Telekommunikaciya texnologiyalarí HÁm kásiplik tálim”

Mikroprosessor (yamasa protsessor) - kompyuterdiń tiykarǵı komponenti. Ol maǵlıwmatlardı qayta isleydi, programmalardı atqaradı hám sistema daǵı basqa apparatlardı basqaradi. Programmalardıń qanshellilik tez islewi protsessor quwatına baylanıslı.
Yadro hár qanday mikroprotsessorning súyenishi bolıp tabıladı. Ol silikon chipda jaylasqan millionlap tranzistorlardan ibarat. Mikroprotsessor registrlar dep atalǵan arnawlı kletkalarǵa bólinedi ulıwma maqset (RON) Ulıwma alǵanda, protsessorning jumısı yaddan kórsetpeler hám maǵlıwmatlardı málim bir ketma -ketlikte alıw hám olardı orınlawdan ibarat. Bunnan tısqarı, kompyuter tezligin asırıw ushın mikroprotsessor ishki kesh yadı menen úskenelestirilgen. Kesh yad - bul ishki yad bufer retinde isletiletuǵın protsessor (RAM menen baylanıs úzilislerinen qorǵaw ushın ).
IBM -ga sáykes keletuǵın jeke kompyuterlerde isletiletuǵın Intel protsessorlari mińnen aslam jollamaǵa iye hám olar keńeytirilgen buyrıqlar kompleksine iye protsessorlar - CISC -protsessorlari (CISC - Complex Instruction Set Computing) dep ataladı.
1. 1 Joqarı nátiyjeli esaplaw. Parallellik
Esaplaw texnologiyasınıń rawajlanıw tezligin baqlaw ańsat: ENIACdan (ulıwma paydalanıw ushın birinshi elektron cifrlı kompyuter) sekundına bir neshe mıń operatsiyalardı atqaratuǵın Tianhe-2 superkompyuterigacha (sekundına 1000 trillion júziwshi noqat operatsiyaları ). Bul sonı ańlatadıki, esaplaw tezligi 60 jıl ishinde trillion ret asdı. Joqarı nátiyjeli esaplaw sistemaların jaratıw eń quramalı ilimiy hám texnikalıq máselelerden biri bolıp tabıladı. Esaplaw tezligin esapqa alsaq texnikalıq qurallar tek bir neshe million ret o'sdi, esaplawdıń ulıwma tezligi trillionlap ret asdı. Bul tásirge esaplawdıń barlıq basqıshlarında parallellik qollanılıwı nátiyjesinde eriwiladi. Parallel esaplaw ratsional yad ajratılıwın tabıwdı talap etedi. isenimli usıllar informaciya uzatıw hám esaplaw processlerin muwapıqlastırıw.
1. 2 Simmetrik bolmaǵan kóp qayta islew
Simmetrik kóp qayta islew (qısqartirilgan SMP) yamasa simmetrik bolmaǵan kóp qayta islew - kóp protsessorli sistemalardıń arnawlı arxitekturası bolıp, ol jaǵdayda bir neshe protsessorlar ulıwma yadqa kirisiw múmkinshiligine iye. Bul júdá keń tarqalǵan arxitektura bolıp, ol sońǵı payıtlarda júdá keń qollanılıp atır.
SMP -den paydalanǵande bir waqtıniń ózinde bir neshe protsessorlar kompyuterde isleydi, olardıń hár biri óz wazıypası boyınsha. Joqarı sapalı operatsion sistemaǵa iye SMP sisteması protsessorlar ortasında wazıypalardı aqılǵa say bóliwlab, olardıń hár birine teń júkti támiyinleydi. Biraq, yadqa kirisiwde mashqala bar, sebebi hátte protsessorli sistemalar da salıstırǵanda talap etedi uzaq waqıt... Sonday etip, SMPda RAMga kirisiw ketma -ket júz boladı: aldın bir protsessor, keyin ekinshi.
Joqarıda sanap ótilgen ayrıqshalıqlar sebepli SMP sistemaları tek ilimiy tarawda, sanaatda, biznesde hám kamdan -kem jaǵdaylarda jumıs penenofislarida qollanıladı. Úskeneni ámelge asırıwdıń joqarı bahasınan tısqarı, bunday sistemalar wazıypalardıń kóp basqıshlı atqarılıwın támiyinleytuǵın júdá qımbat hám sapalı programmalıq támiynattı talap etedi. Ápiwayı programmalar (oyınlar, tekst redaktorları) SMP sistemalarında nátiyjeli islemeydi, sebebi olar bul parallellik dárejesin támiyinlamaydilar. Eger siz qandayda bir programmanı SMP sistemasına maslastırsangiz, ol halda protsessorli sistemalarda islew júdá nátiyjesiz bolıp qaladı, bul bolsa birdey programmanıń bir neshe versiyasın jaratıw zárúrligiga alıp keledi. hár qıylı sistemalar... Esaptan tısqarı, mısalı, kóp protsessorli sistemalardı qollap -quwatlaytuǵın ABLETON LIvE programması (muzıka jaratıw hám Dj-jıynaqların tayarlaw ushın mólsherlengen). Eger siz ápiwayı programmanı kóp protsessorli sistemada isletsangiz, ol ele da protsessorli sistemaǵa qaraǵanda azmaz tezirek isleydi. Bul basqa bos protsessorda atqarılatuǵın apparat úzilisleri (yadro menen islew programmasın toqtatıw) menen baylanıslı.
SMP sisteması (parallel esap -kitaplarǵa tiykarlanǵan basqa sistemalar sıyaqlı) yad shinasining ótkeriw qábileti sıyaqlı yad parametrlerine talaplardı asıradı. Bul kóbinese sistema daǵı protsessorlar sanın chekleydi (zamanagóy SMP sistemaları 16 protsessorgacha nátiyjeli isleydi).
Protsessorlar ulıwma yadqa iye bolǵanı ushın odan aqılǵa say paydalanıw hám maǵlıwmatlardı muwapıqlastırıwǵa mútajlik bar. Kóp protsessorli sistemada málim bolıwısha, ulıwma yad deregi ushın bir neshe keshlar isleydi. Keshning muwapıqlıǵı - bul ulıwma resurs ushın bólek keshlarda saqlanatuǵın maǵlıwmatlardıń pútinligin támiyinleytuǵın kesh ózgesheligi. Bul kontseptsiya yad muwapıqlıǵı kontseptsiyasınıń bólek jaǵdayı bolıp tabıladı, bul erda bir neshe yadrolar ulıwma yadqa kirisiw múmkinshiligine iye (bul zamanagóy kóp yadrolı sistemalarda balshıq jerde ámeldegi). Eger biz bul túsiniklerdi ulıwma mániste tariyplasak, súwret tómendegishe boladı: birdey maǵlıwmatlar blokı hár túrlı keshlarga júkleniwi múmkin, bul erda maǵlıwmatlar hár túrlı usılda qayta islenedi.
Maǵlıwmattı ózgertiw tuwrısında bildiriw xatılardı isletmaslik qátelikke alıp keledi. Keshning izbe-izligi bunday qarama -qarsılıqlardı saplastırıw hám keshlardagi maǵlıwmatlar izbe-izligin saqlaw ushın mólsherlengen.
SMP sistemaları -Flynn esaplaw sistemaları klassifikaciyası (Stenford universiteti professorı, Palyn Associates penentiykarlawshilerinen biri) MIMD (kóp strukturalı kóp maǵlıwmatlar) kishi toparı. Bul klassifikaciyaǵa kóre, parallel sistemalardıń derlik barlıq túrlerin MIMD dep klassifikaciyalaw múmkin.
Kóp protsessorli sistemalardıń túrlerge bóliniwi yaddan paydalanıw principine kóre bóliniw tiykarında júz boladı. Bul jantasıw tómendegi zárúrli túrlerdi ajıratıwǵa múmkinshilik berdi
kóp protsessorli sistemalar - kóp protsessorlar (ulıwma yadqa iye bolǵan kóp protsessorli sistemalar) hám kóp kompyuterler (bólek yadlı sistemalar). Parallel esaplawda isletiletuǵın ulıwma maǵlıwmatlar sinxronizatsiyani talap etedi. Maǵlıwmatlardı sinxronlashtirish wazıypası eń zárúrli máselelerden biri bolıp, onıń sheshimi kóp protsessorli hám kóp yadrolı hám soǵan uyqas penentúrde zárúr bolıp tabıladı. programmalıq támiynat injenerler hám programmistler ushın ústin turatuǵın wazıypa bolıp tabıladı. Maǵlıwmat almaslaw yadtı fizikalıq ajıratıw arqalı ámelge asırılıwı múmkin. Bunday jantasıw yadqa birdey bolmaǵan kirisiw (NUMA) dep ataladı.