Fan: Kompyuter
arxitekturasi
Mavzu: Parallel xisoblashlarga asoslangan
kompyuterlar va kompyuter tizimlari
Tayyorladi: T. Jumayev 611-20 gurux
7-raqam
Parallel xisoblashlarga asoslangan kompyuterlar va kompyuter
tizimlari
Reja:
1. Parallel xisoblashlar
2. Kompyuter tizimlari
Asosiy ma'lumotli ishlov berish tizimi ( axborot tizimi) - texnik va
texnologik majmua dasturiy vositalarodamlar va texnik vositalar axborot
xizmati uchun mo'ljallangan. Axborot tizimlarining sinflari: hisoblash
mashinalari
(VM)
kompyuter
tizimlari
(VS) kompyuter
komplekslari (VK) VM tarmoqlari foydalanuvchilarning turli
mavzularda ishlaydigan turli vazifalarni hal qilish uchun mo'ljallangan.
VM ning asosiy qismi protsessor hisoblanadi. Protsessor dasturni
bajarish jarayonini boshlaydi va uni boshqaradi. VK bir-birlari bilan
bog'liq bo'lgan bir necha VM-lardir. Bundan tashqari, har bir VM o'z
hisoblash jarayonlarini mustaqil nazorat qiladi. VM kompleksi orasidagi
axborot almashinuvi (ko'p protsessor tizimlarida protsessorlarning
axborot almashinuviga nisbatan) kamroq. VC axborot va boshqaruv
tizimlarida
keng
foydalanishga
erishdi.
Samolyotning
asosiy
tushunchalari muayyan ilovalarning muammolarini hal qilish uchun
tuzilgan axborot tizimidir. apparat va dasturiy ta'minotning ixtisoslashuvi
mavjud.
Ko'pincha, quyoshda bir nechta protsessorlar mavjud bo'lib, ular
orasida ish jarayonida jadal axborot almashinuvi amalga oshiriladi va
hisoblash jarayonlari ustidan yagona nazorat mavjud. Bunday tizimlar
ko'p protsessor tizimlari deb ataladi. Boshqa keng tarqalgan samolyot turi
mikroişlemci tizimlar. Ular mikroelementlar (MP), mikroprosessorlar
yoki maxsus raqamli signal protsessorlari yordamida quriladi. Tizim
samaradorligini oshirishni ta'minlaydigan uchta uslub: elementlar
bazasini takomillashtirish, tizimli usullar, matematik usullar. Parallel
hisoblash tizimlari ham jismoniy hisoblash hisoblanadi dasturiy ta'minot
tizimlarijuda ko'p hisoblash tugunlarida bir yoki bir nechta parallel
ma'lumotlar bilan ishlashni amalga oshiradi. Flynn klassifikatsiyasi
Tasniflash jarayoni oqim tushunchasiga asoslangan bo'lib, u
protsessor tomonidan qayta ishlangan ma'lumotlar, buyruqlar yoki
ma'lumotlar ketma-ketligi deb tushuniladi. Arxitekturaning to'rtta klassi:
SISD, MISD, SIMD, MIMD. SISD (bitta buyruqlar oqimi / yagona
ma'lumotlar oqimi) - bitta buyruqlar oqimi va bitta ma'lumot oqimi. Bu
sinf klassik ketma-ket mashinalarni (von Neumann tipidagi mashinalari)
o'z ichiga oladi. Bunday mashinalarda faqat bitta buyruqlar oqimi bor,
barcha buyruqlar ketma-ketlikda bir-biridan qayta ishlanadi va har bir
buyruq bitta ma'lumot oqimi bilan bir operatsiyani boshlaydi. SIMD (bir
yo'riqli xar / bir nechta ma'lumotlar oqimi) - bitta buyruq xarasi va bir
nechta ma'lumotlar oqimi. Buyruqning oqimi, SISDdan farqli o'laroq,
vektor buyruqlarini o'z ichiga oladi.
Bu sizga bir vaqtning o'zida bir nechta ma'lumotlar bo'yicha bitta
arifmetik operatsiya qilish imkonini beradi - vektor elementlari. MISD
(bir nechta yo'riqnomalar oqimi / yagona ma'lumotlar oqimi) - bir nechta
buyruqlar oqimi va bitta ma'lumot oqimi. Ta'rif bir xil ma'lumotlar
oqimini qayta ishlaydigan ko'plab protsessorlarning arxitekturasida
mavjudligini anglatadi. Ushbu printsipga asoslangan real-hayot hisoblash
tizimi mavjud emas. MIMD (bir nechta buyruqlar xarasi / bir nechta
ma'lumotlar oqimi) - bir nechta ko'rsatmalar oqimi va bir nechta
ma'lumotlar oqimi.
Bitta kompleksda birlashtirilgan va o'zlarining har bir buyrug'i va
ma'lumotlar oqimi (ko'p protsessor tizimlari) bilan ishlaydigan kompyuter
tizimida bir nechta buyruqlar ishlash moslamalari mavjud. Matritsa
tizimlari Matritsa tizimlari mustaqil moslamalarni yoki ma'lumotlar
parallelizmi bilan xarakterlangan muammolarni hal qilish uchun juda mos
keladi. Matrisali tizim har bir kishi uchun umumiy boshqaruv moslamasi
tomonidan o'rnatilgan vektor buyruqlarini bajaradigan tarzda tashkil
etilgan protsessor elementlaridan iborat (PE), har bir PE alohida vektor
elementi bilan ishlaydi. PE ko'p modulli xotirali kalit qurilmasi orqali
ulangan.
Vektorli buyruqlar ijrosi vektor elementlarning xotirasidan o'qish,
ularni protsessorlar orasida taqsimlash, operatsiyani bajarish va natijalarni
xotiraga yuborishdir. Shunday qilib, tizimning ishlashi barcha protsessor
elementlarining ishlash summasiga teng. MIMD klassining hisoblash
tizimlari MIMD arxitekturasi protsessorning o'z mahalliy xotirasiga ega
ekanligiga va kommutatsiya tarmog'idan foydalangan holda boshqa xotira
bloklariga kirishiga qarab farq qiladi yoki kommutatsiya tarmog'i barcha
protsessorlarni umumiy xotiraga ulaydi. Sistolik hisoblash tizimlari
Sistolik tizimlar juda ko'p maxsus hisoblash mashinalari bo'lib, muayyan
vazifalar uchun ishlab chiqilgan.
Aslida, sistolik kalkulyatorni qurish vazifasi natijani olish uchun
juda ko'p vaqtga ega bo'lgan (ya'ni ko'p sonli qadam) bo'lgan, lekin
natijalar o'rtasidagi nisbiy qisqa vaqtni ta'minlaydigan apparat
konveyerini qurish uchun qisqaradi, chunki oraliq qiymatlarning katta
qismi konveyerning turli bosqichlarida ishlov beradi . Bir hil kompyuter
tuzilmalari yoki muhitlar (OVS) odatda MIMD turiga kiradi va bir xil
turdagi (PE) protsessor elementlarining muntazam panjarasini tashkil
qiladi. Har bir PEning algoritmik operatsiyalari, shuningdek, valyuta
operatsiyalari yoki boshqa IH bilan o'zaro ta'sirlar mavjud. OVS
mikroprotsessorlarga asoslangan.
Sistolik me'morlik qurilishining asosiy printsiplari. Sistolik VA ning
asosiy xususiyatlari: protsessor maydonlarining bir xilligi, protsessor
birikmalarining muntazamligi (protsessor), protsessor elementlarining
ishlashi. Har qanday vaqtda, bir vaqtning o'zida bir xil operatsiyalar yoki
bir xil hisoblash modullari amalga oshiriladi. Bunday modullar: axborotni
qayta ishlash va hisoblash modullari, tashqi aloqa uchun mas'ul modullar
bo'lishi mumkin.
Ushbu modullarning har ikkalasi o'zlarining ishlab chiqarish
bosqichlarida amalga oshiriladi. Sistolik VA o'zgarishlar koeffitsienti: K:
PE o'rtasidagi tashqi aloqa; B: PEda hisoblashlar; Do: kompyuter va
kommunikatsiyani boshqarish (juda qisqa). Sistolik VA o'zgarishlar
bosqichi. Ushbu vaqt oralig'ida barcha protsessor tarmog'i bir vaqtning
o'zida IH bilan ma'lumotlarni uzatadi. Intervalni tarmoqdagi eng uzun
aloqa amaliyotiga mos kelishi kerak. Hisoblash fazasi. Hisob-kitoblarni
va axborotni qayta ishlashni amalga oshiradi. Ushbu fazaning
davomiyligi eng uzun hisoblash moduliga mos kelishi kerak. Faza
nazorati.
Protsessor maydonining ishini boshlash va tugatish bo'yicha
operatsiyalarni amalga oshiradi (har bir hisoblash operatsiyaning boshi va
oxiriga mos keladi). Natijani olishdan oldin har qanday vaqtda qayta
ishlash jarayonlarini to'xtatish. Sistolik VA: tezlashtirgichlar, ichki
kompyuter va ma'lum hisoblash algoritmlarini (matris operatsiyalari,
chiziqli algebraik tenglamalar tizimlarini yechish, namunani aniqlash,
tartiblash va h.k.) qo'llash.
Bunday holda protsessor kartasi protsessor sifatida ishlatiladi.
Hisoblash muddati 1-3 darajaga qadar kamayadi. ichiga o'rnatilgan
sistolik protsessor texnik tizimlarular real vaqtda raqamli ishlov berish
uchun ishlatiladi. Masalan, raqamli filtrlash algoritmi va h.k.
Tarqatilayotgan xotiraga ega bo'lgan ommaviy parallel kompyuterlar
(MPP): bir yoki bir nechta markaziy qayta ishlash qurilmalari (Odatda
RISC), mahalliy xotira (boshqa tugunlar xotirasiga to'g'ridan-to'g'ri kirish
mumkin emas), aloqa protsessorlari yoki tarmoq adapteri ba'zan qattiq
disklar va / yoki boshqa I / O asboblari. Tizimga maxsus I / U va
boshqaruv tugunlari qo'shilishi mumkin. Nodlar ma'lum bir aloqa
muhitida (tezkor tarmoq, kalit, va hokazo) ulanadi. MPP-arxitekturasidagi
ikkita operatsion tizim (OS) versiyalari ishlatiladi: to'liq operatsion tizim
(OS) faqat nazorat qilish mashinasida ishlaydi, har bir alohida modulda
operatsion tizimning yo'qolgan versiyasi, unda joylashgan parallel
dasturning faqat filialining ishlashini ta'minlaydi. Har bir modul alohida-
alohida o'rnatiladigan UNIX-ga o'xshash OS bilan ishlaydi.
Xulosa:
Bunday holda protsessor kartasi protsessor sifatida ishlatiladi.
Hisoblash muddati 1-3 darajaga qadar kamayadi. ichiga o'rnatilgan
sistolik protsessor texnik tizimlarular real vaqtda raqamli ishlov berish
uchun ishlatiladi. Masalan, raqamli filtrlash algoritmi va h.k.
Tarqatilayotgan xotiraga ega bo'lgan ommaviy parallel kompyuterlar
(MPP): bir yoki bir nechta markaziy qayta ishlash qurilmalari (Odatda
RISC), mahalliy xotira (boshqa tugunlar xotirasiga to'g'ridan-to'g'ri
kirish mumkin emas), aloqa protsessorlari yoki tarmoq adapteri ba'zan
qattiq disklar va / yoki boshqa I / O asboblari.
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR
1. A.A. Xalikov. Raqamli sxemotexnika. – Toshkent, 2006.
2. Вайсман Г.М. Автоматика и телемеханика в метео-
рологии.–Ленинград, 1987.
3. B.M. Xolmatjanov, Z.N. Fatxullayeva. Meteorologik axbo-
rotni qayta ishlash va tahlil qilish usullari. – Toshkent, 2011.
| 