Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti nukus filiali

Nazorat savollari 

1.  Ko’p yadroli protsessorlar 

2.  Dasturiy oqimlar va oqimlarni qayta ishlash texnologiyasi 

3.  OpenMP texnologiyasidan foydalanish 

 

16 -mavzu: Oqimli qaya ishlashning standart vositalari, API standarti, 

OpenMP universal standarti, SSE kengaytirish buyruqlari, Intel ning ko’p 

yadroli prosessorlari uchun oqimli qayta ishlash 

 

REJA: 

16.1. Oqimli qayta ishlashning standart vositlari 

16.2. API standari 

16.3. OpenMP universal standarti 

16.4. SSE kengaytirish buyruqlari 

16.5. Intelning ko’p yadroli prosessorlari uchun oqimli qayta ishlash 

 

Kompyuterning  operatsion  tizimining  (OS)  ko'rinishi  bitta  dasturli  rejimdan 

ko'p  dasturli  (ko'p  dasturli)  ish  rejimiga  o'tishga  imkon  berdi.  Operatsion  tizim 

odatda bir nechta vazifani bir vaqtning o'zida bajarayotganiga ishonib, ko'p ishlarni 

talab  qiladi.  C  #  dasturchisi  nuqtai  nazaridan  OS  uchun  vazifa  -  bu  dastur  yoki 

loyiha. Turli xil operatsion tizimlar  bir xil  yoki  o'xshash tushunchalar  uchun  turli 

atamalardan  foydalanadi.  Bundan  tashqari,  OS  haqida  gapirganda,  Windows 

operatsion  tizimini  yodda  tutamiz  va  biz  bu  OS  operatsion  terminologiyasini 

ishlatamiz. 

Ilovamizning har bir bajarilgan loyihasi uchun operatsion tizim bir jarayonni 

yaratadi. Kompyuter har doim ishlayotgan vaqtda, OS turli jarayonlar bilan ishlaydi, 

---

ularning  aksariyati  rasmiy  hisoblanadi.  Antivirus  dasturlari  kabi  ushbu 

jarayonlarning  ba'zilari  kompyuterimda  doimo  mavjud  bo'lib,  kompyuter 

yoqilganda boshlanadi. 

OpenMP dasturida parallel dastur direktivalar yordamida maxsus tayinlangan 

dastur  -  parallel  qismlar  -  dasturiy  kodni  bir  necha  alohida  buyruqlar  oqimlariga 

(iplar)  bo'linishi  mumkin  bo'lgan  dastur  hisoblanadi.  Umuman  olganda,  dastur 

dastur  kodining  ketma-ket  (bir  nusxadagi)  va  parallel  (ko'p  qismli)  qismlari 

majmuasi sifatida ifodalanadi (4.2-rasmga qarang). 

Shuni ta'kidlash joizki, threadlar orasidagi hisob-kitoblarni taqsimlash tegishli 

OpenMP 

direktivalari 

tomonidan 

boshqariladi. 

Hisoblagich 

yukini 

muvozanatlashning (yukni muvozanatlash) muntazam taqsimoti  - parallel dasturni 

bajarishning  mumkin  bo'lgan  maksimal  tezlashuvini  olish  uchun  juda  muhim 

ahamiyatga ega. 

Mavzular turli xil protsessorlarda (protsessor yadrosi) bajarilishi mumkin yoki 

bitta hisoblash elementida bajarilishi uchun guruhlangan bo'lishi mumkin (bu holda 

ular  vaqtni  almashish  rejimida  amalga  oshiriladi).  Cheklash  jarayonida  parallel 

dasturni  amalga  oshirish  uchun  bitta  protsessor  qo'llanilishi  mumkin  -  odatda,  bu 

usul parallel dasturning to'g'riligini dastlabki tekshirish uchun ishlatiladi. 

Iplar  soni  parallel  dastur  qismlarini  bajarish  boshida  aniqlanadi  va  odatda 

tizimdagi  mavjud  hisoblash  elementlarining  soniga  to'g'ri  keladi;  Yaratilgan  iplar 

sonini o'zgartirish turli OpenMP vositalaridan foydalangan holda amalga oshirilishi 

mumkin. Dasturning parallel qismlarida barcha oqimlar navbat bilan 0 dan np - 1 ga 

qayta  numaralandırılır,  bu  erda  np,  jami  oqim  soni.  Oqimning  raqamini  OpenMP 

funktsiyasidan foydalanib ham olish mumkin. 

Parallelizmni tashkil qilish uchun OpenMP ishlarini qo'llash ko'p protsessorli 

hisoblash tizimlarining afzalliklarini umumiy xotira bilan birgalikda ko'rib chiqishga 

imkon  beradi.  Avvalo,  bir  xil  parallel  dasturning  iplari  umumiy  manzillar 

maydonida  ishlaydi,  bu  parallel  holda  ishlaydigan  ish  zarrachalar  uchun  umumiy 

ma'lumotlardan foydalanishga imkon beradi (tarqalgan xotirali tizimlar uchun MPI 

texnologiyasidagi jarayonlardan farqli o'laroq). Bundan tashqari, ishlarni boshqarish 

---

(yaratish, to'xtatib qo'yish, faollashtirish, tugatish) jarayonlarga nisbatan OS uchun 

kamroq ish haqi talab qiladi. 

Yuqorida  ta'kidlab  o'tilganidek,  iplar  parallel  dasturning  umumiy  manzil 

maydonida  amalga  oshiriladi.  Natijada,  parallel  oqimlarning  o'zaro  ta'siri  barcha 

oqimlar uchun mavjud bo'lgan umumiy ma'lumotlardan foydalanish orqali tashkil 

qilinishi  mumkin.  Oddiy  vaziyat  -  faqat  o'qiladigan  ma'lumotlardan  foydalanish. 

Umumiy  ma'lumotlar  bir  nechta  oqimlarda  o'zgarishi  mumkin  bo'lgan  hollarda, 

to'g'ri  o'zaro  munosabatlarni  tartibga  solish uchun  maxsus harakatlar  talab  etiladi. 

Aslida, ikkita iplar bir xil dastur kodini bajarishi kerak 

n = n + 1; 

umumiy o'zgaruvchan n uchun. Keyinchalik, ijro etilish sharoitlariga qarab, bu 

operatsiyani (bu to'g'ri natijaga erishishga olib keladigan) amalga oshirish mumkin 

yoki  har  ikkala  oqim  bir  vaqtning  o'zida  o'zgarmaydigan  n  qiymatini  o'qishi 

mumkin,  bir  vaqtning  o'zida  bu  o'zgaruvchiga  yangi  qiymatni  oshiradi  va  yozadi 

(natijada  noto'g'ri  qiymat  olinadi).  Shunga  o'xshash  vaziyat,  agar  hisob-kitoblar 

natijasi  oqimlarning  bajarilishiga  bog'liq  bo'lsa,  irqi  shartlarini  (poyga  sharoitini) 

oladi.  Rassomni  istisno  qilish  uchun  umumiy  o'zgaruvchan  qiymatlardagi 

o'zgarishlarni  bir  vaqtning  o'zida  bitta  bitta  oqim  bilan  amalga  oshirilishini 

ta'minlash kerak - ya'ni umumiy ma'lumot bilan ishlashda oqimlarni o'zaro ajratib 

olishni  ta'minlash  kerak.  OpenMPda  ajralmas  (atom)  operatsiyalari,  tanqidiy 

bo'linishlar  mexanizmi  (kritik  bo'limlar)  yoki  semafor  qulflarning  maxsus  turi 

(qulflar) yordamida o'zaro tenglashtirilishi mumkin. 

Shuni ta'kidlash kerakki, o'zaro mutlaqo tashkillashni tashkil etish masalalarni 

parallel  ravishda  amalga  oshirish  imkoniyatini  kamaytiradi  -  umumiy 

o'zgaruvchanlarga  bir  vaqtning  o'zida  kirish  imkoniyatini  beradi,  ulardan  faqat 

bittasi  ishlashni  davom  ettirishi  mumkin,  boshqa  barcha  masalalar  bloklanadi  va 

umumiy ma'lumotlar tarqalishini kutadi. Ta'kidlash joizki, umumiy ma'lumot bilan 

ishlashda o'zaro hisobdan chiqarishni tashkil etish majburiy hisoblanadi, biroq ish 

zarrachalarining  paydo  bo'lish  kechikishi  (tiqilib  qolishi)  o'z  vaqtida  kam  bo'lishi 

kerak. 

---

OpenMP tuzilishi: 

•  Direktivlar 

•  Funksiyalar kutubxonasi 

•  Bir qator o'zgaruvchilari. 

Ushbu tartibda OpenMP texnologiyasining imkoniyatlari ko'rib chiqiladi. 

Ushbu  standart  C90,  C99,  C  ++,  Fortran  77,  Fortran  90  va  Fortran  95 

algoritmlari  uchun  OpenMP  foydalanishni  ta'minlaydi.  OpenMP  direktivasining 

formatini va barcha dasturlarning misollaridan C da taqdim etiladi; Fortran tili uchun 

OpenMP texnologiyasidan foydalanish xususiyatlari 5.8.1-bandda keltirilgan. Eng 

umumiy  shaklida  OpenMP  direktivasining  formati  quyidagicha  ifodalanishi 

mumkin: 

 

#pragma omp  [

[[,]
] ...] 

       

Direktivning  boshlang'ich  qismi  (#pragma  omp)  sobit  bo'ladi,  direktivaning 

turi uning nomi (Direktiv_yeni) bilan belgilanadi, har bir direktiv o'zboshimchalik 

bilan  parametrlar  soni  bilan  birga  bo'lishi  mumkin  (ingliz  tilida,  OpenMP 

direktivasining parametrlari atamalar jumlasidan foydalanadi). 

 

Misol uchun, biz bir ko'rsatmaga misol keltiramiz: 

 

#pragma omp parallel default (shared) 

      \ Shaxsiy (beta, pi) 

       

Misol,  ko'rsatmalarni  o'rnatish  uchun  dasturning  bir  nechta  yo'nalishidan 

foydalanish mumkinligini ko'rsatadi - davom etish mavjudligini belgisi "\" teskarisi. 

Birinchi parallel dastur misoli 

Juda  muhim  nuqta  ta'kidlab  o'taylik  -  shuni  anglash  mumkinki,  OpenMP 

texnologiyasining  imkoniyatlarini  qisqacha  ko'rib  chiqish  oddiy,  ammo  parallel 

dasturlarni ishlab chiqish uchun etarli. Yangi dasturlash tillarini  - "Salom Dunyo" 

---

degan  salom  yo'lini  chiqadigan  dasturni  ishlab  chiqishda  dastlab  amalda  standart 

dastur ishlab chiqaylik. Shunday qilib: 

 

#include  

main () { 

   / * Parallel parchani tanlash * / 

#pragma omp parallel 

   {printf ("Salom Dunyo! \ n"); 

   } / * Parallel parchani * / 

}