1: Yuqori unumli kompyuter tizimlarining qo’llanilish soxalari

STARAN sistemasi.
AKSh da ishlab chikarilgan bu sistema uzini kulayligi Bilan boshka sistemadan ajralib turadi.
Matrisali sistemadan bu sistemaning kulayligi shundaki bunda nafakat uzaro boglanish eslash sistemasi balkim kup sonli kurish sistemalari murojaat kili shva unga ketma-ket razryadlarga, yoki bir suz Bilan, aperatsiya prosessorlar elementlari xar suz uchun eslash kobiliyatiga va yaka ma’lumot berilganlarni xammasi bir joy bir joyda tulash va joy almashtirish sxemalariga egadir.
Bu sistemaning asosiy elementlari negizi bu kup tarmokli assosiativ matrisa-assosiativ modul (AM) bulib u kvadratda 256-razryad 256-so’zga ega bo’lib umumiy hisobi 65536 bit ma’lumotga ega. Informatsiyani tahlil kilish uchun 256 ta prosessor elementi bor bo’lib u ketma-ket razryaddan razryadga o’tib so’zlarni taxlil qiladi.
Hamma RE prosessor element birdaniga ishlay boshladi, bir komanda orqali berilayotgan boshqarish qurilmasidan, shunday qilib bir komanda orqali hamma tanlanib olingan o’xshashliklar tahlil qilinadi.
Joy o’zgartirish sxemasi ma’lumotlarni boshqa joyga ko’chirish yo bir joyda to’plashda parallel holda ham arimatik ham mantiqiy aperatsiyalarni bajara oladi.
Operasiyalarningkatta qismi 256-razryadli so’zlar orqali bajariladi. Operatsiya qatnashayotgan bir necha so’zlarjuda ham kam qo’llaniladi. Odatga ko’ra 250-razryadli so’z assosiativ matrisani programistlar turli uzunliklardagi maydonlarga bo’lishadi va tahlil qilish jarayonida shu mayodonlar ustida arifmetik va mantiqiy usullarni qo’llashadi.

Rasm 893. STARAN sistemasi prosessorli taxlil.

STARAN sistemasi asosiy shaklida bitta AM tashkil qilgan, ammo modullar soni bu sistemada 1 dan 32 gacha o’zgarishi mumkin shunday qilib sistemadagi maksimal komplektasiyada 256k bay informasiya assosiativ tahlil orqali ishlaydi.

Ishlash va informasiyani tahlil qilish 256 prosessorli elementlar juda yuqori tezlikda ishlaydiv va qolgan sistemadagi elementlar shunday loyihalanganki bular o’sha tezlikni susaytirmaslikka yordamlashadi, boshqarish qurilmasi assosiativ modullar bilan xotira saqlanayotgan boshqaruv xotirasida operatsiyalarnitashkil qilib har bir komanda ustidan beradi.

22. 
    Buzilishga barqaror kompyuter tizimlarining asosiy tushunchalari
    

Hisoblash tizimlarini qurishning asosiy muammolaridan biri hamma vaqt ularning davomli faoliyat ko’rsatishni ta’milash masalasi bo’lib qolmoqda. Bu masala 3 ta asosiy qismdan iborat:ishonchlilik,tayyorlilik va qulay xizmat ko’rsatish. Bu 3 ta berilma birinchi navbatda ish jarayonida sodir bo’ladigan buzilish va uzilishlarni oldini olish uchun kurashadi. Bu kurash o’zaro bog’langan va birgalikda qo’llanilgan bu 3 yo’nalish bo’yicha olib boriladi.

Ishonchlilikni oshirish buzilishlar va to’xtab qolishlar intensivligini kamaytirish orqali nosozliklarni bartaraf qilish prinsipiga asoslangan. Bunga yuqori va o’ta yuqori integrallashgan elektron sxemalar komponentalardan foydalanish, shovqinlar darajasini kamaytirish, sxemalarning soddalashtirilgan ishlash rejimlari, qurilmalani yig’ish usullarini takomillashtirish orqali erishish mumkin. Tizim ishonchliligini oshirishning asosiy maqsadi unda saqlanayotgan ma’lumotlarning butunligidir(yaxlitligi). Ishonchlilikning o’lchov birligi buzilishlarni bartaraf qilish o’rtacha vaqti(MTBF-Mean Time Between Failure) hisoblanadi.
Unumning yuqori bo’lishi ma’lum chegaralarda buzilishga ta’sir ko’rsatib bosim o’tkazadi va kuzatuv ashyolari va korreksiya xatolari yordamida ishlash tizimi to’xtab qolishi mumkin, hamda turli buzilishga barqaror arxitekturalarning turli variantlariga asoslangan apparatura va dasturiy ta’minotini qo’llagan holda avtomatik tarzda hisoblash jarayonini tuzatib bo’lmasligi mumkin. Bu yerda unum koyeffisiyenti asosiy o’lchagich bo’lib hisoblanadi, u sistemaning kelib chiqish ehtimolligini va istalgan erkin vaqt momentini aniqlaydi, bu yerda MTBF/( MTBF +MTTR) sifatida aniqlanadi,bu yerda MTTR-qayta tiklanishning o’rtacha vaqti, xatolik momentining o’rtacha vaqt oralig’idagi aniqlanishi va tizimning to’la funksiallikka qattiq moment.

22. 
    Prosessorlarning Garvard arxitekturasi
    

Garvard arxitekturasi Govar Eyken tomonidan 1930-yillar oxirida Garvard universitetida hisoblash amallarining bajarilish tezligini oshirish va xotiraning ishlashini optimallashtirish maqsadida yaratilgan.
30-yillarda AQSh hukumati Garvard va Prinston universitetlariga harbiy-dengiz artilleriya uchun kompyuter arxitekturasini ishlab chiqarishni topshirdi. Priston universiteti ishlanmasi g’olib bo’ldi va u fon Neymat arxitekturasi nomini oldi. U ishlab chiqarish uchun oddiy edi. Garvard arxitekturasi 70-yillar oxrigacha qo’llanilmadi.
Garvard arxitekturasi ikkita fizik jixatdan ajratilgan ma’lumotlar shinasiga ega. Bu bir vaqtning o’zida xotiraga ikkita murojaatni amalga oshirishga imkon beradi: haqiqiy Garvard arxitektura bitta shinani ma’lumotlarni tanlash uchun (adreslar shinasi), boshqasini esa operandlarni tanlash uchun (ma’lumotlar shinasi) ajratadi. Ammo DSP amallarini bajarish uchun bu yetarli emas, chunki ular asosan ikkita operanddan fodalanadi. Shuning uchun signallarni raqamli qayta ishlashda qo’llaniladigan Garvard arxitekturasi adreslar shinasini ham ma’lumotlarga murojat qilish uchun foydalanadi. Shuni ta’kidlash joizki ko’pincha uchta komponenta – buyruq va ikkita operandni tanlash kerak bo’ladi. Haqiqiy Garvard arxitekturasi bunday imkoniyatga ega emas. Bunday holda mazkur arxitektura tarkibiga kesh-xotira kiritiladi. Bu xotira qayta ishlatiladigan buyruqlarni saqlashda qo’llanilishi mumkin. Kesh-xotiradan foydalanilganda ma’lumotlar shinasi va adreslar shinasi bo’sh qoladi bu esa ikkita operandni tanlash imkonini beradi. Bunday kengaytirish ya’ni Garvard arxitekturasi va kesh-xotira kengaytirilgan Garvard arxitekturasi yoki SHARC (Super Harvard ARChitecture) deyiladi
Garvard arxitekturasi ikkita xotira shinasini talab etadi. Bu mikrochipni ishlab chiqarish tannarxini oshiradi. Masalan, 32-bitli so’zlar va 32-bitli adreslar fazosi bilan ishlaydigan prosessor har bir shina uchun 64 tadan, jami 128 ta chiqishlarni talab etadi. Bu mikrochip o’lchamlarining kattalashishiga va uning sxemasini loyixalashning murakkabligiga olib keladi.

22. 
    CISC va RISC arxitekturalarining asosiy farlari
    
23. 
    PA-RISC prosessorlarining afzalliklari va kamchiliklari
    
24. 
    PA-RISC arxitekturasiga asoslangan prosessorlarning xarakteristikalari
    
25. 
    Hewlett-Packard kompaniyasining PA-RISC arxitekturasiga asoslangan serverlarining xususiyatlari
    

CISC arxitekturasi
CISC bu Kompleks Instruction Set Computer- ning qisqartmasi . CISC protsessorlari 1970-yillarda RISC (Reduced Instruction Set Computers) protsessorlari evolyutsiyasidan oldin paydo bo'lgan. Ushbu davrda kompyuter xotirasi "kichik" va "juda qimmat" ishlatiladi. CISC protsessorlari xotirani qisqartirish uchun kodni soddalashtirish va uni qisqartirishda yordam berdi. CISC protsessorida bitta yo'riqnomada "bir nechta past darajadagi operatsiyalar" mavjud. Bu CISC ko'rsatmalarini qisqa, ammo "murakkab" qiladi. RISC ta'rifi Qisqartirilgan ko'rsatmalar to'plami (RISC) ko'rsatmalar to'plamlari odatda 100 dan kam ko'rsatmalarga ega va belgilangan ko'rsatmalar formatidan foydalanadi (32 bit). Unda bir nechta oddiy adreslash rejimlaridan foydalaniladi. Ro'yxatga olish bo'yicha ko'rsatmalar qo'llaniladi, ya'ni ro'yxatdan o'tish mexanizmi ishlatilishini anglatadi. LOAD / STORE - bu xotiraga kirish uchun yagona mustaqil ko'rsatma.Kontekstni almashtirish tezligini oshirish uchun katta registr fayli ishlatiladi. Ko'rsatmalar to'plamlarining soddaligi bitta VLSI mikrosxemasida butun protsessorlarning ishlashiga olib keldi. Qo'shimcha imtiyozlar yuqori soat tezligi, mavjud RISC / superscalar protsessorlarida yuqori MIPS reytingini boshqaradigan past CPI.CISC ta'rifi. Kompleks kompyuterlar to'plami (CISC) ko'rsatmalar to'plamida 120 dan 350 gacha ko'rsatmalar mavjud. Bu o'zgaruvchan ko'rsatmalar / ma'lumotlar formatlarini ishlatadi, lekin umumiy maqsadli registrlarning kichik to'plami, ya'ni 8-24. Katta buyruqlar to'plamining sababi o'zgaruvchan formatdagi ko'rsatmalardan foydalanishdir. Xotiraga mos yozuvlar operatsiyalari juda ko'p sonli adreslash rejimlari yordamida amalga oshiriladi.
Hewlett Packard PA-RISC arxitekturasining afzalliklari va kamchiliklari Hewlett-Packard zamonaviy mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun asos - PA-RISC arxitekturasi. Kompaniyani 1986-yilda ishlab chiqdi va bir necha chipdan yagona chipli dizayngacha integratsiyalashgan texnologiyalarning muvaffaqiyati tufayli rivojlanishning bir necha bosqichlarini boshlab berdi. 1992-yil sentabr oyida Hewlett-Packard HP 9000 seriyali 700 Ish Stantsiyasining oilasi va HP 9000 Series 800 Business Server oilasini qurish uchun asos bo'lib kelgan o'zining superskalarli PA-7100 protsessorini yaratishni e'lon qildi. - va PA-7100 kristalining amalga oshirilishidan 99 MHz. Bundan tashqari, 64, 80 va 100 MHz soat tezligi bilan o'zgartirilgan PA-7100LC kristallari va 125 MHz soat tezligi bilan PA-7150, shuningdek, 90 va 100 MHz soat tezligi bilan PA-7200 chiqarildi. Kompaniya 200 MGts da ishlaydigan va 360 ta SPECint92 va 550 SPECfp92 birliklarini ta'minlaydigan yangi avlod HP 8000 protsessorini faol ravishda rivojlantirmoqda. Ushbu kristalning ko'rinishi 1996 yilda kutilmoqda. Bundan tashqari, Hewlett-Packard Intel bilan hamkorlikda Intel x86 oilasi va PA-RISC oilasi bilan mos keladigan juda uzoq buyruqli so'z (VLIW me'morchiligi) bilan yangi protsessorni yaratishni rejalashtirmoqda. Ushbu protsessorning chiqarilishi 1998 yilga rejalashtirilgan.
PA-RISC me'morchiligining o'ziga xos xususiyati keshni yopiq chipli dastur bo'lib, bu kesh xotirasining turli miqdorlarini amalga oshirish va foydalanish shartlariga qarab dizayni optimallashtirish imkonini beradi (1.3.1-rasm). Buyruqlar va ma'lumotlar alohida kesh-da saqlanadi va protsessor yuqori tezlikda 64-bitli avtobuslarni ishlatib, ularga ulangan. Kesh xotirasi yuqori tezlikda ishlaydigan statik xotira (SRAM) kristallari orqali amalga oshiriladi, ular bevosita protsessor soati chastotasida sinxronlanadi. 100 MGts soatlik chastotada har bir keshda o'qish jarayoni amalga oshirilganda va yozish operatsiyalari paytida 400 MB / s gacha bo'lgan tezlikda 800 Mb / s gacha bo'lgan tarmoqli kengligi mavjud. Mikro-protsessor uskuna turli xil kesh xotirasini qo'llab-quvvatlaydi: buyruqlar keshining hajmi 4 KB dan 1 MBgacha, ma'lumotlar keshi 4 KB dan 2 MBgacha bo'lishi mumkin.

39.