Magistratura mutaxassisliklari

8. Axborot texnologiyalari anjomiy ombori

Anjom ko’rinishidagi mehnat qurollari, texnologik jarayon va vositalar har qanday texnologiyaning zaruriy tarkibiy qismi hisoblanadi. Bundan axborot texnologiyalari ham mustasno emas. Barcha tashkil etuvchilarni (komponenta), shu bilan birga anjomiy omborni ham, standartlashtirish texnologiyani sanoat darajasida tadbiq qilish va rivojlantirishning asosiy omili hisoblanadi. Anjomiy omborni barcha tashkil etuvchilarining tahlili shuni ko’rsatadiki, mavjud bo’lgan rivojlanish yo’nalishlari hisoblash va tarmoq mahsulotlari bozorida mo’ljallash imkonini beradi. Yagona axborot muhitiga kirish uchun axborot texnologiyalarini va vositalarini jahon standartlariga moslashtirish lozim.

Texnik vositalar

Axborot texnologiyalari texnik ta’minotining asosini har qanday axborot tizimining yadrosi hisoblangan kompyuterlar tashkil etadi.


94
Birinchi navbatda kompyuterlar katta hajmli hisoblashlarni amalga oshirish uchun yaratilgan. Bunda asosiy talab yuqori aniqlik va hisoblashlarga minimal vaqt sarfi edi. Bunday jarayonlar sonli ishlov berish uchun xosdir.
EHM klassik arxitekturasi (fon-neyman) beshta asosiy funksional blokdan tashkil topgan:
xotira qurilmasi (XQ); boshqarish qurilmasi;
birga ko’riluvchi va markaziy protsessor deb nomlanuvchi boshqaruv va arifmetik-mantiqiy qurilmalar (AMQ); kiritish qurilmasi; chiqarish qurilmasi.
Fonneyman arxitekturasida katta hajmli axborotga ishlov berish uchun bir protsessordan foydalaniladi. Ma’lumotlar bilan ishlash aloqa almashuv kanali orqali amalga oshiriladi. Markaziy protsessorda kanal o’tkazish qobiliyati va ishlov berish imkoniyatlarining chegaralanganligi axborot hajmi ortganda mushkul vaziyatlarga olib keladi. Bunday vaziyatlardan chiqish uchun EHM arxitekturasiga ikkita asosiy o’zgartirish kiritish taklif qilindi:
parallel protsessorlarni qo’llash va parallel ishlov berishni tashkillashtirish;
protsessorni ma’lumotlarga yaqinlashtiruvchi va ularning uzluksiz uzatilishini bartaraf etuvchi taqsimlangan mantiq.
Fon-neyman arxitekturasining boshqa kamchiligi, xotiradan talab qilinayotgan obyektni tanlash uchun manzilini ko’rsatish yo’li bilan amalga oshiriluvchi, xotira qurilmasiga murojaat qilish bilan bog’liq. Bu sonli ishlov berish uchun o’rinli, ammo sonli bo’lmagan ishlov berishda murojaat qilish mazmun (assotsiativ manzillash) bo’yicha amalga oshirilishi lozim. Sonli ishlov berish uchun ham asosan shu arxitektura qo’llanilgani uchun assotsiativ kirishni tashkillashtirish usulini topish zarur edi. U assotsiativ so’rovlarni mos manzillarga almashtirish uchun maxsus jadvallarni (ma’lumotnomalar) yaratish yo’li bilan amalga oshiriladi. Xotira qurilmasiga bunday murojaat qilishni tashkillashtirishda katta hajmli axborotlar bilan ishlash holatlarida EHMning qobiliyati keskin pasayadi. Bu quyidagi bilan bog’liq: so’rovsiz ishlov berish nafaqat ko’rish, balki ma’lumotlarni tiklash hamdir.
Shunday qilib, EHM sonli bo’lmagan ishlov berish uchun quyidagi talablarga javob berishi lozim: assotsiativlik, parallelizm, xotirada ishlov berish. Bundan tashqari yuqori darajada arxitekturaga quyidagi talablar qo’yiladi:
95
xotira qurilmalari va parallel protsessorlarning qayta quriluvchanligi (перестраиваемость);
protsessorlar o’rtasida bog’lanishning murakkab topologiyalari; amallarni taqsimlashga yo’naltirilgan multi protsessorli tashkillashtirish.
Yuqorida keltirilgan chegaralanishlar va talablar berilganlar bazasi mashinalarida (BBM) tadbiq qilingan.
Yuqoridagilarga asoslangan holda EHM arxitekturasi tasniflarini
(klassifikatsiyasini) quyidagicha keltirish mumkin:
ma’lumotlar bir oqimli va buyruqlar bir oqimli arxitekturasi (SISD);
buyruqlar bir oqimli va ma’lumotlar ko’p oqimli arxitekturasi (SIMD);
buyruqlar ko’p oqimli va ma’lumotlar bir oqimli arxitekturasi (MISD);
buyruqlar ko’p oqimli va ma’lumotlar ko’p oqimli arxitekturasi (MIMD);


SISD sinfiga zamonaviy fonneyman bir protsessorli tizimlari kiradi. Bu arxitekturada markaziy protsessor «atribut-qiymat» juftlik bilan ishlaydi. Atribut (metka) mos qiymatni xotirada lokallashtirish uchun qo’llaniladi. Yig’uvchi (registr) mazmuni va qiymatiga ishlov beruvchi yakka buyruq – natija chiqaradi.
SIMD sinfiga asosiy tarkibi bir xil protsessorlar kompleksini boshqaruvchi bir nazoratchidan tashkil topgan arxitektura katta sinfi
96
taalluqlidir. Nazoratchi va protsessor elementlari, protsessorlar soni, qidiruvni tashkillashtirish, tarmoqni to’g’rilovchi va yo’nalish tavsiflari imkoniyatlariga qarab, SIMDni to’rt turga bo’lish mumkin:
matritsali protsessorlar, shunday tashkil etilganki, berilgan hisoblashlarni bajarishda ular parallel ishlaydi. Sonli ishlov berishga tegishli bo’lgan vektorli va matritsali masalalarni yechishga mo’ljallangan;
assotsiativ protsessorlar, har bir protsessorni uning xotirasi bilan bog’lash hisobiga butun massiv bo’yicha qidiruv rejimida ishlashni ta’minlaydi. Sonli bo’lmagan masalalarni yechish uchun foydalaniladi;
protsessorli ansambllar, sonli va sonli bo’lmagan ishlov berishga yo’naltirilgan, berilgan sinf masalalarini yechish uchun ma’lum bir tartibda birlashtirilgan protsessorlar mutanosibligini ifodalaydi;