O`ZBEKISTON RESPUBLIKASI RAQAMLI QURILMALARNI VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI
TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI
UNIVERSITETI SAMARQAND FILIALI
"Kompyuter injiniring" fakulteti
"Kompyuter tizimlari" kafedrasi
"Kompyuter arxitekturasi” fanidan
MUSTAQIL ISH 3
Mavzu:Parallel kompyuterlarning arxitekturasi ularning tuzilishi va ishlash tamoyillari.
Bajardi:Zarpullayev U
Qabul qildi:Axrorov M
SAMARQAND – 2023
Mavzu:Parallel kompyuterlarning arxitekturasi ularning tuzilishi va ishlash tamoyillari.
Reja:
Parallel kompyuterlarning arxitekturasi ularning tuzilishi va ishlash
2.Parallel ishlov berish va ularning tamoyillari.
Tayanch atamalar: CU - nazorat qurilmasi, PD - ma'lumotlar xotirasi, SIMD (Single Instruction Stream, Ma’lumotlarni modifikatsiyalash , Ma’lumotlarni yaratish, MISD
O’tgan mavzularda allaqachon parallel hisoblash tizimlarini tashkil etishning turli xil usullari aniqlangan. Bu erda vektor konveyerli kompyuterlar, ommaviy parallel va matritsali tizimlar, keng buyruqli so'zlar, maxsus protsessorlar, klasterlar, juda ko'prikli arxitekturali kompyuterlar va hokazo. Kompyuterlarga qo'ng'iroq qilishingiz mumkin. Xuddi shu ro'yxatda hali muhokama qilinmagan mimariler Masalan, sistolik massivlar yoki dataflow kompyuterlar. Shu bilan birga, tavsifning to'liqligi uchun xotira tashkil etilishi, protsessorlar o'rtasidagi muloqot topologiyasi, alohida qurilmalar ishining sinxronlashi yoki operatsiyalarni bajarish usuli kabi muhim parametrlar qo'shiladi, keyin turli xil me'morchiliklarning soni mutlaqo tushunarsiz bo'ladi. Nima uchun juda ko'p parallel arxitektura mavjud? Ularning o'zaro aloqasi qanday? Har bir me'morlikni tavsiflovchi asosiy omillar nima? Bu kabi savollarga javobni topishning o'zi kompyuter tizimlarining arxitekturasini tasniflash zaruriyatiga olib keladi. Bu yo'nalishdagi faol harakatlar M. Flynn o'tgan asrning 60- yillari oxirida tasnifi birinchi versiyasining nashr etilganidan so'ng boshlangan edi.
Yaxshi tarkibni tasniflash kompyuterni takomillashtirishning mumkin bo'lgan usullarini taklif qilishi mumkinligini inkor etmang. Masalan, qimmatbaho yoki yuqori ko'rsatkichlarga ko'ra tasniflashda noyob bo'lmagan "oq nuqta" ni topish qiyin. Biroq, dasturlarning soddaligi va moslashuvchanligi nuqtai nazaridan mumkin bo'lgan sistematikalar haqidagi aks ettirish yangi arxitekturalarni qidirish yo'nalishini aniqlash uchun juda foydali bo'lishi mumkin. M. Flinn tasnifi (M.Flynn). Ehtimol, eng erta va eng taniqli 1966 yilda M. Flynn tomonidan taklif etilgan hisoblash tizimlarining arxitekturasi tasnifi. Tasniflash oqim kontseptsiyasiga asoslangan bo'lib, u protsessor tomonidan qayta ishlangan buyruqlar yoki ma'lumotlarni ketma-ketligini anglatadi. Buyruq oqimlari va ma'lumotlar oqimlarining soniga qarab, Flynn to'rtta me'moriy klasslarni belgilaydi. SISD (Single Instruction stream / Single Data stream) - bitta buyruqlar oqimi va bitta ma'lumot oqimi .
Mashina kodi yoki kompyuter tili to'g'ridan-to'g'ri kompyuterning markaziy protsessor qurilmasi tomonidan bajariladigan ko'rsatmalar to'plamidir.
Protsessor buyrug’i
Buyruq-bu qanday harakat bajarilishi haqidagi maxsus ikkilik kodli so’zlar birligidir.
Markaziy protsessor (CPU)
Protsessorning ishlashi asosan beshta quyidagi bosqichlardan iborat:
Buyruqni o’qish;
Buyruqni deshifrlash;
Operandlarni o’qish;
Buyruqni bajarish;
Natijani yozish;
Buyruqlar tizimi
Buyruqlar tizimi-bu kompyuter ishlatadigan buyruqlar ro’yxati bo’lib, ular yordamida dasturchi ma’lumotlarga ishlov berishning o’z algoritmini ishlatadi.
Buyruqlar tizimi arxitekturalari:
CISC (Complex Instruction Set Computer)-to’laroq buyruqlar to’plami;
RISC (Reduced Instruction Set Computer)-qisqartirilgan buyruqlar to’plami
VLIW (Very Long Instruction Word)-o’ta katta uzunlikdagi buyruqlar
Mikroprotsessor 4 ta guruh buyruqlar to’plamini o’z ichiga oladi:
– ma’lumotlarni uzatish buyruqlari;
– arifmetik buyruqlar;
– mantiqiy buyruqlar;
– o’tish buyruqlari.
Ish unumdorligi-bu kompyuterning ishlash tezligi ko’rsatkichidir.
MIPS(Million Instruction Per Second)
FLOPS(Floating Point Operation Per Second)
Суперкомпютерларнинг унумдорлиги
Номи
Йили
Флопс
флопс
1941
100
килофлопс
1949
103
мегафлопс
1964
106
гигафлопс
1987
109
терафлопс
1997
1012
петафлопс
2008
1015
эксафлопс
2019 или позже[1][2]
1018
зеттафлопс
не ранее 2030[1]
1021
иоттафлопс
н/д
1024
ксерафлопс
н/д
1027
Konveyerli qayta ishlash
Konveyerli qayta ishlash
IF-(Instruction fetch)buyruqni o’qish
ID-(Instruction decode) buyruqni deshifratsiyalash
OR-(Operand Reading) ma’lumotlarni o’qish
EX-(Executing) operatsiyalarni bajarish
WB-(write back) natijaning yozilishi
Parallel ishlov berish va ularning tamoyillari.
Axborotlarga ishlov berish deyilganda, bir ‘axborot obyekti’ ustida
ma’lum bir algoritmlarning bajarilishi natijasida boshqa «axborot obyekti» ni shakllantirish tushuniladi. Bu jarayon axborotning turlitumanligi va hajmi ortishining asosiy vositasi hisoblanadi.
Ishlov berishning eng yuqori darajasida sonli va sonli bo’lmagan
ishlov berish usullarini ko’rsatish mumkin. Ko’rsatilgan ishlov berish
turlari “ma’lumot” tushunchasiga turlicha izoh beradi. Sonli ishlov
berishda o’zgaruvchi, vektorlar, matritsalar, ko’p o’lchovli massivlar,
o’zgarmaslar kabi obyektlar qo’laniladi. Sonli bo’lmagan ishlov
berishda obyekt sifatida fayllar, yozuvlar, maydonlar, tarmoqlar,
nisbatlar va hokazolar olinishi mumkin. Yana bir farqli tomoni shundaki, sonli ishlov berishda ma’lumotlar mazmuni katta ahamiyatga ega emas, ayni vaqtda sonli bo’lmagan ishlov berishda bizni yaxlitligicha mosligi emas, balki obyekt haqida ma’lumotlar qiziqtiradi.
Zamonaviy hisoblash texnikasi yutuqlari nuqtai nazaridan
axborotlarga ishlov berishning quyidagi turlarini ajratish mumkin:
– ketma-ket ishlov berish, bir protsessorga ega bo’lgan, an’anaviy
fon-neyman arxitekturali EHMlarda qo’laniladi;
parallel ishlov berish, EHMda bir necha protsessor bo’lganda qo’llaniladi;
konveyerli ishlov berish, turli masalalarni yechish uchun EHM
arxitekturasida ayni bir manbalardan foydalanish bilan bog’liq.
Elektron hisoblash mashinalarning mavjud arxitekturalarini
axborotga ishlov berish nuqtai nazaridan quyidagi sinflardan biriga taalluqli deb olish qabul qilingan:
Buyruq va ma’lumotlar yakka oqimli arxitekturasi (SISD).
Bu sinfga, ‘atribut-qiymat’ juftligi bilan ishlovchi, markaziy protsessor bo’lgan, an’anaviy fonneyman arxitekturali bir protsessorli tizimlar tegishlidir.
Buyruq va ma’lumotlar yakka oqimlari arxitekturasi (SIMD).
Bu sinfning alohidaligi, bir xil protsessorlarni boshqaruvchi bir (markaziy) nazoratchining mavjudligi hisoblanadi. Nazoratchi, protsessor elementlari imkoniyatlariga, protsessorlar soniga, qidiruv rejimini tashkilashtirish va manzil tasniflariga qarab, quyidagilarni ajratish mumkin:
– vektorli va matritsali masalalarni yechish uchun qo’llaniluvchi matritsali protsessorlar;
– sonli bo’lmagan masalalarni yechishda va unda saqlanayotgan
ma’lumotlarga to’g’ridan-to’g’ri murojaat qilish mumkin bo’lgan
xotiralarni qo’llovchi assosiativ protsessorlar;
– sonli va sonli bo’lmagan ishlov berish uchun qo’llaniluvchi protsessor ansambllari;
– vektorli va konveyerli protsessorlar.
Ko‘p oqimli buyruqlar va bir oqimli ma’lumotlar arxitekturalari
(MISD).
Bu sinfga konveyerli protsessorlarni kiritish mumkin. Ko‘p oqimli buyruqlar va ko‘p oqimli ma’lumotlar arxitekturalari (MIMD). Bu sinf axitekturalariga quyidagi konfiguratsiyalarni kiritish mumkin: multi protsessorli tizimlar, multiishlov beruvchi tizimlar, ko’p mashinalardan tashkil topgan hisoblash tizimlari, hisoblash tarmoqlari.
Ma’lumotlar bilan ishlash jarayonini shartli ravishda quyidagicha
taqsimlash mumkin:
Ma’lumotlarni yaratish – ishlov berish jarayoni sifatida, qandaydir algoritmning bajarilishi natijasida axborot yaratishni va keyinchalik undan yuqori darajalarda foydalanishni nazarda tutadi.
Ma’lumotlarni modifikatsiyalash – yangilarini kiritish va
keraksizlarini yo’qotish yo’li bilan amalga oshiriluvchi, aniq predmet
sohasidagi o’zgarishlarni tasvirlash bilan bog’liq bo’lgan axborotlardir.
Xavfsizlik, nazorat va yaxlitlik – axborot modelida predmet
sohasining holatini tasvirlash uchun yo’naltirilgan va axborotning
xavfsizligini, texnik va dasturiy vositalar zararlanishi va uzilishlaridan
himoyalanishni ta‟minlaydi.
Kompyuter xotirasida saqlanayotgan axborotni qidirish, turli so’rovlarga javob berishda mustaqil harakat va axborotga ishlov berishda yordamchi amal sifatida amalga oshiriladi
Foydalanilgan ilovalar.
https://musfight.ru/uz/sotovye-operatory/tipy-shin-sovremennogo-pk-i-ih-harakteristika-shiny-personalnogo-kompyutera/
https://optolov.ru/uz/the-design-of-the-corridor/kakaya-pamyat-ozu-operativnaya-pamyat-principy-ustroistva-i.html
https://uz.wikipedia.org/wiki/Kompyuter
https://optolov.ru/uz/the-design-of-the-corridor/kakaya-pamyat-ozu-operativnaya-pamyat-principy-ustroistva-i.html
|
