To’xtasinov Mahmudjon amaliy mashg’ulot №10

Guruh	F.I.O	Ball
631-18	To’xtasinov Mahmudjon

AMALIY MASHG’ULOT № 10

Kesh darajasida parallel hisoblashlarni bajarish.

ISHNING MAQSADI

Hisoblash tizimlarining ishlash printsipi va uning ishlashini oshirish texnologiyasini o'rganish

QO'ShIMChA TEXNIK MA'LUMOT.

Dinamik ijro etish - bu ma'lumotlarni qayta ishlashning uchta usulining birikmasi:

• 
  ko'p tarmoqli bashorat;
  
• 
  ma'lumotlar oqimini tahlil qilish;
  
• 
  spekulyativ (taxmin bilan) ijro. Ko'p tarmoqli bashorat. Dastur bir nechta filiallarni kesib o'tishi taxmin qilinmoqda: protsessor bir nechta filiallarni taxmin qilish algoritmi yordamida o'qitish oqimini oldindan sezishi mumkin. Katta aniqlik bilan (90% dan yuqori) quyidagi ko'rsatmalar topilishi mumkin bo'lgan xotirani taxmin qiladi . Bu mumkin, chunki protsessor ko'rsatmani bajarish paytida dasturni bir necha qadam oldin skanerdan o'tkazadi. Ushbu usul protsessor ishlatilishini oshiradi.
  

Filial maqsadli buferi ( Branch Target Bufer ) mutlaqo barcha filiallarni to'g'ri bashorat qila olmasa ham, aksariyat prognozlar aniq bo'lib, bu unumdorlikning sezilarli o'sishini ta'minlaydi . Masalan, 80486 DX- ga yo'naltirish, taqqoslash, qo'shish va sakrashdan iborat bo'lgan dastur loopi 6 soatlik tsiklni oladi, Pentium-

da esa bu 2 (yo'naltirish va qo'shish, shuningdek taqqoslash va sakrash buyruqlari birlashtiriladi va filial bashorat qilinadi).

Ma'lumotlar oqimini tahlil qilish. Dastur matnidagi tartibidan qat'i nazar, ko'rsatmalarning bajarilishini tahlil qiladi va diagramma tuzadi. Ma'lumotlar oqimini tahlil qilish orqali protsessor dekodlangan ko'rsatmalarni ko'rib chiqadi va ular darhol bajarishga tayyor yoki boshqa ko'rsatmalarning natijasiga bog'liqligini aniqlaydi . Keyin protsessor optimal ijro etish ketma-ketligini aniqlaydi va ko'rsatmalarni eng samarali bajaradi.

Spekulyativ ijro . Dasturni oldindan ko'rib chiqish va kerak bo'lganda ko'rsatmalarni bajarish orqali ijro tezligini yaxshilaydi. Protsessor optimallashtirilgan ketma-ketlikda (spekulyativ tarzda) kelganida ko'rsatmalarni ( bir vaqtning o'zida beshtagacha ko'rsatmalarni) bajaradi. Ko'rsatmalarning bajarilishi filialni bashorat qilishga asoslanganligi sababli, natijalar "spekulyativ" sifatida saqlanadi. At final bosqichi, ko'rsatmalar tartibi tiklanadi va normal mashina davlat uzatiladi.

IA-64 darajali protsessorlar kuchli hisoblash resurslariga ega. IA-

64 arxitekturasining imkoniyatlari to'g'risidagi rasmlar rasmlarda keltirilgan.

• 
  n redikatsiya ( tasdiqlash ) - ikki filiallarini bir vaqtning o'zida ijro o'rniga filiali bashorat dasturi (eng ehtimoliy ijrosi);
  
• 
  ma'lumotlarning oldindan o'qilishi ( spekulyativ yuklash ), ya'ni dasturning amaldagi filiali aniqlangunga qadar ( ro'yxatga olishni o'tish) oldin ma'lumotlarni registrlarga yuklash .
  

Ushbu imkoniyatlar kombinatsiyalangan holda amalga oshiriladi - dasturni tuzishda va bajarishda.

Predikatsiya - bu parallel ishlov berishning markaziy rejalashtirish usuli .

Kompilyator dallanma (shartli dallanma) ni o'z ichiga olgan dastlabki kodning ko'rsatmalarini ketma-ket ketma-ket bajarilgan mashina yo'riqlari to'plamiga tarjima qiladi. Oddiy protsessor, shartning natijasiga qarab, ushbu asosiy bloklardan birini bajaradi , qolganlarini o'tkazib yuboradi. Keyinchalik rivojlangan protsessorlar filial ishlashining natijasini bashorat qilishga harakat qilishadi va bashorat qilishda xato bo'lgan taqdirda vaqtni behuda sarflab ( taxmin bilan) .

Oldindan o'qish oldindan ro'yxatga olish tizimiga ma'lumotlarni yuklashni va ulardan haqiqiy foydalanishni ajratib turadi, protsessor ma'lumotlarni qayta ishlashni boshlashini kutish kerak bo'lgan vaziyatdan qochadi.

Hisoblash tizimlarining markaziy protsessorlari ishlashi uchun modelni yarataylik. Ba'zi jarayoni qismi sarflaydi deylik P I / O operatsiya tugagandan kutib o'z vaqtida. Mavjud bo'lsa, n jarayonlar bir vaqtning o'zida xotirasida , hamma ehtimoli n jarayonlar I kutmoqda / O hisoblanadi p ⁿ . Keyin markaziy protsessorning Z yuklanish darajasi Z = 1-p ⁿ formulasi bilan ifodalanadi.Bu model ancha yaqinlashishdir. Barcha n jarayonlar mustaqil ekanligini taxmin qiladi . Ushbu model uniprosessor va ko'p protsessorli tizimlarning ishlashi to'g'risida ma'lum bashoratlar qilish imkonini beradi. Vazifalar o'rtacha I / O kechikish 80% bo'lgan kompyuter markazini ko'rib chiqing. 4 ta topshiriq bajarishga topshirildi, soat 10 da qabul qilingan birinchi topshiriq 4 daqiqa protsessor ishini talab qiladi. Keyin, xotirada qolishning har bir daqiqasi uchun , protsessorni egallashga tayyor bo'lgan boshqa jarayonlar mavjud bo'lmasa ham , protsessor vaqtini atigi 12 soniya sarflaydi. Qolgan 48 soniya davomida jarayon I / O kutmoqda. Natijada , protsessor aslida atigi 4 minutni bajarishi uchun vazifa kamida 20 daqiqa xotirada bo'lishi kerak . Ertalab soat 10.00 dan 10.10 gacha barcha birinchi vazifa xotirada qoladi va ishning yarmi bajariladi. Ikkinchi vazifa 10.10 ga yetganda, ko'p marotaba ishlov berishning yuqori darajasi tufayli protsessor yuki 0,20 dan 0,36 gacha ko'tariladi. Doiraviy rejalashtirish bilan har bir vazifa protsessor vaqtining yarmini oladi, shuning uchun har bir daqiqada u xotirada qoladi, 0,18 daqiqa protsessor ishini talab qiladigan vazifaning bir qismi bajariladi .

Soat 10.15da uchinchi vazifa keladi. Ayni paytda protsessor birinchi topshiriq uchun 2,9 daqiqa, ikkinchi topshiriq uchun 0,9 daqiqa yugurdi. Shu vaqtdan boshlab, ko'p ishlilik darajasi 3 ga teng, har bir vazifa formulaga asosan real vaqtning 1 daqiqasiga 0,16 min protsessor vaqtini oladi. Keyin 10.15 dan 10.20 gacha har uchta vazifaning har biri uchun protsessor 0,8 minut ishlaydi. Soat 10.20da to'rtinchi vazifa keladi. Rasmda voqealarning to'liq ketma-ketligi ko'rsatilgan.

Vaqt o'tishi bilan protsessor yukini taqsimlash