O’rnatilgan tizim tushunchasi: O’rnatilgan tizim-bu amaliy kompyuter tizimi bo’lib, u boshqa turdagi kompyuter tizimlaridan, ya’ni shaxsiy kompyuterlar (PC) yoki superkompyuterlardan farq qiladi. Biroq, siz “o’rnatilgan tizim” tushunchasini tushunishda ba’zi qiyinchiliklarga uchrashingiz mumkin, chunki u texnologiyadagi o’zgarishlar va turli xildagi kompyuter qurilmalari va dasturiy qismlari narxlari sezilarli tushish natijasida doimiy ravishda mukammallashib boradi. Yaqin yillarda o’rnatilgan tizimning an’anaviy turlari doirasi ancha kengaydi. O’quvchi yaqin kelajakda bu tizimga duch kelishi mumkinligi sababli, tizim haqida mulohaza qilishni va bugungi kunda ular qanchalik to’g’ri ishlashi yoki kamchiliklarini tushunishi juda muhim hamda ular xususida onliravishda muhokama yurita olishi kerak. Quyida o’rnatilgan tizimning bir necha umumiy xususiyatlri haqida fikr yuritiladi:
O’rnatilgan tizimlar qurilmalar va dasturiy ta’minotining keng qo’llanishi jihatdan shaxsiy kompyuterlarga (PC) qaraganda ancha chegaralangan. Bu hol o’rnatilgan tizimlarining muhim yo’nalishlari uchun to’g’riligini saqlamoqda. Qurilmalar cheklanganligi to’rt jihatdan kamchiliklarga ega, ular ish sifatini yaxshilash, is’temol kuchi, xotira va qurilma keng tarqalishidagi kamchiliklardir. Dasturiy ta’minotdagi kamchiliklar jihatdan o’rnatilgan tizimlar shaxsiy kompyuterlarga ancha yaqin, ya’ni tatbiqlar kam, ko’lami past tatbiqlar, operatsion tizim yo’qligi yoki cheklangan tizimlar. Biroq bu ta’riflar boshqaruv kengashi nazarida qisman to’g’ri va shaxsiy kompyuterlardagi dasturiy ta’minotning avvalgi va bugungi avlodi ancha mukammal o’rnayilgan tizim loyihalariga qayta joylanmoqda.
O’rnatilgan tizimlar faqat maxsus vazifalarni bajarish uchun loyihalashtirilgan. Ko’plab o’rnatilgan qurilmalar asosan bir xususiy vazifa uchun ishlab chiqilgan. Biroq, biz bugun ko’rishimiz mumkinki ayrim qurilmalar, masalan shaxsiy ma’lumotlar bazasi yordamchisi (PDA) gibrid telefon kameralari bir necha turdagi funksiyalarni bajarish uchun islab chiqarilgan.shuningdek, so’ngi raqamli TV lar ikkitomonlama amallarni bajarishga moslashgan, ya’ni ko’plab turdagi “TV”larga bog’liq bo’lmagan umumiy, lekin muhim bo’lgan amallarni bajaradi, xususan e-mail, internetdan foydalanish va ko’plab o’yinlar.
O’rnatilgan tizim shunday kompyuter tizimidirki, unda boshqa kompyuter tizimlaridan ko’ra yuqori sifatli va ishonchli qurilmalar talab etiladi. O’rnatilgan qurilmalarning ba’zi qurilmalarida juda yuqori sifatli va ishonchli uskunalar bilan jihozlangan. Misol uchun, avtomobil motori kontrolerlarining harakat vaqtida tutashib ketishi yoki nozik tibbiyot asboblariningn jarrohlik vaqtidagi nuqsonlari juda jiddiy oqibatlrga olib keladi. Biroq, bu yerda ham shunday o’rnatilgan qurilmalar bo’lib, masalan TV, o’yinlar, kamera telefonlar kabi, ularda noqulayliklar mavjud bo’lib, lekin ular hayotga xavf soladigan holatlarni vujudga keltimaydi.
Ba’zi o’rnatilgan tizimlar deb nom olgan qurilmalar, misol uchun PDA yoki web bloknotlar, aslida o’rnatilgan qurilma emas. Kompyuter tizimlari sohada ba’zi bahsli holatlar uchraydi va an’anviy tizimlarning hammasi ham aslidao’rnatilgan tizim emas. Biroz tushunildiki, ancha mukammalroq loyihalarning o’rnatilgan tizim sifatida shakllanishi, masalan PDAning, nanotexnologik bozor va sotuv jarayoniga ko’proq bog’liq ekan muhandislarga qaraganda. Haqiqatda soha muhandislari o’rnatilgan tizim jarayonidagi faoliyatiga qarab o’zaro bo’lingan, hatto bu loyihachilar joriy tizimlar borasida birgalikda muhokamalashishsada, an’anaviy o’rnatilgan tizim rivojlanishda davom etadimi yo’qmi yoki sanoat jarayonida yakunda boshqalar tomonidan boshqariladimi. Hozirda sanoatni ta’minlaydigan kompyuter tizimlari ko’lami mavjud emasligi sababli an’anaviy o’rnatilgan tizimlar va umumiy maqsadli shaxsiy kompyuterlar orasidagi raqobat sustlashdi. Bu kitob o’rnatilgan tizim evolyutsion ko’rinishini asoslab ko’rsatib beradi,qaysiki bu turdagi kompyuter tizim loyihalarini o’z ichiga olgan.
|
14
|
Ko‘p yadroli protsessorlarning arxitekturasi.
| |
Ko'p yadroli protsessor bitta protsessor chipida yoki bitta paketda 2 yoki undan ko'p hisoblash yadrosini o'z ichiga olgan markaziy protsessor hisoblanadi. Intel korporatsiyasi tomonidan 1971 yil 15-noyabrda birinchi (albatta, bitta yadroli!) Intel 4004 protsessori ishga tushirildi. U 2300 tranzistorni o'z ichiga olgan, 108 kHz soat chastotasida ishlagan va 300 dollar turadi. Markaziy mikro protsessorning hisoblash quvvati talablari tobora o'sib bormoqda va o'sishda davom etmoqda. Ammo oldin protsessor ishlab chiqaruvchilari kompyuter foydalanuvchilari tomonidan amalga oshiriladigan tezkor (har doim o'sib borayotgan!) Talablarga moslashtirishi kerak bo'lsa, hozirda chiplar ishlab chiqaruvchilari uzoq yo'l oldilar! Uzoq vaqt davomida an'anaviy hosildorlik yagona yadroli protsessorlar asosan soat chastotasining ketma-ket o'sishiga (protsessor ishlashining qariyb 80 foizi soat chastotasi bilan aniqlangan) va bir chipda tranzistorlar soni bir vaqtning o'zida ko'payishi natijasida yuzaga keldi. Shu bilan birga, soat chastotasining navbatdagi tezligi (3.8 gigagertsli soat chastotasi, chiplar o'ta qizib ketgan!) Bir qator fundamental fizik to'siqlarga asoslangan (chunki texnologik jarayonlar atom darajasiga juda yaqin: bugungi kunda protsessorlar 45nm texnologiyasidan foydalanib ishlab chiqarilgan va silikon atomining hajmi taxminan 0.543 nm):
* Birinchidan, kristall o'lchamlari va ortib borayotgan soat chastotasi bilan tranzistor oqimining oqimi ortadi. Bu esa energiya sarfini oshirish va issiqlik chiqindilarining oshishiga olib keladi;
* ikkinchidan, xotiraga kirishning kechikishlaridan kelib chiqqan holda, yuqori chastotali soat tezligi afzalliklari qisman bekor qilinadi, chunki xotiradan foydalanish vaqti soatning chastotalarigacha mos kelmaydi;
* Uchinchidan, ba'zi ilovalar uchun an'anaviy ketma-ket arxitektorlar "von Neumann darboğazi" deb ataladigan soat chastotasining ortishi bilan samarasiz bo'lib qoladi - ketma-ket hisoblash oqimlari natijasida ishlash cheklovlari. Bu signal chastotasining ortishi bilan bog'liq bo'lgan qo'shimcha darboğaz bo'lgan signal uzatishni kuchaytiruvchi kechikishlarini oshiradi.
| |
15
|
Parallel hisoblash uchun mo‘ljallangan masalalar.
| |
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.
| |
16
|
“Operatsiya-operand” grafli hisoblash modeli.
| |
Muammolarni echish uchun tanlangan algoritmlarda mavjud
bo'lgan axborot bog'liqliklarini tavsiflash uchun "operand amallari"
grafigi ko'rinishidagi modeldan foydalanish mumkin.
Taqdim etilgan materialning murakkabligini kamaytirish uchun
modelni tuzishda har qanday hisoblash operatsiyalarining bajarilish
vaqti bir xil va 1 ga teng deb qabul qilinadi (ma'lum o'lchov
birliklarida); bundan tashqari, hisoblash moslamalari o'rtasida
ma'lumotlarni uzatish vaqt sarf qilmasdan bir zumda amalga
oshiriladi deb taxmin qilinadi (bu to'g'ri bo'lishi mumkin, masalan,
parallel hisoblash tizimida birgalikda umumiy xotira mavjud
bo'lganda).
| |
17
|
Superkompyuterlar va ularning xususiyatlari.
|
|
|
