Mavzu: Ko'p yadroli kompyuterlar va paralellashtrish

1.5. Ishlash printsipi

Protsessor — kompyuteringizning eng muhim komponentlaridan bir sanaladi. Aynan ushbu komponentdan kompyuterni jamlashni boshlash kerak.
Hozirda barcha forumlarda protsessorlarni solishtirish muhokama qilinadi. Asosan ushbu solishtirishlar Intel va AMD protsessorlar orasida bo’ladi. Protsessor kompyuterdagi barcha buyruqlarni ishlab chiqaradi. 
Protsessor tanlashda kompyuterni ishlashini ko’rsatadigan belgilarga e’tibor qaratish kerak.
Bular:
— Har bir yadroning chastotasi.
— Kesh (1,2,3 urovenli)
— Shinaning chastotasi.
— Fizik yadroning soni.
Har bir yadroning chastotasi.Kesh (1,2,3 pog’onali) Kesh — Operativ xotira va MP (Markaziy protsessor ) orasidagi aloqa bo’lib, unda ma’lum vaqtda unda murojaat qilinganlik to’g’risida ma’lumot joylashadi (oddiy qilib aytganda, hozirgi paytda ishlayotgan protsessor ma’lumotlari).
Kesh operativ xotiraga qaraganda ancha tez. Boshqa so’z bilan aytganda, kesh xotirasiz, protsessor butun kuchi bilan ishlamagan bo’lardim biz esa qiyin bo’lmagan buyruqlarni ancha vaqt bajarilishini kutgan bo’lardik. Shuning uchun kesh xotira hajmi, protsessor kabi juda zarur. Kesh xotiraning 3 ta pog’onasi mavjud va siz ular bilan quyida tanishasiz:
1-pog’ona. Eng tez harakat qiluvchi ,shuning uchun eng kichik kesh xotiraga ega. Ijrolar uchun kamida 128 Kb ketadi. 2- pog’ona. 1-ga qaraganda sustroq harakat qiladi, ammo 3-pog’onaga qaraganda ancha tez bajaradi. Ijrolar uchun har bir yado uchun kamida 1Mb sarf qiladi
3-pog’ona. Protsessorning eng sust ishlaydigan keshi, ammo OZU ga qaraganda ancha tez ishlaydi. Ushbu kesh xotira katta hajmlarda uchraydi: 6-12 мб — optimal varianti. Kesh xotiraning ushbu pog’onasi ko’pyadroli protsessorlarda effektli ishlayapdi ( 3-yadroli va undan yuqori). 
Narx borasida ular ikki yadroli protsessrorlardan katta farq qilmaydi, shuning uchun agar yuqori tezlanishda ishlashni hohlasangiz, yaxshisi pulni bunga tejab qolmang.
Protsesso tanlashda hajmiga e’tibor qarating. Esda turingki, kesh xotira butun protsessorg mo’ljallangan, uning ayrim yadrolar uchun emas. Agar 6-yadroli protsessor sotib olayotgan bo’lsangiz, kesh xotiraning esa 2-pog’onаsi 3-6 Mbdan past bo’lsa, bu aniq siz uchun emas!
Juda ko‘p kompyuter foydalanuvchilari Windows(Linux,..) operatsion tizimi bir nechta razryadlarga(x32, x64, x86) bo‘linishidan xabari bor. Shu qatorda ko‘p foydalanuvchilar bu nima uchun kerakligini bilishmaydi. Undan tashqari bu razryadlarga tegishli ko‘plab miflar ham mavjud.
Hozirgi kunda faqat 2 tipdagi razryadlar mavjud bo‘lib, bular x32 va x64 dir. X86 esa x32 ning sinonimi hisoblanadi(qayerdadir x86 razryad bilan uchrashib qolsangiz, bilinki bu x32 dir).
Agar bitta o‘rnatiladigan diskda ham 32 ham 64 razryadli operatsion tizimlar mavjud bo‘lsa, o‘rnatish jarayonida sizga tanlashga imkon beradi. Odatiy o‘rnatilish(по умолчание) x32 o‘rnatiladi.
Bu razryadlarni qaysi biri o‘rnatilganini qayerdan bilish mumkin? Demak Мой компьютер ga sichqonchani o‘ng tomoni bosilib, свойство bandiga kiriladi va ekranda quyidagi oyna paydo bo‘ladi(Rasmda windows 7 uchun ko‘rsatilgan, XP va boshqa distributivlarda salgina farq qilish mumkin ).

Faqat operatsion tizim emas, balki dasturlar, drayverlar ham razryadlarga bo‘linadi. Bu dasturlar(drayverlar)operatsion tizim razryadiga qarab o‘rnatiladi. Agar tizim x32 razryadga ega bo‘lsa, faqat x32 razryadli dastur va drayverlar o‘rnatiladi(x64 li dastur va drayverlar tushmaydi). Agar tizim x64 razryadga ega bo‘lsa, x64 li dasturlar ham x32li dasturlar ham o‘rnatilishi mumkin. Bu degani x64 li kuchli deganidir.Demak, 2 darajali ma’lumotlar bilan tanishib chiqdik, endi asosiy masalaga o‘tamiz, O‘zi ular nima? Bu razryadlar dasturlarni va ma’lumotlarni qayta ishlash tezligini o‘rnatadi. Oddiy qilib aytadigan bo‘lsak, x64 razryadli yadrolar bir vaqtning o‘zida 64 Gb va undan ortiq operativ xotira bilan ishlay oladi, bu asosan ko‘p yadroli protsessorlar uchundir. x32 razryadli yadrolar faqat 4 Gb operativ xotira bilan ishlay oladi va faqat x32 li dasturlarni bir vaqtning o‘zida 3 Gb operativ xotira bilan ishlata oladi. Bu degani agar sizda 8 Gb operativ xotira bo‘lsa va siz x32 li operatsion tizim o‘rnatsangiz faqat 4 Gb xotira ishlaydi, qolgani bekor yotadi(effektiv emas).

x64 razryadli operatsion tizimlar ham 32 ham 64 li dasturlarni ishga tushira oladi, lekin aksincha emas.
x64 razryadli versiya ko‘protsessorli va ko‘pyadroli hisoblanadi, shuning uchun, agar sizda minimum 2 ta yadro bo‘lsa, x64 li o‘tish foydadan holi bo‘lmaydi. Agar operativ xotira 4 Gb dan kam bo‘lsa, o‘tish tavsiya qilinmaydi. x64 razryadli drayverlar, dasturlar va operatsion tizimlar x32 ga qaraganda hajmi biroz kattaroq hisoblanadi. Agar siz x32 li da x64 li dasturni ishga tushirsangiz, razryadlarning mos emasligi haqida ma’lumot olasiz.

Xullas shunaqa gaplar. Qisqa qilib aytganda x64 asosan server mashinalariga(Itanium protsessor) o‘rnatiladi, lekin hozirgi rivojlanish davrida oddiy ishchi kompyuterlarga ham x64 razryadli operatsion tizim va dasturlar o‘rnatilmoqda.

Sistema blokining tarkibi:
Oziqlanish bloki, sistema platasi, operativ hotira sxemalari, xotiraning boshqa turlari, portlar, kengaytirish slotlari, shinalar.
Kompyuterning asosiy korpusidagi qurilma va vositalarni yetarlicha energiya bilan ta`minlovchi moslama kompyuterninig energiya blokidir. Uning asosiy vazifasi aytilgan vositalarni energiya bilan ta`minlash, havo almashtirish va protsessor ichini sovutishdir, chunki ko`pgina komponentlar energiya bloki, protsessor va vinchester uzluksiz ish vaqtida qizib ketadi.
Agar ishonchli havo almashtirish ta`minlanmasa, komp'yuter ichki qismlari qizib ketishi va to`xtab qolishiga sabab bo`ladi.
Bundan tashqari kuchlanishlar tez-tez o`zgaradigan, katta kuchlanishli toklar o`tadigan joylarda energiya blokining ishonchliligi katta axamiyatga ega.
Kompyuter sotib olishda energiya blokining quvvatini aniqlab oling. U kamida 200-250 vatt bo`lishi kerak, aks holda u qo`shimcha qattiq disk (vinchester),
Portlar parallel (LPT), ketma-ket (COM) va universal ketma-ket (USB) turlarga bo'linadi. Ketma-ket port protsessordan ma'lumotlarni baytlarda oladi va qurilmalarga bitlarda uzatadi, parallel port esa baytlarda olib baytlarda uzatadi. Odatda, sichqoncha va modem ketma-ket portlarga, printer parallel portga ulanadi. Juda ko'p asosiy platalarda sichqoncha va klaviatura doiracha shaklidagi PS/2 bo'lmaga ulanadi. Hozirgi kunda universal ketma-ket portga sichqoncha, klaviatura va boshqa qurilmalarni ulash imkoni bor.

Odatda, asosiy plataning ajralmas qismi sifatida qaraladigan doimiy xotira qurilmasi (DXQ, ing. ROM - Read Only Memory - faqat o'qish uchun xotira) mikrosxema ko'rinishida tashkil etilgan bo'lib, quvvat manbaiga bog'liq bo'lmagan holda ma'lumotlarni saqlash uchun xizmat qiladi. Doimiy xotira qurilmasida kompyuterning kiritish- chiqarish asosiy sistemasi (BIOS - Basic Input-Output System) haqidagi doimiy axborot saqlanadi.

Protsessorni mikroprotsessor yoki CPU (ya'ni, Central Processing Unit - markaziy protsessor) deb ham atashadi. Protsessor arifmetik va mantiqiy amallarni bajaradi, xotira bilan bog'lanadi va barcha qurilmalar ishini boshqaradi.

Zamonaviy kompyuterlarda protsessor vazifasini 10 mm kvadratdan ham kichik yuzali yagona yarim o'tkazgichli kristalda (kremniy yoki germaniy) joylashgan millionlab mitti tranzistorlardan tashkil topgan mikro-protsessor, ya'ni o'ta zich integral sxema bajarmoqda. Misol sifatida ko'radigan bo'lsak, Intel Pentium Pro mikroprotsessori o'z ichida 5,5 milliondan ortiq tranzistorlarni saqlaydi. 
Protsessorning ish unumdorligi uning tezligi (taktli chastota) va razryadlar soni bilan belgilanadi. Tezlik protsessorning 1 sekundda bajargan amallar miqdori bilan belgilanadi va Gs (gers) bilan ifodalanadi. Masalan, i8086 protsessori 10 MGs (sekundiga 10 million amal) tezlikka ega bo'lsa, Intel Pentium IV protsessori uchun bu ko'rsatkich 1700 MGs va undan yuqoridir. Protsessorning razryadlari soni uning bir vaqtning o'zida baravariga ishlashi mumkin bo'lgan bitlar miqdori bilan aniqlanadi. Hozirgi kunda 16, 32, 64, 128 razryadli protsessorlar keng qo'llanilmoqda. Protsessorning tezligini oshirish maqsadida hozirgi vaqtda kesh-xotira, turli matematik soprotsessorlar kabi vositalardan foydalanish yo'lga qo'yilgan. Shu kunlarda protsessorlarning ko'p yadroli turlari ishlatilmoqda. 
Protsessor, asosan, quyidagi qismlardan iborat: 
* arifmetik-mantiqiy qurilma;
* ma'lumotlar va adreslar shinasi;
* registrlar;
* buyruq jamlagichi;
* kesh, ya'ni kichik hajmli o'ta tezkor xotira;
* qo'zg'aluvchan vergulli sonlar matematik soprotsessori.
Aniq protsessorga mos i80386, 16/32 yozuvi ushbu protsessor 16 razryadli berilganlar shinasi va 32 razryadli adreslar shinasiga ega ekanligini, ya'ni bir vaqtning o'zida 16 bit axborot va 232= 4 Gbayt hajmdagi adreslar (adreslar sohasi) bilan ishlash imkoniyati mavjudligini bildiradi.