqsad o'rtasidagi masofaga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.

Wormhole marshrutlashda manba tugunidan maqsad tugunga uzatish marshrutizatorlar ketma-ketligi orqali amalga oshiriladi. Xuddi shu paketning barcha siljishlari quvurli tarzda ajralmas ketma-ketlikda uzatiladi. Bunday holda, paket qaerga ketayotganini faqat sarlavhali flesh biladi.

Foydalanilgan adabiyotlar:

Multiprocessors and Multicomputers (tutorialspoint.com)
tarjima uchun: Google Tarjimon