Raqamli texnologiyalar

Kalit so’zlar:
Nutq signallari, ko’p yadroli protsessorlar, parallel algoritm 
Keywords:
Speech signals, multi-core processors, parallel algorithm 
Ma'lumki, tovushlar tabiatda muhim ahamiyatga ega bo'lib, tovushlar asosida nutq 
signallari vujudga keladi. Nutq signallari orqali inson muloqot qiladi. Odatda inson
eshitadigan tovushlar, so'zlar, gaplar va frazalar ma'lum bir hajmdagi fonemalar 
to'plamidan tashkil topadi. Bu to'plam har bir til uchun turlicha bo'lishi mumkin.
Ular, asosan, talaffuz etilishi va transkriptsiyasi bilan bir-biridan farq qiladi. Nutq 
signallarini axborot tizimlariga tadbiq qilish orqali inson nutqini tahlil qilish, ularni bir-
biridan ajratish kabilar orqali juda ko'p sohalarda keng imkoniyatlarga ega bo'lish 
mumkin. 
Ko'p yadroli protsessorlardan nutq signallarni spektral tahlil qilish jarayonlarida
yetarlicha samarali foydalanilmayapti. Nazariy jihatdan deyarli barcha N – yadroli 
protsessorlarning ishlash tezkorligini N martaga juda yaqin bo'lgan qiymatgacha
oshirish imkoniyati mavjudligiga qaramasdan, bu tezkorlik hozirda yetarli darajada 
ta'minlanmagan. Tezlikorlikni oshirish esa nutqiy signallarni qayta ishlashda dolzarb 
masalalardan biri bo'lib hisoblanadi. Tezkor qayta hisoblash, dastur turiga sezilarli

---

62 
RAQAMLI TEXNOLOGIYALAR VA TA’LIM ISTIQBOLLARI 
darajada bog'liqdir. Ya'ni, dastur algoritmi ketma-ket yoki parallelashgan usulda ekanligi 
tezkorlikni belgilab beradi. Bunday muammoli masalalar turiga ko'p yadroli hisoblash 
tizimlarida nutq signallarini spektral tahlil qilish usullarini kabilarni misol qilish 
mumkin.
Ketma-ket algoritmni parallel holga o'girish uchun avvalam bor yechilayotgan
masalani tarkibini tubdan tahlil qilish va unda mavjud takroriy jarayonlar qismini va
shunga tegishli bo'lgan raqamli ishlov beriladigan mustaqil ma'lumotlar to'plamini 
aniqlashni talab etiladi.
Ishlab chiqilgan algoritmning optimalligini baholash bu uning ketma-ket bajarilishini 
parallel holda bajarilishiga nisbatan belgilanadi. Bunga esa Amdal qonunini asos
sifatida keltirish mumkin. Bu quyidagi formula asosida hisoblanadi: 
bu yerda K – tezkorlik darajasi, T1- ketma-ket bajarilganda ketgan vaqt miqdori, T2 
– bu esa parallel bajarilganda sarflangan vaqt miqdoridir. 
Nutq signalining spektr qiymatlarini hosil qilish uchun umumiy xotiraga ega ko'p
yadroli protsessorli hisoblash mashinalarida Diskret kosinus o'zgaritirishidan (DKO') 
foydalandi. Spektral tahlil qilish nutq signalining umumiy xususiyatlarini o'zida qamrab 
olish imkoniga ega bo'lgan bo'lib, parametrik holatga o'tkazishning bir bosqichi
hisoblanadi va dasturchiga parallellashtirish imkoniyatlaridan keng foydalanishga imkon 
beradi .

---

63 
RAQAMLI TEXNOLOGIYALAR VA TA’LIM ISTIQBOLLARI 
Diskret kosinus o'zgartirishning asosiy funktsiyasi davriy hisoblanadi. Uning
koeffitsient matritsa elementlari quyidagi formula asosida hisoblanadi: 
Nutq signali vektori va DKO' matritsasi parallellashtirishda hosil qilinadigan oqimlar 
uchun umumiy ma'lumotlar to'plami hisoblanadi. Barcha ma'lumotlar to'plami
oqimlarga ajratish davrida teng taqsimot qonuni asosida amalga oshiradi. 
Quyida nutq signalini spektral tahlil qilish algoritmining blok -sxemasi keltirilgan (1-
rasm). Qayta ishlash dasturi ishga tushirilgach, nutq sigali vektori, hamda diskret kosinus 
o'zgartirish matritsasi elementlari initsializatsiyalanadi.
Bunda signal vektori bo'lgan tanlanadigan freym uzunligi muhim ahamiyatga ega 
bo'lib, qayta ishlash jarayonining yakunga 
yetish yoki yetmasligini belgilab beradi.
Freym o'lchami operativ xotira hajmidan
kichik bo'lgan holatda DKO' matritsasi va nutq 
signali vektori parallel qayta ishlash uchun 
oqimlarga ajratiladi. Agar operativ xotira
hajmi yetarli bo'lmagan taqdirda, qayta ishlash 
jarayoni to'xtatiladi. 
Yaratilgan oqimlardagi qiymatlar dinamik
xotiraga yuklanadi. Dastlab parallel qayta
ishlash amalga oshiriladi va unga ketgan
vaqt hisoblanadi. 
1-rasm. Signalni qayta ishlash blok-sxemasi 
Qayta ishlash so'nggida qayta ishlash uchun ketgan vaqtlarning nisbati orqali qayta 
ishlash samaradorligi aniqlanadi.

---

64 
RAQAMLI TEXNOLOGIYALAR VA TA’LIM ISTIQBOLLARI 
Yuqorida aytib o'tilgan imkoniyatlarni amalga oshirishda TBB va OpenMP
parallelashtirish paketlaridan foydalanish orqali yuqori samaradorlikki erishish 
mumkin.