Muhammad al -xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti

Umumiy xotirali hisoblash tizimlari

1.1. Tarqatilgan umumiy xotira tizimlari

Parallel va taqsimlangan ishlov berish 1960 yilda tashkil topganidan beri jozibasini yo'qotmadi jozibadorlik ularning keng narxlari va ishlash ko'rsatkichlarini qondirish qobiliyatiga bog'liqdir. Biroq, ko'p hollarda ushbu afzalliklar dizayn muddati uzayganligi sababli amalga oshirilmadi, cheklangan miqyosi, OS va dasturiy ta'minotning etishmasligi va tobora ortib boruvchi uniprotsessorlarning ishlash xarajatlar nisbati . Tarixiy ravishda parallel ishlov berish tizimlar SIMD (Yagona ko'rsatmalar bo'yicha bir nechta ma'lumotlar) yoki MIMD (Multiple) deb tasniflangan.Ko'rsatmalar bir nechta ma'lumotlar). SIMD tizimlari bitta boshqaruv protsessoridan foydalanishni o'z ichiga olgan va bir qator arifmetik protsessorlar. Arifmetik birliklar massivi bir xil bajarilgan ko'rsatmalar oqimlari, lekin turli xil ma'lumotlar elementlari ostida, blokirovka qilish tartibida boshqaruv bloki. Bunday tizimlar ma'lumotlarga parallel dasturlar uchun ideal deb hisoblanadi.

Ularning e'tirozlari tezda pasayib ketdi, chunki juda kam sonli dasturlar ishlashni ta'minlay oladilar ularning narxini oqlash. Multimompyuterlar yoki multiprotsessorlar MIMD tasnifiga kiradi, mustaqil protsessorlarga tayanish. Ular kengroq doirada murojaat qilishlari mumkin edi.

SIMD tizimlariga qaraganda dasturlar. Dastlabki MIMD tizimlaridan biri bu o'rnatilgan C.mmp edi 16 ta xotiraga ulangan 16 ta o'zgartirilgan PDP-11/20 protsessorlarini o'z ichiga olgan CMUda to'sinli kalit orqali modullar. Buni simmetrik multiprotsessor (SMP) sifatida ko'rish mumkin yoki umumiy xotira tizimi. CMU da ko'p protsessorli tizimning keyingi versiyasi bo'ldi Cm * nomi bilan tanilgan va birgalikda tarqatilgan birinchi apparat sifatida qabul qilinishi mumkin

xotira tizimi. U tugunlarni qayta ishlash iyerarxiyasidan iborat edi; LSI-11 protsessorlari bitta klasterning protsessorlari avtobus bilan bog'langan klasterlardan iborat klasterlar ixtisoslashgan kontrollerlar yordamida klasterlararo ulanishlar orqali bog'langan masofaviy xotiraga kirishni boshqarish.

Avval aytib o'tganimizdek, tarqatilgan umumiy xotira tizimlari xabarlarni uzatish va umumiy xotira dasturlash modellari. DSM-ning ikkalasi ham jismonan birgalikda va jismoniy taqsimlangan xotira tizimlari, DSM-lar ham tashvishlanmoqda an da protsessorga ma'lumotlarni taqdim etadigan o'zaro bog'liqlik tarmog'i bilan samarali va o'z vaqtida moda. Ikkala tarmoqli kengligi (a da taqdim etilishi mumkin bo'lgan ma'lumotlar miqdori vaqt birligi) va kechikish (so'ralgan ma'lumotlarning birinchi qismini qabul qilish vaqti so'rov berilgan vaqt) DSM-larning dizayni uchun muhimdir. Aynan shuning uchun keng ko'lamli DSM-larda uchraydigan umuman uzoqroq kechikishlar katta e'tibor oldi; toqat qilish uchun (yoki) ko'p ishlov berish modelidan foydalanish mumkin niqob) xotira kechikishi. Ushbu maqolada biz bilan bog'liq muammolarni ko'rib chiqmaymiz o'zaro bog'liqlik tarmoqlari yoki kechikishga bardoshlik texnikasi. DSM-larning umumiy maqsadi iqtisodiy jihatdan samarali mexanizmlarni taqdim etish ekanligini hisobga olsak kengaytirilgan xotira maydonini ko'p darajadagi ierarxiya, dizayn maydoni bo'ylab boshqarish juda katta. Ushbu o'quv qo'llanmada dizayndagi ba'zi muhim sinflarga e'tibor qaratiladi bo'sh joy. Ushbu bo'limda biz DSM-larning dizayniga duch keladigan asosiy muammolarni ko'rib chiqamiz.

Boshlash uchun katta mantiqiy xotira maydonini boshqarish ma'lumotlarni ko'chirishni o'z ichiga oladi taqsimlangan tizimning xotira qatlamlari bo'ylab dinamik ravishda. Bunga xaritalash kiradi foydalanuvchi ma'lumotlarini turli xil xotira modullariga. Ma'lumotlar noyob tarzda xaritada bo'lishi mumkin jismoniy manzil (keshli tizimlarda bo'lgani kabi) yoki ma'lumotlarni bir nechtasiga takrorlash

jismoniy manzillar (aks ettiruvchi xotira tizimlarida va ma'lum darajada keshonli tizimlarda bo'lgani kabi). Hatto noyob xaritalangan tizimlarda ham ma'lumotlar quyi darajalarda takrorlanishi mumkin xotiralar (ya'ni keshlar). Replikatsiya, o'z navbatida, saqlash uchun vositalarni talab qiladi izchillik. Kataloglar ko'pincha bir nechta nusxalarni kuzatib borish va kalitni ijro etish uchun kalit hisoblanadi takrorlangan ma'lumotlarning izchilligini ta'minlashdagi roli. . Muvofiqlikni apparat yoki dasturiy ta'minot. Xotira ierarxiyalari bo'yicha almashinadigan va ko'chiriladigan ma'lumotlarning donadorligi boshqadir dizaynni ko'rib chiqish. Donadorlik semantik ma'noga ega bo'lmagan narsalarga asoslangan bo'lishi mumkin, faqat baytlar ketma-ketligiga asoslangan (masalan, xotira so'zi, kesh bloki, sahifa) yoki u semantik asosga ega bo'lgan ob'ektlarga asoslangan bo'lishi mumkin (masalan, o'zgaruvchilar, ma'lumotlar tuzilmalari yoki ob'ektlar ob'ektga yo'naltirilgan dasturlash modeli hissi). Uskuna echimlari ko'pincha yanada nozikdan foydalanadi dasturiy ta'minotni amalga oshirishga ishongan holda taneli ob'ektlar (ko'pincha semantik ma'nosiz) yirikroq taneli narsalar.

Umumiy xotirani boshqarishda dizayndagi kelishmovchiliklar, apparat yoki dasturiy ta'minotda bo'lsin dasturlash modeli semantikasi tomonidan taqdim etilgan erkinlik (yoki cheklovlar) to'g'risida. Bu esa, shaxsiy xotirada kirish tartibini tartibga solish kabi muammolarga olib keladi individual xotira modullariga protsessorlar va ularning xotiraga kirish bilan o'zaro ta'siri boshqa protsessorlar tomonidan amalga oshiriladi. Eng cheklovli dasturlash semantikasi (nomi bilan tanilgan Ketma-ketlik izchilligi) quyidagilarni talab qiladi har bir shaxsning xotirasiga kirish imkoniyatlari

protsessor dastur tomonidan belgilangan ketma-ketlik bilan belgilangan tartibda bajariladi protsessorda bajarilgan va turli xil protsessorlarning xotiraga kirishlari bajarilgan ba'zi bir moda. Zamonaviy protsessorlardan qurilish bloklari sifatida foydalanish uchun DSM, ketma-ketlik modelini ko'pincha asosiy tizim kafolatlamaydi, xotiraning zarur tartibini saqlashda dasturchiga zimmasiga yuklash kirish. Turli xil xotira izchilligi bo'yicha katta tadqiqotlar o'tkazildi semantika va ishlash va dasturlash bo'yicha ular taqdim etgan kelishuvlar murakkablik. Bir vaqtda hisoblashlar (ya'ni jarayonlar yoki) o'rtasida sinxronizatsiya va muvofiqlashtirish umumiy xotirani dasturlashda o'zaro chiqarib tashlash, tanqidiy foydalanishga asoslanadi bo'limlar va to'siqlar. O'zaro chiqarib tashlash uchun zarur bo'lgan mexanizmlarni amalga oshirish (ko'pincha qulflardan foydalanishga asoslangan) va to'siqlar qo'shimcha qurilmalarni qamrab oladigan dizayn makonini o'rganadi ko'rsatmalar (masalan, test va to'plam, yuk bilan bog'langan va do'konga oid shartli ko'rsatmalar, olish va ishlatish, tarmoqlarni birlashtirish), burama qulflar (shu jumladan soyali qulflardan foydalanish), Navbat yoki Array blokirovkalari, sezgirlikni qaytaruvchi to'siqlar va daraxt to'siqlari. Ushbu echimlar o'rganiladi

ishlash o'rtasidagi kelishmovchiliklar (kechikish, ketma-ketlik, tarmoq trafigi bo'yicha) va bilirlik. Yuqoridagi muammolar to'plami bilan bog'liq, resurslarni boshqarish, xususan ma'lumotlar migratsiyasini minimallashtirish, oqimlarni ko'chirish, almashinadigan xabarlar DSM-ni da'vogar qilishda tijorat xarajatlari-samaradorlik ko'rsatkichlariga erishish. Yilda II bo'limda biz ma'lumotlar izchilligi, xotiraning izchillik modellari, va qulflar va to'siqlarni amalga oshirish. III bo'limda biz 3-misolni ko'rib chiqamiz kesh-izchil arxitekturani ifodalovchi apparat DSM dasturlari, faqat kesh uchun me'morchilik va aks ettiruvchi xotiralar. IV bo'limda biz DSM dasturiy ta'minotini tavsiflaymiz sahifalarga asoslangan, o'zgaruvchiga asoslangan va ob'ektga asoslangan ma'lumotlar modellarini qamrab oluvchi dasturlar. Yilda V bo'limda biz DSM-larning ikkala apparat va. yordamida qanday amalga oshirilishini tasvirlaymiz dasturiy ta'minot texnikasi. VI bo'limda biz so'rovni ochiq isuse to'plami bilan yakunlaymiz va DSM-ning tijorat qobiliyatiga oid prognoz va DSM-larga alternativalar.