Kafedrasi kompyuter arxitekturasi moduli bo‘yicha

Nazorat savollari

1. 
   Raqaml iishlov berish nima uchun kerak?
   
2. 
   DSP protsessor qaerda qullaniladi?
   
3. 
   Analog-raqamli o’zgartgichlarni vazifasini ayting?
   

18-Ma’ruza. Kompyuterlarning asosiy ko’rsatgichlari, massiv parallel tizimlar (MPP)
Reja:
1. Kompyuterlarning asosiy ko’rsatgichlari
2. Massiv parallel tizimlar (MPP)
Tayanch iboralar: kompyuterning ko’rsatgichi, Massiv parallel tizimlar
Kompyuterlarni bir-biri bilan solishtirish odatda ularning ish faoliyatini baholashdan boshlanadi. Bu unumdorlikni o'lchash uchun tegishli birliklarni joriy etish va uni baholashning standart usullarini ishlab chiqishni talab qildi. Hisoblash tizimlarining ishlashini baholash usullari ma'lum talablarga javob berishi kerak. Avvalo, ular umume'tirof etilgan bo'lishi, hisoblash tizimlarini iloji boricha to'liq baholashi va foydalanuvchining vazifalariga mos kelishi kerak. Ularning mustaqil va o'z-o'zini tekshirish uchun mavjudligi ta'minlanishi kerak. Vaqt hisoblash tizimlarining ishlashini baholash va taqqoslash uchun hozirda qo'llaniladigan usullarning asosidir. Qisqa vaqt ichida ma'lum hajmdagi ishni bajaradigan kompyuter tezroq hisoblanadi. Protsessor tomonidan bajarilgan ishning vaqt xususiyatlarini baholash arzimas vazifadan uzoqdir. Turli xil kompyuterlarda echilgan vazifalarning vaqt xususiyatlarini solishtirishda qo'shimcha qiyinchiliklar bir kompyuterda topshiriqni boshqa kompyuterda echishda tizim kodining foydalanuvchi tomonidan aniqlanishi mumkinligi bilan bog'liq. Protsessor tomonidan berilgan dasturni bajarish uchun sarflangan vaqtni o'lchash uchun maxsus vaqt ishlatiladi, bu markaziy protsessor vaqti (CPU vaqti) deb ataladi. Bu vaqt kiritish-chiqarish kutish vaqtini va boshqa dasturlarni bajarish vaqtini o'z ichiga olmaydi. Ushbu parametrdan foydalanish zarurati multiprogramma rejimida turli xil resurslardan foydalanadigan vazifalarga xizmat ko'rsatadigan protseduralar vaqtida kombinatsiyasi mavjudligi bilan bog'liq. Protsessorning muhim xarakteristikasi - bu bitta ko'rsatmani bajarish uchun zarur bo'lgan o'rtacha soat tsikllari soni (har bir ko'rsatma bo'yicha CPI soat sikllari). Ushbu parametr dasturda bajarilgan buyruqlar sonini bilish orqali ma'lum bir dastur uchun zarur bo'lgan CPU vaqtini hisoblashni osonlashtiradi. CPU ishlashi uchta parametr bilan belgilanadi:
soat chastotasi;
bitta buyruq bo'yicha o'rtacha tsikllar soni;
bajariladigan buyruqlar soni.
Ushbu parametrlarning barchasi bir-biri bilan chambarchas bog'liq:
-buyruq bo'yicha o'rtacha tsikllar soni funktsional tashkilot va buyruq tizimiga bog'liq;
- sinxronizatsiya chastotasi apparat ishlab chiqarish texnologiyasi darajasiga va protsessorning funktsional tashkil etilishiga bog'liq;
-dasturda bajariladigan buyruqlar soni echilayotgan masala, tizim arxitekturasi va kompilyatorlarning algoritmi bilan belgilanadi. Ikki kompyuterni ishlashi bo'yicha solishtirish uchun barcha uchta komponentni hisobga olish kerak. Hisoblash tizimlarining ishlashini baholash uchun standart ko'rsatkichni izlash jarayonida bir nechta o'lchov birliklari tanlangan. Ular orasida eng keng tarqalganlaridan biri MIPS (Million Instruction Per Second). U soniyada bajariladigan dastur buyruqlari sonini ko'rsatadi. Ishlash ish vaqtining o'zaro nisbati sifatida aniqlanadi va tezroq kompyuter yuqori MIPS reytingiga ega. Bir qarashda ko'rsatkich juda oddiy, ammo uni ishlatish bajarilayotgan dasturning xususiyatlarini va protsessor arxitekturasini hisobga olishga imkon bermaydi. Turli xil ko'rsatmalar tizimiga ega bo'lgan kompyuterlarni solishtirish mumkin emas. Hatto bitta kompyuterda ham turli muammolarni hal qilishda natija o'zgaradi. Suzuvchi nuqta ko'rsatmalarini bajarish va kompilyatorlarni optimallashtirish uchun soprotsessorlardan foydalanish bilan bog'liq jiddiy muammolar paydo bo'ladi. Bularning barchasi turli protsessorlarni ob'ektiv taqqoslashni imkonsiz qiladi. Yana ikkita ko'rsatkich bir vaqtlar DEC ning VAX 11/780 mos yozuvlar kompyuterlari va IBM ning RS/6000 modellaridan birining ishlashiga asoslangan MIPS kontseptsiyasi bilan bog'liq edi. Ushbu kompyuterlarning ishlashi 1 MIPS sifatida belgilangan. Sinov qilinayotgan tizimlarning ishlashi ushbu mos yozuvlar kompyuterlarining ishlashiga nisbatan hisoblab chiqilgan. Ushbu qiymatlar orasidagi taxminiy nisbat quyidagicha: 1 IBM MIPS 1,6 DEC MIPS ga teng. MPP (massive parallel processing) - bu massiv parallel arxitektura. Ushbu arxitekturaning asosiy xususiyati shundaki, xotira jismoniy jihatdan ajratilgan. Bunday holda, tizim protsessor, mahalliy operatsion xotira banki (RAM), aloqa protsessorlari (marshrutizatorlar) yoki tarmoq adapterlari, ba'zan qattiq disklar va / yoki boshqa kirish / chiqish qurilmalarini o'z ichiga olgan alohida modullardan qurilgan. Aslida, bunday modullar to'liq jihozlangan kompyuterlardir (18.6-rasmga qarang).

18.6-rasm. Ajratilgan xotira arxitekturasining sxematik ko'rinishi
Faqat bir xil moduldagi protsessorlar (CPU) ushbu moduldan OP bankiga kirish huquqiga ega. Modullar maxsus aloqa kanallari orqali ulanadi.
Foydalanuvchi o'zi ulangan protsessorning mantiqiy raqamini aniqlashi va boshqa protsessorlar bilan xabar almashishni tashkil qilishi mumkin.
MPP-arxitektura mashinalarida operatsion tizim bilan ishlashning ikkita varianti mavjud:
- to'liq huquqli operatsion tizim (OT) faqat boshqaruv mashinasida (front-end) ishlaydi, har bir alohida modulda operatsion tizimning juda qisqartirilgan versiyasi ishlaydi, bu faqat unda joylashgan parallel dasturning bo'limining ishlashini ta'minlaydi.
- har bir modul alohida o'rnatilgan to'liq huquqli UNIX-ga o'xshash OT bilan ishlaydi.
Umumiy xotira tizimlarining asosiy afzalligi yaxshi miqyoslilikdir: SMP tizimlaridan farqli o'laroq, umumiy xotira mashinalarida, har bir protsessor faqat o'zining mahalliy xotirasiga kirish huquqiga ega va shuning uchun protsessorlarni soat bilan sinxronlashtirishga hojat yo'q. Bugungi kunda deyarli barcha ishlash rekordlari bir necha ming protsessorlardan (ASCI Red, ASCI Blue Pacific) iborat aynan shu arxitekturadagi mashinalarda o'rnatiladi.
Alohida xotiraga ega tizimlar MVS-1000, IBM RS/6000 SP, SGI/CRAY T3E superkompyuterlari, ASCI tizimlari, Hitachi SR8000, Parsytec tizimlari. SGI ning eng so’nggi CRAY T3E seriyasi, Dec Alpha 21164 protsessorlari asosida 1200 Mflops/s (CRAY T3E-1200) oʻtkazish qobiliyatiga ega bo’lib, 2048 tagacha protsessorni kengaytirishga qodir.
MPP tizimlari bilan ishlashda Massive Passing Programming Paradigma deb ataladigan - ma'lumotlarni uzatish (MPI, PVM, BSPlib) bilan dasturlash paradigmasi qo'llaniladi.