Mavzu: Parallel hisoblashlarga asoslangan kompyuterlar va kompyuter tizimlari

Kompyuter tasnifi
Kompyuterlar dunyosi xilma-xil bo'lib, miniatyura o'rnatilgan kompyuterlardan tortib, alohida binolarni egallaydigan ko'p tonnali superkompyuterlarga qadar. Ular turli yo'llar bilan tasniflanishi mumkin. Birinchi va eng oddiy tasniflardan birini ko'rib chiqing - kompyuterda ma'lumotlarni qayta ishlash qanday ishlashiga asoslangan Flinn tasnifi. Ushbu tasnifga ko'ra barcha kompyuterlarni (hisoblash tizimlarini) to'rtta sinfga bo'lish mumkin - arxitekturaga ega kompyuterlar:

• 
  SISD (Yagona ko'rsatmalar oqimi - Yagona ma'lumotlar oqimi) - bitta ko'rsatmalar oqimi - yagona ma'lumotlar oqimi. Ushbu sinfga dastur ko'rsatmalari ketma-ket bajarilib, keyingi ma'lumotlar elementini qayta ishlovchi fon Neyman arxitekturasiga ega oddiy "ketma-ket" kompyuterlar kiradi.
  
• 
  SIMD (Bitta ko'rsatma oqimi - Bir nechta ma'lumot oqimi) - bitta buyruq oqimi - bir nechta ma'lumotlar oqimi. Ushbu turga vektorli va matritsali protsessorli kompyuterlar kiradi.
  
• 
  MISD (Multiple Instruction stream - Bitta ma'lumot oqimi) - Bir nechta ko'rsatmalar oqimi - bitta ma'lumotlar oqimi. Ushbu turga ma'lumotlarni qayta ishlashning konveyer turiga ega kompyuterlar kiradi. Biroq, ko'p odamlar bunday kompyuterlarni birinchi turga murojaat qilish kerak, deb hisoblashadi va MISD sinfining kompyuterlari hali yaratilmagan.
  
• 
  MIMD (Multiple Instruction stream - Ko'p ma'lumot oqimi) - bir nechta ko'rsatmalar oqimi - bir nechta ma'lumotlar oqimi. MIMD klassi juda keng va hozirda juda xilma xil arxitekturadagi ko'plab kompyuterlarni o'z ichiga oladi. Shuning uchun MIMD sinfiga kiruvchi kompyuterlarni aniqroq tasniflash uchun boshqa tasniflar taklif etiladi.
  

MIMD sinfidagi kompyuterlarning batafsil tasnifini ko'rib chiqmaymiz. Keling, faqat kompyuterlarni uchta sinfga bo'lishning yana bir usuli haqida to'xtalamiz:

• 
  Multiprotsessorli hisoblash tizimlari - bu umumiy xotirada ishlaydigan bir nechta protsessorli kompyuterlar. Ushbu sinf bugungi kunda bozorda sotiladigan ko'p yadroli kompyuterlarning ko'pini o'z ichiga oladi.
  
• 
  Ko'pkompyuterli hisoblash komplekslari - tezkor aloqa liniyalari bilan bog'langan ko'plab kompyuterlarni aks ettiradi. Har bir kompyuter o'z xotirasiga ega va ma'lumotlarni uzatish uchun tizimdagi boshqa kompyuterlar bilan xabar almashadi. Ushbu sinf klasterlarni o'z ichiga oladi. Klaster bir butun sifatida ko'rib chiqiladigan hisoblash kompleksi sifatida tushuniladi, ba'zi bir maxsus kompyuterlar server rolini o'ynaydi. Klasterni tashkil etadigan kompyuterlar oddiy kompyuterlar bo'lishi mumkinligi sababli, klasterlar nisbatan arzon. Top 500 superkompyuterlarining aksariyati klasterlardir.
  
• 
  Gibrid hisoblash tizimlari - ko'plab tugunlardan iborat bo'lib, ularning har biri multikompyuter, multiprotsessor, grafik yoki vektorli protsessor bo'lishi mumkin. Bunday komplekslar odatda superkompyuterlardir.
  

Parallel dastur algoritmi, qoida tariqasida, parallel va ketma-ket bo'limlarning ketma-ketligi hisoblanadi. Parallel dastur algoritmi bilan aniqlangan sxemalar bo'yicha dasturning parallel qismiga ma'lumotlar tarqatish va ma'lumotlar almashinuvi kiradi. Dasturning ketma-ket qismi, qoida tariqasida, barcha yoki alohida jarayonlarda ma'lumotlarni arifmetik qayta ishlashni belgilaydi.