1.1 Yuqori samarali hisoblash. Parallellik Hisoblash texnologiyasining rivojlanish tezligini kuzatish oson: ENIACdan (umumiy foydalanish uchun birinchi elektron raqamli kompyuter) sekundiga bir necha ming operatsiyalarni bajaradigan Tianhe-2 superkompyuterigacha (sekundiga 1000 trillion suzuvchi nuqta operatsiyalari). Bu shuni anglatadiki, hisoblash tezligi 60 yil ichida trillion marta oshdi. Yuqori samarali hisoblash tizimlarini yaratish eng murakkab ilmiy va texnik muammolardan biridir. Hisoblash tezligini hisobga olsak texnik vositalar faqat bir necha million marta o'sdi, hisoblashning umumiy tezligi trillionlab marta oshdi. Bu ta'sirga hisoblashning barcha bosqichlarida parallellik qo'llanilishi natijasida erishiladi. Parallel hisoblash ratsional xotira ajratilishini topishni talab qiladi. ishonchli usullar axborot uzatish va hisoblash jarayonlarini muvofiqlashtirish.
1.2 Nosimmetrik ko'p ishlov berish Simmetrik ko'p ishlov berish (qisqartirilgan SMP) yoki nosimmetrik ko'p ishlov berish - ko'p protsessorli tizimlarning maxsus arxitekturasi bo'lib, unda bir nechta protsessorlar umumiy xotiraga kirish imkoniga ega. Bu juda keng tarqalgan arxitektura bo'lib, u so'nggi paytlarda juda keng qo'llanilmoqda.
SMP -dan foydalanganda bir vaqtning o'zida bir nechta protsessorlar kompyuterda ishlaydi, ularning har biri o'z vazifasi bo'yicha. Yuqori sifatli operatsion tizimga ega SMP tizimi protsessorlar o'rtasida vazifalarni oqilona taqsimlab, ularning har biriga teng yukni ta'minlaydi. Biroq, xotiraga kirishda muammo bor, chunki hatto protsessorli tizimlar ham nisbatan talab qiladi uzoq vaqt... Shunday qilib, SMPda RAMga kirish ketma -ket sodir bo'ladi: avval bitta protsessor, keyin ikkinchi.
Yuqorida sanab o'tilgan xususiyatlar tufayli SMP tizimlari faqat ilmiy sohada, sanoatda, biznesda va kamdan -kam hollarda ish ofislarida qo'llaniladi. Uskunani amalga oshirishning yuqori narxidan tashqari, bunday tizimlar vazifalarning ko'p bosqichli bajarilishini ta'minlaydigan juda qimmat va sifatli dasturiy ta'minotni talab qiladi. Oddiy dasturlar (o'yinlar, matn muharrirlari) SMP tizimlarida samarali ishlamaydi, chunki ular bu parallellik darajasini ta'minlamaydilar. Agar siz biron bir dasturni SMP tizimiga moslashtirsangiz, u holda protsessorli tizimlarda ishlash juda samarasiz bo'lib qoladi, bu esa bir xil dasturning bir nechta versiyasini yaratish zarurligiga olib keladi. turli xil tizimlar... Istisno, masalan, ko'p protsessorli tizimlarni qo'llab-quvvatlaydigan ABLETON LIVE dasturi (musiqa yaratish va Dj-to'plamlarini tayyorlash uchun mo'ljallangan). Agar siz oddiy dasturni ko'p protsessorli tizimda ishlatsangiz, u hali ham protsessorli tizimga qaraganda biroz tezroq ishlaydi. Bu boshqa bo'sh protsessorda bajariladigan apparat uzilishlari (yadro bilan ishlash dasturini to'xtatish) bilan bog'liq.
SMP tizimi (parallel hisob -kitoblarga asoslangan boshqa tizimlar kabi) xotira shinasining o'tkazish qobiliyati kabi xotira parametrlariga talablarni oshiradi. Bu ko'pincha tizimdagi protsessorlar sonini cheklaydi (zamonaviy SMP tizimlari 16 protsessorgacha samarali ishlaydi).
Protsessorlar umumiy xotiraga ega bo'lgani uchun undan oqilona foydalanish va ma'lumotlarni muvofiqlashtirishga ehtiyoj bor. Ko'p protsessorli tizimda ma'lum bo'lishicha, umumiy xotira manbasi uchun bir nechta keshlar ishlaydi. Keshning muvofiqligi - bu umumiy resurs uchun alohida keshlarda saqlanadigan ma'lumotlarning yaxlitligini ta'minlaydigan kesh xossasi. Bu kontseptsiya xotira muvofiqligi kontseptsiyasining alohida holatidir, bu erda bir nechta yadrolar umumiy xotiraga kirish imkoniyatiga ega (bu zamonaviy ko'p yadroli tizimlarda hamma joyda mavjud). Agar biz bu tushunchalarni umumiy ma'noda ta'riflasak, rasm quyidagicha bo'ladi: bir xil ma'lumotlar bloki har xil keshlarga yuklanishi mumkin, bu erda ma'lumotlar har xil usulda qayta ishlanadi.
Ma'lumotni o'zgartirish to'g'risida bildirishnomalarni ishlatmaslik xatolikka olib keladi. Keshning izchilligi bunday qarama -qarshiliklarni bartaraf etish va keshlardagi ma'lumotlar izchilligini saqlash uchun mo'ljallangan.
SMP tizimlari-Flynn hisoblash tizimlari tasnifi (Stenford universiteti professori, Palyn Associates asoschilaridan biri) MIMD (ko'p tuzilmali ko'p ma'lumotlar) kichik guruhi. Bu tasnifga ko'ra, parallel tizimlarning deyarli barcha turlarini MIMD deb tasniflash mumkin.
Ko'p protsessorli tizimlarning turlarga bo'linishi xotiradan foydalanish tamoyiliga ko'ra bo'linish asosida sodir bo'ladi. Bu yondashuv quyidagi muhim turlarni ajratishga imkon berdi
ko'p protsessorli tizimlar - ko'p protsessorlar (umumiy xotiraga ega bo'lgan ko'p protsessorli tizimlar) va ko'p kompyuterlar (alohida xotirali tizimlar). Parallel hisoblashda ishlatiladigan umumiy ma'lumotlar sinxronizatsiyani talab qiladi. Ma'lumotlarni sinxronlashtirish vazifasi eng muhim muammolardan biri bo'lib, uning echimi ko'p protsessorli va ko'p yadroli va shunga mos ravishda zarurdir. dasturiy ta'minot muhandislar va dasturchilar uchun ustuvor vazifadir. Ma'lumot almashish xotirani jismoniy ajratish orqali amalga oshirilishi mumkin. Bunday yondashuv xotiraga bir xil bo'lmagan kirish (NUMA) deb nomlanadi.
