1. Paralel kompyuterlarning arxitekturasi ularning tuzilishi va ishlash tamoyillari

O`ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI


MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI
TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI
UNIVERSITETI SAMARQAND FILIALI

"Kompyuter injiniring" fakulteti

"Kompyuter tizimlari" kafedrasi
"Kompyuter arxitekturasi” fanidan

MUSTAQIL ISH-№3

Mavzu:

Bajardi: KI 20_02-guruh talabasi
Allamurotov.F.F
Qabul qildi: Sobirov R.A


SAMARQAND – 2022
Reja:
1.Paralel kompyuterlarning arxitekturasi ularning tuzilishi va ishlash tamoyillari.
2.Parallel ishlov berish va uning tamoyillari.
Tayanch tushuchalar; : Protsessor, Parallel hisoblash, Ko’pvazifali usul (multitasking), Parallel ishlov berish, Taqsimlangan hisoblash, registr, kesh, Hyper-Threading Technology, Fizik protsessorlar, Buyruqlar sathidagi parallellik, Konveyer, Arifmetik konveyer, IF (Instruction Fetch),ID (Instruction Decoding), OR (Operand Reading), EX (Executing),WB (Write Back), Konveyerni ishlashi, Soat & Vaqt.


Parallel kompyuterlarning arxitekturasi ularning tuzilishi va ishlash tamoyillari.


Parallel hisoblash – bu kompyuter tizimlarida malumotlarni qayta ishlash jarayonlarida bir vaqtning o’zida bir necha amallarni bajarishdir.
Ko’pvazifali usul (multitasking) – qism jarayonlar taqsimlangan vaqt buyicha amalga oshiriladi (kutishlarni kamaytirish)
Parallel ishlov berish – bir vaqtda bir necha qism jarayonlar amalga oshiriladi;
Taqsimlangan hisoblash – bunda asosan qism jarayonlar bir necha alohida qurilmalarda, masofaviy amalga oshadi (klasterlar).
Parralellashtirishni amalga oshirish shartlari
Jarayonlarni amalga oshirishda qurilmalarning mustaqil ishlay olishi;
Hisoblash tizimlardagi ortiqcha elementlarni qisqartirish, bu quyidagi yo’llar bilan xal qilish mumkin:
Alohida protsessorlardan, ko’p pog’onali xotira qurilmalaridan (registr, kesh ) foydalanish;
Alohida qurilmalardan foydalanish orqali, masalan bir xil tezkor xotiralar …
Prosessorlarda buyruqlarni konveyer asosida ishlash deganda, buyruqlarning bajarilish jarayoni bir nechta qadamlarga bo’lingan bo’lib, har bir qadam – ma’lum bir blok tomonidan o’zaro parallel tarzda amalga oshirilishi tushuniladi.
Bu bloklarni prosessorning apparat qismi hisoblangan – o’ziga xos qurilmalar deb qarash mumkin.
Eng avvalo kompyuterda parallel dasturlash kerakmi degan savolga javob olish kerak. Lekin bu savol javob olishni istagan yagona savol emas. Aynan shuning uchun ham, parallel hisoblash dunyosini tushunish qiyin bo'lgan sodda, tushunarli, tushunarli dunyodan navbatdagi hisob-kitoblardan nima o'tish kerakligini tushunish ham muhimdir. Parallel hisoblashning afzalliklari nimadan iborat va parallel hisobga yo'naltirilgan dasturlarni yaratishda dasturchi uchun qanday muammolar kutilmoqda. Ushbu savollarga javob berish uchun keling, kompyuterni rivojlantirish tarixini tezroq ko'rib chiqamiz. Birinchi kompyuterlar Fon Neyman tomonidan ishlab chiqilgan printsiplarga muvofiq qurilgan. Ularning uchta asosiy komponenti bor edi: xotira, protsessor va kirish va chiqish ma'lumotlarini beruvchi tashqi qurilmalar to'plami. Xotira ko'p darajali va tashqi xotirasi va ichki xotirasi bo'lgan birinchi kompyuterlar uchun - operatsion va ro'yxatga olish xotirasi. Tashqi xotira (magnit lenta, punch karta, disklarda) kompyuterning yoqilgan yoki yoqilmaganligidan qat'iy nazar, dastur va ma'lumotlarni saqlash imkonini berdi. Ichki xotira faqat kompyuter bilan sessiya davri uchun ma'lumot saqlanadi.
Kompyuterni o'chirib qo'ysangiz, ichki xotiraning mazmuni g'oyib bo'ldi. Dastur kompyuterda bajarilishi uchun u RAMga yuklanishi kerak edi. U o'sha dasturda ishlangan ma'lumotlar kabi saqlangan. Xotirada saqlangan dasturning printsipi Von
Neumann kompyuterlarining asosiy tamoyillaridan biridir. Ro'yxatdan o'tish xotirasi hisoblash vaqtida ishlatilgan. Ma'lumotlar bo'yicha ba'zi operatsiyalarni bajarishdan oldin, ma'lumotlar registrlarda joylashtirilishi kerak. Ushbu tezkor xotira turi ma'lumotlar bo'yicha operatsiyalarni bajarishda zarur tezlikni ta'minladi
Eng avvalo kompyuterda parallel dasturlash kerakmi degan savolga javob olish kerak. Lekin bu savol javob olishni istagan yagona savol emas. Aynan shuning uchun ham, parallel hisoblash dunyosini tushunish qiyin bo'lgan sodda, tushunarli, tushunarli dunyodan navbatdagi hisob-kitoblardan nima o'tish kerakligini tushunish ham muhimdir. Parallel hisoblashning afzalliklari nimadan iborat va parallel hisobga yo'naltirilgan dasturlarni yaratishda dasturchi uchun qanday muammolar kutilmoqda. Ushbu savollarga javob berish uchun keling, kompyuterni rivojlantirish tarixini tezroq ko'rib chiqamiz.
Birinchi kompyuterlar Fon Neyman tomonidan ishlab chiqilgan printsiplarga muvofiq qurilgan. Ularning uchta asosiy komponenti bor edi: xotira, protsessor va kirish va chiqish ma'lumotlarini beruvchi tashqi qurilmalar to'plami.
Xotira ko'p darajali va tashqi xotirasi va ichki xotirasi bo'lgan birinchi kompyuterlar uchun - operatsion va ro'yxatga olish xotirasi. Tashqi xotira (magnit lenta, punch karta, disklarda) kompyuterning yoqilgan yoki yoqilmaganligidan qat'iy nazar, dastur va ma'lumotlarni saqlash imkonini berdi. Ichki xotira faqat kompyuter bilan sessiya davri uchun ma'lumot saqlanadi. Kompyuterni o'chirib qo'ysangiz, ichki xotiraning mazmuni g'oyib bo'ldi.
Dastur kompyuterda bajarilishi uchun u RAMga yuklanishi kerak edi. U o'sha dasturda ishlangan ma'lumotlar kabi saqlangan. Xotirada saqlangan dasturning printsipi Von Neumann kompyuterlarining asosiy tamoyillaridan biridir.
Ro'yxatdan o'tish xotirasi hisoblash vaqtida ishlatilgan. Ma'lumotlar bo'yicha ba'zi operatsiyalarni bajarishdan oldin, ma'lumotlar registrlarda joylashtirilishi
Ushbu tezkor xotira turi ma'lumotlar bo'yicha operatsiyalarni bajarishda zarur tezlikni ta'minladi.
Barcha operatsiyalarni bajarish - hisoblash jarayonini boshqarishda ma'lumotlar va operatsiyalar bo'yicha operatsiyalarni protsessor amalga oshirdi.
Kompyuter protsessori o'ziga xos ko'rsatmalarga ega edi. Ushbu to'siq potentsial hisoblash funktsiyasini hisoblash uchun universal edi. Boshqa tomondan, ushbu vosita odamlarning yozish dasturlarining nisbiy soddaligini ta'minladi.
Dastlabki kompyuterlar uchun dasturlar, amaldagi protsessor buyruqlar majmuasiga kiritilgan qator buyruqlarni ifodalaydi. Dasturni kompyuterda ijro etish juda oddiy edi. Har safar kompyuterda bitta dastur bajarilgan. Protsessor, dasturga muvofiq ketma-ket navbatdagi buyruqlar ketma-ketlikda bajarildi. Barcha kompyuter resurslari - xotira, protsessor vaqti, barcha qurilmalar - dasturning to'liq tasarrufida edi va hech narsa uning ishiga aralashmasdi (albatta odamni hisobga olmagan). Parallelizm ko'zga ko'rinmasdi.
Bu idial juda uzoq vaqt davomida juda qimmat bo'lmagan kompyuter resurslari samarasiz ishlatgani tufayli uzoq davom etmadi. Kompyuterlar o'chirilmadi, bitta dastur boshqasini o'zgartirdi.
Yaqin orada kompyuter protsessor bilan birga markaziy protsessor deb nomlanuvchi qo'shimcha protsessorlarga, eng avvalo, sekin komutlarni bajarish uchun mas'ul bo'lgan kirish / chiqish qurilmalarining maxsus protsessorlariga ega edi. Bu esa, bir vaqtning o'zida bir nechta dastur kompyuterda ishlayotgani - dastur natijalarini nashr etishi, ikkinchisi - bajarilishi va uchinchisi - masalan, magnit tasmasi yoki boshqa tashqi vositadan ma'lumotlarni kiritish uchun dasturni bajarishning ommaviy rejimini tashkil etishga imkon berdi.
Inqilobiy qadam 1964 yilda IBM - OS 360 operatsion tizimining paydo bo'lishi bo'ldi. Kompyuterda paydo bo'lgan operatsion tizim uning mutlaq egasi bo'ldi - barcha resurslari menejeri. Endilikda foydalanuvchi dasturi faqat operatsion tizim nazorati ostida bajarilishi mumkin. Ushbu tezkor xotira turi ma'lumotlar bo'yicha operatsiyalarni bajarishda zarur tezlikni ta'minladi.
Barcha operatsiyalarni bajarish - hisoblash jarayonini boshqarishda ma'lumotlar va operatsiyalar bo'yicha operatsiyalarni protsessor amalga oshirdi.
Kompyuter protsessori o'ziga xos ko'rsatmalarga ega edi. Ushbu to'siq potentsial hisoblash funktsiyasini hisoblash uchun universal edi. Boshqa tomondan, ushbu vosita odamlarning yozish dasturlarining nisbiy soddaligini ta'minladi.
Dastlabki kompyuterlar uchun dasturlar, amaldagi protsessor buyruqlar majmuasiga kiritilgan qator buyruqlarni ifodalaydi. Dasturni kompyuterda ijro etish juda oddiy edi. Har safar kompyuterda bitta dastur bajarilgan. Protsessor, dasturga muvofiq ketma-ket navbatdagi buyruqlar ketma-ketlikda bajarildi. Barcha kompyuter resurslari - xotira, protsessor vaqti, barcha qurilmalar - dasturning to'liq tasarrufida edi va hech narsa uning ishiga aralashmasdi (albatta odamni hisobga olmagan). Parallelizm ko'zga ko'rinmasdi.
Bu idial juda uzoq vaqt davomida juda qimmat bo'lmagan kompyuter resurslari samarasiz ishlatgani tufayli uzoq davom etmadi. Kompyuterlar o'chirilmadi, bitta dastur boshqasini o'zgartirdi.
Yaqin orada kompyuter protsessor bilan birga markaziy protsessor deb nomlanuvchi qo'shimcha protsessorlarga, eng avvalo, sekin komutlarni bajarish uchun mas'ul bo'lgan kirish / chiqish qurilmalarining maxsus protsessorlariga ega edi. Bu esa, bir vaqtning o'zida bir nechta dastur kompyuterda ishlayotgani - dastur natijalarini nashr etishi, ikkinchisi - bajarilishi va uchinchisi - masalan, magnit tasmasi yoki boshqa tashqi vositadan ma'lumotlarni kiritish uchun dasturni bajarishning ommaviy rejimini tashkil etishga imkon berdi.
Inqilobiy qadam 1964 yilda IBM - OS 360 operatsion tizimining paydo bo'lishi bo'ldi. Kompyuterda paydo bo'lgan operatsion tizim uning mutlaq egasi bo'ldi - barcha resurslari menejeri. Endilikda foydalanuvchi dasturi faqat operatsion tizim nazorati ostida bajarilishi mumkin.
Xulosa
Men ushbu mustaqil ishni bajarishda Parallel kompyuterlarning arxitekturasi ularning tuzilishi va ishlash tamoyillari, Parallel ishlov berish va ularning tamoyillari o’rganib o’zimga tegishli xulosalarni oldim. Men kompyuterni parralellashtirish , xususiyatlari ishlash prinsipi haqida ko’plab malumotlarga ega bo’ldim . o’zimga tegishli malumotlarni o’rganib oldim.

Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati

1. 
   Орлов С. А., Цилькер Б. Я. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов.2-е изд. — СПб.: Питер, 2011. — 688 с.: ил.
   
2. 
   Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 6-е. издание. СПб.: Питер, 2013. - 816 с.
   
3. 
   Мусаев М.М., Кахҳаров А.А., Каримов М.М. Сборка узлов компьютерных сетей. Учебноепособие.- Т, ИТПД им. Чулпана, 2007.-152с.
   
4. 
   Musayev M.M., Qahhorov A.A.,Karimov M.M. Kompyuter tarmoqlarini yig`ish. Akademik litsey va kollejlari uchun o`quv qollanma. T.:”ILM ZIYO”, 2006.-160 b.
   
5. 
   ManojFrankling – Computer Architecture and Organization: From Software to Hardware, University of Maryland, College Park, ©Manoj Frankling-2007, 489 p.
   

Internet saytlari
1.https://peskiadmin.ru
2.https://proc.uz
3.https://driverpack.io/ru/