O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI RAQAMLI TEXNOLOGIYALAR VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI
TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI
QARSHI FILIALI
KOMPYUTER INJINIRING FAKULTET
KI 17-21 S GURUH TALABASI
Jomurodov Shamshodbek
Kampyuter arxitekturasi
3-mustaqil ish
O’qituvchi: G’aniyev A.
Parallel kompyuterlarning dasturiy ta’minoti.
Parallel kompyuterlar, bir nechta hisoblash yoki jarayonni bir vaqtda bajarishga asoslangan hisoblash turi hisoblanadi. Quyidagi tafsilotlarga o'tamiz:
1. Ta'rif va turlari:
- Parallel kompyutering katta muammolarni kichik sub-vazifalarga bo'lishga kirishni o'z ichiga oladi. Quyidagi parallelizm turlari mavjud:
- Bit darajali parallelizm: Bir vaqtda bir nechta bitlarni ishlash.
- Instruksiya darajali parallelizm: Bir vaqtda bir nechta buyruqlarni bajarish.
- Ma'lumotlar parallelizmi: Ma'lumotlarni parallel ishlash.
- Vazifalar parallelizmi: Mustaqil vazifalarni bir vaqtda bajarish.
- Fizikaviy cheklovlar sababli protsessorlarning yana bir marta chastotalashini to'xtatishga imkon beradigan parallelizm, muhim ahamiyatga ega bo'ldi. Ko'p yadroli protsessorlar bu parallel kompyuteringning umumiy shakli hisoblanadi.
- Parallel kompyutering, bir vaqtda bir nechta vazifalarni bajarish imkonini beradigan concurrent kompyuteringdan farq qiladi (masalan, bitta yadroli CPU-da multitasking).
2. Yukoridagi va dasturiy vositalar:
- Parallel kompyuterlar parallelizmni qo'llash bo'yicha quyidagi xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin:
- Ko'p yadroli va ko'p protsessorli kompyuterlar: Bir kompyuter ichida bir nechta ishlovchi elementlar.
- Klasterlar, MPP va gridlar: Bir vaqtda bir xil vazifani bajarish uchun bir nechta kompyuterdan foydalanish.
- Maxsus parallel arxitekturalar: Mahsus vazifalar uchun tavsiya etiladi.
- Ochiq parallel algoritmlarni yozish, parallel ishlash bilan bog'liq dasturlash xatolari (masalan, tanqisliklar) sababli qiyin bo'lishi mumkin.
- Subvazifalar orasidagi aloqalar va sinhronlashtirish, optimal parallel dastur ishini amalga oshirishda to'g'ri kelmaydigan muammo.
3.Amdahl qonuni:
- Parallelizatsiya sababli tezlashtirishning nazariy yuqori chegarasi Amdahl qonuni bilan aniqlanadi. U parallelizatsiyadan foydalanish mumkin bo'lgan vaqtni belgilagan kesmaga tegishli.
4.Tarixiy kontekst:
- Odatda, dasturli hisoblash uchun dasturlar ketma-ketligi ishlatilardi. Parallel kompyutering, ilmiy hisoblash va yuqori samarali hisoblashda, xususan tabiiy va injeneriya muammolarni imitatsiyalashda katta ahamiyatga ega bo'ldi.
Parallel kompyuterlarning dasturiy ta'minoti, ya'ni dasturiy ta'minotning parallel kompyuterlar uchun tayyorlanishi va ularning faoliyatini o'rganish uchun ko'plab texnologiyalardan foydalanadi. Bu texnologiyalar, boshqa dasturlar bilan parallel ishlash, belgilangan masalalarni bo'lgan sonli va sonmas parallel kompyuterlar ustida hal qilish, va ma'lumotlar bazalari, aniqlash va boshqa ilovalarni ishga tushirishni o'z ichiga oladi.
Bu tashkil etishda, quyidagi texnologiyalar o'rtasida kirish mumkin:
1. MPI (Message Passing Interface): MPI, kompyuterlar orasida ma'lumot almashish va almashishni boshqarish uchun maxsus kommunikatsiya protokoli hisoblanadi. Bu protokol yordamida dasturlar ko'p kompyuterlar orasida parallel ravishda ishlay oladi.
2. OpenMP (Open Multi-Processing): Bu paralellashtirish interfeysi, yoki API, C, C++, va Fortran dasturlash tillarida parallel kodning qilish uchun mo'ljallangan. Bu, bir nechta kompyuter yadroslarida ishlovchi dasturlarni tuzish uchun osonlik beradi.
3. CUDA (Compute Unified Device Architecture): NVIDIA tomonidan ishlab chiqilgan bu platforma, GPU larni amalga oshirish uchun mo'ljallangan. CUDA yordamida dasturlar parallel kompyuterda ishlaydigan algoritmlarni optimallashtirish va tezroq ishga tushirish mumkin.
4. OpenCL (Open Computing Language): Bu yo'nalish iste'moli, xilma-xillik grafika protsessorlari (GPU), ma'lumotlar omborlari (FPU), va boshqa xilma-xillik qurilmalar bilan ishlash uchun mo'ljallangan. Bu, dasturlar va ilovalarni parallel kompyuterlarda ishlatish uchun universal ko'rishlar va platforma taqdim etadi.
5. Apache Hadoop: Bu, yirik ma'lumotlar yig'ilish, qayta ishlash va ma'lumotlar parallel tarzda ishlash uchun maxsus loyiha. Hadoop, yirik ma'lumotlar bazalarini ishlatish uchun hadoop distributed file system (HDFS) ni va ma'lumotlar bilan ishlash uchun MapReduce algoritmini o'z ichiga oladi.
Bu texnologiyalar va boshqa maxsus texnologiyalar, parallel kompyuterlarning dasturiy ta'minoti uchun muhimdir. Har biri, ma'lumotlarni to'g'ri ravishda parallel ravishda ishlovchi va to'g'ri ravishda boshqa kompyuterlar bilan ishlashni osonlashtiradigan imkoniyatlar bilan ta'minlanadi.
Xulosa qilib aytganimdek, parallel kompyutering ko'p elementlarni foydalanib murakkab vazifalarni bir vaqtda hal qilish uchun ishlatiladi.
Parallel xisoblash tizimlari Parallel kompyuterlar Parallel dasturlash
Ko'p dasturlash - bir nechta dasturlarni parallel bajarish. Ko'p dasturlash sizga ularni bajarish uchun umumiy vaqtni kamaytirish imkonini beradi. Parallel hisoblashda bir xil dasturni parallel bajarish nazarda tutiladi. Parallel hisoblash bir dasturning bajarilish vaqtini kamaytirish imkonini beradi. Ko'p dasturlash uchun kompyuterning bir nechta protsessorlarga ega bo'lishi juda muhim. Ko'p dasturlashni amalga oshirish uchun protsessorlarning o'zaro ishlashini tashkil qiluvchi operatsion tizim mavjudligi yetarli.
|
