MIMD (bir nechta ko'rsatma, bir nechta ma'lumotlar) bu parallellikka erishish uchun qo'llaniladigan usul. MIMD-dan foydalanadigan mashinalar bir qatorga ega protsessorlar bu funktsiya asenkron ravishda va mustaqil ravishda. Har qanday vaqtda, har xil protsessorlar turli xil ma'lumotlar qismlarida turli xil ko'rsatmalarni bajarishi mumkin. MIMD arxitekturalari kabi bir qator dastur sohalarida ishlatilishi mumkin kompyuter yordamida loyihalash/kompyuter yordamida ishlab chiqarish, simulyatsiya, modellashtirishva kabi aloqa kalitlari. MIMD mashinalari ikkalasi ham bo'lishi mumkin umumiy xotira yoki tarqatilgan xotira toifalar. Ushbu tasniflar MIMD protsessorlarining xotiraga qanday kirishiga asoslangan. Umumiy xotira mashinalari bo'lishi mumkin avtobusga asoslangan, kengaytirilgan yoki ierarxik turi. Tarqatilgan xotira mashinalari bo'lishi mumkin giperkub yoki mash o'zaro bog'liqlik sxemalari.
4:MISD parallel ishlov berish tizimlariMISD-arxitektura (Bir nechta ko'rsatmalar oqimi, yagona ma'lumotlar oqimi) - ko'plab funktsional birliklar bir xil ma'lumotlar ustida turli xil operatsiyalarni bajaradigan parallel hisoblash arxitekturasining turi. Kompyuter tizimlari sinflaridan biri Flinn tasnifi.
MISD.png Quvur liniyasi arxitekturasi ushbu turga tegishli, garchi hamma ham bunga rozi bo'lmasa ham, chunki har bir quvur liniyasi bosqichida qayta ishlashdan keyingi ma'lumotlar har xil. Xatolarni aniqlash va tuzatish uchun bir xil buyruqlarni ortiqcha bajaruvchi nosozliklarga chidamli kompyuterlar (replikatsiya deb ataladi) MISD ga tegishli bo'lishi mumkin. MIMD va SIMD ko'pincha umumiy ma'lumotlar parallel texnikasi uchun ko'proq mos kelishi sababli MISD kompyuter arxitekturasi juda ko'p. Shunday qilib, ular MISD bilan solishtirganda eng yaxshi masshtabni va hisoblash resurslaridan foydalanishni ta'minlaydi.
5:SISD parallel ishlov berish tizimlari
Yagona buyruqli, bitta ma'lumotli (SISD) tizimlar
SISD hisoblash tizimi - bu bitta ko'rsatmani bajarishga qodir bo'lgan, bitta ma'lumot oqimida ishlaydigan bir protsessorli mashina (2.2-rasmga qarang). SISD da mashina ko'rsatmalari ketma-ket qayta ishlanadi; shuning uchun bu modelni qabul qiluvchi kompyuterlar xalq orasida ketma-ket kompyuterlar deb ataladi. Ko'pgina an'anaviy kompyuterlar SISD modeli yordamida qurilgan. Barcha ko'rsatmalar va qayta ishlanadigan ma'lumotlar asosiy xotirada saqlanishi kerak. SISD modelidagi ishlov berish elementining tezligi kompyuterning ichki ma'lumotlarni uzatish tezligi bilan cheklanadi. Dominant vakili SISD tizimlari IBM PC, Macintosh va ish stantsiyalari hisoblanadi.
6"Fon-Neyman" arxitekturasi
Ko'pgina kompyuterlarning arxitekturasi 1945 yilda amerikalik olim J. fon Neymanning EDVAC kompyuteri haqidagi ma'ruzasida tuzilgan quyidagi umumiy tamoyillarga asoslanadi.
Dasturlashtirilgan boshqaruv printsipi; xotiraning bir xilligi printsipi; maqsadli tamoyil. 60 yildan ortiq vaqt o'tgach, aksariyat kompyuterlar hali ham "von Neyman arxitekturasi" ga ega va odatda fon Neyman tamoyillari quyidagi shaklda amalga oshiriladi:
Tasodifiy kirish xotirasi (OP yoki RAM - tasodifiy kirish xotirasi) qattiq uzunlik yoki kenglikdagi mashina so'zlari (MC) yig'indisi sifatida tashkil etilgan (har bir MC tarkibidagi ikkilik yoki bitlar sonini anglatadi). Masalan, dastlabki shaxsiy kompyuterlar 8 bitli, keyin 16 bitli, keyin esa 32 va 64 bitli mashinalar edi. Bir vaqtlar hatto 45-bitli (M-20, M-220), 35-bitli (Minsk-22, Minsk-32) va boshqa mashinalar mavjud edi;
OP yagona manzil maydonini tashkil qiladi, MS manzillari pastdan yuqoriga oshadi;
ma'lumotlar ham, dasturlar ham OPga joylashtiriladi va ma'lumotlar maydonida bitta so'z, qoida tariqasida, bitta raqamga va dastur sohasida - bitta buyruqqa (mashina ko'rsatmasi - dasturning minimal va bo'linmas elementiga) mos keladi. ;
da buyruqlar bajariladi tabiiy ketma-ketlik(OPda ko'tarilgan manzillar) uchrashguncha boshqaruv jamoasi(shartli/shartsiz shox yoki shox), buning natijasida tabiiy ketma-ketlik buziladi;
CPU MS ga raqamlar yoki ko'rsatmalarni olish va/yoki yozish uchun OPdagi istalgan manzillarga o'zboshimchalik bilan kirishi mumkin.
7:SMP arxitekturali tizimlar
Simmetrik ko’p prosessorli arxitektura (SMP- symmetric multiprocessing). SMP–arxitekturaning asosiy afzalligi barcha prosessorlarga taqsimlanadigan umuiy fizik xotiraning mavjudligidir.
SMP-arxitekturaning sxematik ko’rinishi
Xotira prosessorlar o’rtasida xabarlarni uzatish uchun xizmat qiladi, bunda barcha hisoblash qurilmalari xotiraga murojant qilishda teng huquqlarga ega bo’lib barcha xotira yacheykalari uchun bir xil adresasiyaga ega. Shuning uchun SMP-arxitektura simmterik deyiladi. SMP tizimlar yuqori tezlikka ega bo’lgan tizim shinalari(SGI PowerPath, Sun Gigaplane, DEC TurboLaser) asosida quriladi. Shina slotlariga prosessorlar(MP), kiritish/chiqarish tizimi (I/O) va boshqa funksional bloklar ulanadi. Kiritish/chiqarish modullariga ulash uchun nisbatan past tezlikka ega bo’lgan shinalardan(PCI, VME64) foydalaniladi. Eng mashxur SMP-tizimlar Intel prosessorlari asosida qurilgan SMP-serverlar va ishchi stansiyalar hisoblanadi (IBM, HP, Compaq, Dell, ALR, Unisys, DG, Fujitsu va b.)
.8: MPP Massiv parallel arixitektura (MPP - massive parallel processing). Bu arxitekturaning asosiy afzalligi shuki xotira fizik jixatdan taqsimlangan. Bu xolda tizim alohida modullar asosida quriladi. Har bir modul prosessor, lokal operativ xotira, kommunikasion prosessorlar yoki tarmoq adapterlari, ba’zi hollarda qattiq disklar va/yoki boshqa kiritish/chiqarish qurilmalaridan tashkil topgan bo’ladi. Moxiyatiga ko’ra bunday modullar to’la funksiyali kompyuterlar hisoblanadi. Har bir moduldagi prosessorlar shu moduldagi OX bankiga murojaat qilish imkoniyatiga ega. Modullar bir biri bilan maxsus kommunikasion kanallar orqali bog’lanadi. Foydalanuvchi o’zi bog’langan prosessorning mantiqiy raqamini aniqlashi va boshqa prosessorlar bilan xabarlar almashishni tashkil qilishi mumkin. MPP-arxitekturali mashanalarda ikki xil ko’rinishdagi operasion tizim qo’llanilishi mumkin. Birinchi holda polnofunksionalnыy OT faqat boshqaruvchi mashinada (Front-end) ishlaydi, har bir modulda esa OT ning qisqartirilgan varianti ishlaydi va unda joylashgan parallel ilovalarning ishlashini ta’minlaydi. Ikkinchi holda esa har bir modulda alohida o’rnatiladigan UNIX OTga o’xshash OT ishlaydi.
9-NUMA gibrid arxitektura. Gibrid arxitekturaning asosiy afzalligi xotiraga bir jinsli bo’lmagan murojaat (NUMA - nonuniform memory access).
Gibrid arxitektura SMP va MPP arixitekturalarning afzalliklarini o’zida mujassamlashtirgan. Bu arxitekturaning moxiyati shuki xotira fizik jixatdan tizim qismlari o’rtisida taqsimlangan bo’lib mantiqiy jixatdan umumiy hisoblanadi. Shuning uchun foydalanuvchi yagona adreslar fazosiga ega bo’ladi. Tizim bir jinsli bazaviy modullar (platalar) asosida qurilgan. Har bir modul bir nechta prosessor va xotira blokidan tashkil topgan. Modullar yuqori tezlikka ega bo’lgan kommutator orqali bog’langan. Boshqa modullarning xotirasiga murojaat qurilmaviy jixatdan tashkil qilingan. Bu holda lokal xotiraga murojaat uzoqdagi xotiraga nisbatan bir necha barobat tez amalga oshiriladi. Moxiyatiga ko’ra NUMA arxitekturasi MPP arxitekturasi hisoblanib alohida hisoblash elementlari sifatida SMP tugunlardan foydalaniladi.
10. Vektor prosessorli parallel arxitektura (PVP - Parallel Vector Process). PVP-tizmilarning asosiy belgisi maxsus vektor-koveyer prosessorlarning mavjudligidir. Bu prosessorlarda mustaqil ma’lumotlar vektorini qayta ishlaydigan buyruqlar ko’zda tutilgan bo’lib ular konveyer funksional qurilmalarda samarali bajariladi. Bir nechta bunday prosessorlar (1-16) bir vaqtning o’zida umumiy xotira(SMP ga o’xshash) bilan ishlaydi. Bir qancha tugunlar kommutator yordamida birlashtirilishi mumkin(MPP ga o’xshash). PVP-arxitekturali tizimlar umumiy maqsadlarga mo’ljallangan mashinalar hisoblanadi (general purpose systems). Lekin vektor prosessorlar juda qimmat bo’lganligi sababli bu mashinalar ommabop bo’la olmaydi.
PVP-tizimlarda dasturlash paradigmasi sikllarni vektorlashtirish va ularni parallellashtirishni ko’zda tutadi.
Do'stlaringiz bilan baham: |