Mavzu: Tarmoq protsessorlari va ularning muhim jihatlari Reja

Mavzu:Tarmoq protsessorlari va ularning muhim jihatlari
Reja:
1.Tarmoq protsessori
2.Tarmoq tushunchasi va uning ahamiyati
3.Kompyuter protsessorining texnik xususiyatlari


Tayanch atamalar: tarmoq prosessorlari,tak chastota,integral mikrosxema, yadro soni ko'paytirish koeffitsienti, xotira tekshiruvi, kesh, video yadrosi, soket ,issiqlik tarqalish kuchi , Yadro soni.
Tarmoq protsessori bu integral mikrosxema xususan yo'naltirilgan xususiyatlar to'plamiga ega tarmoq dastur domeni.
Tarmoq protsessorlari odatda dasturiy taminot dasturlashtiriladigan qurilmalar va umumiy maqsadga o'xshash umumiy xususiyatlarga ega bo'lar edi markaziy mikroprosessorlar odatda turli xil turdagi uskunalar va mahsulotlarda ishlatiladigan.
Zamonaviy telekommunikatsiya tarmoqlari, ma'lumotlar (ovoz, video, ma'lumotlar) sifatida uzatiladi paket ma'lumotlar (muddat paketlarni almashtirish) ma'lumotni olib kelgan eski telekommunikatsiya tarmoqlaridan farq qiladi analog signallar kabi umumiy foydalaniladigan telefon tarmog'i (PSTN) yoki analog Televizor/Radio tarmoqlar. Ushbu paketlarni qayta ishlash natijasida yaratilgan integral mikrosxemalar Ushbu ma'lumotlar to'plami bilan ishlash uchun optimallashtirilgan (IC). Tarmoq protsessorlari ushbu tarmoqlar ichida paketlarni qayta ishlashni takomillashtirish va optimallashtirish uchun taqdim etilgan o'ziga xos xususiyatlarga yoki arxitekturalarga ega.
Tarmoq protsessorlari aniq funktsiyalarga ega bo'lgan IClarga aylandi. Ushbu evolyutsiya yanada murakkab va moslashuvchan IClar yaratilishiga olib keldi. Yangi sxemalar dasturlashtirilishi mumkin va shuning uchun bitta ruxsat beriladi apparat Kerakli hollarda turli xil funktsiyalarni bajarish uchun IC dizayni dasturiy ta'minot o'rnatilgan.
Tarmoq protsessorlari turli xil turlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi tarmoq uskunalari kabi:
Routerlar, dasturiy ta'minot yo'riqchilari va kalitlar (Tarmoqlararo protsessorlar)
Umumiy funktsiyalar
Paket protsessori sifatida umumiy rolda odatda tarmoq protsessorida bir qator optimallashtirilgan funktsiyalar yoki funktsiyalar mavjud: Pattern matching - paketlar oqimidagi paketlar ichida bit yoki baytlarning o'ziga xos naqshlarini topish qobiliyati. Kalit qidirish - natijani topish uchun kalit (odatda paketdagi manzil) yordamida ma'lumotlar bazasini tezda qidirish qobiliyati marshrutlash ma `lumot. Hisoblash Ma'lumotlarni bitfild manipulyatsiyasi - paketdagi ba'zi ma'lumotlar maydonlarini qayta ishlash jarayonida o'zgartirish qobiliyati. Navbat boshqarish - paketlar qabul qilinishi, qayta ishlanishi va jo'natilishi rejalashtirilganligi sababli ular navbatda saqlanadi. Nazoratni qayta ishlash - paketni qayta ishlashning mikro operatsiyalari tizimdagi boshqa tugunlar bilan aloqa va orkestratsiyani o'z ichiga olgan so'l darajasida boshqariladi. Paket buferlarini tez taqsimlash va qayta aylantirish. Me'moriy paradigmalar Ma'lumotlarning yuqori tezligi bilan kurashish uchun odatda bir nechta me'moriy paradigmalar qo'llaniladi:
Quvur liniyasi protsessorlar - yuqorida sanab o'tilgan funktsiyalardan birini bajaradigan protsessordan iborat quvur liniyasining har bir bosqichi. Parallel ishlov berish ko'pincha, shu jumladan, bir nechta protsessor bilan ko'p ishlov berish. Ixtisoslashgan mikrokodlangan vazifalarni yanada samarali bajarish uchun dvigatellar. Kelishi bilan ko'p yadroli yuqori qatlam uchun arxitektura, tarmoq protsessorlaridan foydalanish mumkin (L4-L7) qayta ishlash.
Bundan tashqari, muhim element bo'lgan transport vositalarini boshqarish L2-L3 tarmoqni qayta ishlash va ilgari turli xil birgalikda ishlaydigan protsessorlar tomonidan bajarilib, tarmoq protsessori me'morchiligining ajralmas qismiga aylandi va uning silikon maydonining ("ko'chmas mulk") muhim qismi o'rnatilgan trafik boshqaruvchisiga bag'ishlandi.
Zamonaviy tarmoq protsessorlari, shuningdek, yadrolar o'rtasida kichik xabarlar almashinuvi uchun optimallashtirilgan past-kechikish tezligi yuqori bo'lgan, o'zaro bog'liqlik tarmoqlari bilan jihozlangan (bir nechta ma'lumot so'zlari). Bunday tarmoqlardan umumiy xotiradan standart foydalanishdan tashqari, yadrolararo samarali aloqa uchun alternativ vosita sifatida foydalanish mumkin.
Tarmoq protsessorining umumiy funktsiyasidan foydalangan holda, dasturiy ta'minot tarmoq protsessori bajaradigan dasturni amalga oshiradi, natijada jismoniy uskunalar vazifasini bajaradi yoki xizmat ko'rsatadi. Odatda tarmoq protsessorlarida ishlaydigan dastur sifatida amalga oshiriladigan ba'zi bir dastur turlari quyidagilardir:Paket yoki ramka kamsitish va ekspeditsiya, ya'ni a ning asosiy faoliyati yo'riqnoma yoki almashtirish. Xizmat ko'rsatish sifati (QoS) majburiyligi - paketlarning har xil turlarini yoki sinflarini aniqlash va paketlarning ayrim turlari yoki sinflari uchun boshqa turlar yoki sinflar hisobiga imtiyozli davolashni ta'minlash. Kirish nazorati funktsiyalari - ma'lum bir paket yoki paketlar oqimining tarmoq uskunalari qismini bosib o'tishiga ruxsat berilishini aniqlash. Shifrlash ma'lumotlar oqimlarining - apparatga asoslangan shifrlash dvigatellari, individual ma'lumotlar oqimlarini protsessor tomonidan shifrlashga imkon beradi. Intel - Intel 2006 yilda tarmoq protsessorlari sohasidagi barcha rivojlanishlarni to'xtatdi, ammo uning bozor ulushi 2007 va 2008 yillarda o'sib ulgurdi, ilgari ishlab chiqarilgan mahsulotlar tufayli 38 foizni tashkil etdi. Netronome hozirda ishlab chiqarish va ishlab chiqarish uchun litsenziyaga ega IXP 16 dan ortiq yadroli protsessorlar.
Tarmoq tushunchasi va uning ahamiyati. Kompyuterlar orasida ma’lumot almashish va umumiy masalalarni birgalikda yechish uchun komyuterlarni bir-biri bilan bog‘lash ehtiyoji paydo bo‘ladi. Kompyuterlarni bir-biri bilan bog‘lashda ikki xil usuldan foydalaniladi:
Kabel yordamida bog‘lash. Bunda kompyuterlar bir-biri bilan koaksial, o‘ralgan juftlik kabeli (UTP) yoki shisha tolali kabellar orqali maxsus tarmoq plata yordamida bog‘lanadi.
Simsiz bog‘lanish. Bunda kompyuterlar bir-biri bilan simsiz aloqa vositalar yordamida, ya’ni radio to‘lqinlar, infraqizil nurlar, WiFi va Bluetooth texnologiyalari yordamida bog‘lanadi.
Bir-biri bilan bog‘langan kompyuterlarning bunday majmuasi kompyuter tarmog‘ini tashkil etadi.
Tarmoq - kompyuterlar, terminallar va boshqa qurilmalarning ma’lumot almashishni ta’minlaydigan aloqa kanallari bilan o‘zaro bog‘langan majmuasi. Kompyuterlararo ma’lumotlarni almashishni ta’minlab beruvchi bunday tarmoqlar kompyuter tarmoqlari deb ataladi.
Kompyuter tarmoqlarini ularning geografik joylashishi, masshtabi hamda hajmiga qarab bir nechta turlarga ajratish mumkin, masalan:
Lokal tarmoq - bir korxona yoki muassasadagi bir nechta yaqin binolardagi kompyuterlarni o‘zaro bog‘lagan tarmoq.
Mintaqaviy tarmoqlar - mamlakat, shahar, va viloyatlar darajasida kompyuterlarni va lokal tarmoqlarni maxsus aloqa yoki telekommunikasiya kanallari orqali o‘zaro bog‘lagan tarmoqlar.
Global tarmoqlar - o‘ziga butun dunyo kompyuterlarini, abonentlarini, lokal va mintaqaviy tarmoqlarini telekommunikasiya (kabelli, simsiz, sun’iy yo‘ldosh) aloqalari tarmog‘i orqali bog‘lagan yirik tarmoq.
Tarmoq orqali axborotlarni uzoq masofalarga uzatish imkoniyati vujudga keldi. Tarmoq axborotlarni uzatish, alohida foydalanilayotgan kompyuterlarni birgalikda ishlashini tashkil qilish, bitta masalani bir nechta kompyuter yordamida yechish imkoniyatlarini beradi. Bundan tashqari har bir kompyuterni ma’lum bir vazifani bajarishga ixtisoslashtirish va kompyuterlarning resurslaridan (ma’lumotlari, xotirasi) birgalikda foydalanish, hamda butun dunyo kompyuterlarini o‘zida birlashtirgan Internet tarmog‘iga bog‘lanish mumkin.
Tarmoq taqdim etadigan hizmatlar. Kompyuter tarmoqlari axborotlarni elektr signallari ko‘rinishida uzatish va qabul qilishga ixtisoslashgan muhit. Tarmoqlar biror maqsadga erishish uchun quriladi, ya’ni bog‘langan kompyuterlar orqali biror masalalami yechish uchun ixtisoslashtiriladi. Tarmoq xizmatlariga quyidagilami misol tariqasida keltirish mumkin:
Fayl server xizmati. Bunda tarmoqdagi barcha kompyuterlar asosiy kompyuterning (server) ma’lumotlaridan foydalanish yoki o‘z ma’lumotlarini asosiy kompyuter xotirasiga joylashtirish mumkin;
Print server xizmati. Bunda tarmoqdagi barcha kompyuterlar o‘z ma’lumotlarini xizmat joriy qilingan kompyuter boshqaruvi orqali qog‘ozga chop qilishi mumkin;
Proksi server xizmati. Bunda tarmoqqa ulangan barcha kompyuterlar xizmat joriy qilingan kompyuter boshqaruvi orqali bir vaqtda Internet yoki boshqa xizmatlardan foydalanishi mumkin;
Kompyuter va foydalanuvchi boshqaruvi xizmati. Bunda tarmoqqa ulangan barcha kompyuterlarning va ularda qayd qilingan foydalanuvchilarning tarmoqda o‘zini tutishi hamda faoliyat yuritishi belgilanadi va nazorat qilinadi.
Tarmoq har doim bir nechta komp’yuterlarni birlashtiradi va ulardan har biri o‘z axborotlarini uzatish va qabul qilish imkoniyatiga ega. Axborot uzatish va qabul qilish komp’yuterlar o‘rtasida navbat bilan amalga oshiriladi. Shuning uchun har qanday tarmoqda axborot almashinuvi boshqarib turiladi. Bu esa o‘z navbatida kompyuterlar o‘rtasidagi axborot to‘qnashishi va buzilishini oldini oladi yoki bartaraf qiladi.
Kompyuterlar tarmoqlari tashkil etilgandan so‘ng undagi barcha kompyuterlarning manzillari belgilanadi. Chunki axborotlarni tarmoq orqali bir kompyuterdan boshqasiga uzatish kompyuter manzillari orqali amalga oshiriladi. Jo‘natilayotgan axborotga oddiy hayotimizdagi xat jo‘natish jarayoni kabi uzatuvchi va qabul qiluvchi manzillari ko‘rsatiladi va tarmoqqa uzatiladi. Har bir kompyuter kelgan axborotdagi qabul qiluvchi manzilini o‘zining manzili bilan solishtiradi, agar manzillar mos kelsa, u holda axborotni qabul qilib oladi va uzatuvchiga qabul qilib olganligi to‘g‘risida tasdiq yo‘llaydi. Xuddi shu tariqa kompyuterlararo axborot almashiniladi.
Manzil tushunchasi. Kompyuter tarmoqlarida manzil tushunchasi sifatida quyidagi fikrlarni keltirish mumkin:
Manzil kompyuter xotirasining qismlarini, kompyuter kiritish-chiqarish qurilmalari portini, hisoblash tarmog‘i kompyuterlarini hamda boshqa ma’lumot manbalarini yoki ularni uzatish uchun belgilangan joyni aniqlaydi.
Manzil hisoblash tarmoqlarida uzatilayotgan ma’lumotlarni qabul qiluvchi yoki jo‘natuvchilarni aniqlovchi ma’lumotlar ketma-ketligi.
Axborot muhitida tezlik tushunchasi, birliklari va axborot kanallari sig‘imi. Ma’lum vaqt oralig‘ida aloqa muhitlari orqali uzatiladigan axborot hajmi - uning uzatilish tezligini belgilaydi.
Xar qanday harakatlanuvchi jism va modda uchun tezlik tushunchasi va uning o‘lchov birliklari mavjud bo‘lganidek, axborotning ham uzatish tezligi hamda o‘lchov birliklari mavjuddir, bular:
Bit/sekund - bir soniyada aloqa muhiti orqali uzatiladigan bitlar soni;
Kbit/sekund - bir soniyada aloqa muhiti orqali uzatiladigan minglab yaxlitlangan bitlar soni;
Mbit/sekund - bir soniyada aloqa muhiti orqali uzatiladigan millionlab yaxlitlangan bitlar soni;
Gbit/sekund - bir soniyada aloqa muhiti orqali uzatiladigan milliardlab yaxlitlangan bitlar soni.
Axborot kanallarining sihimi ular orqali ma’lum vaqt oralig‘ida uzatiladigan axborot hajmi bilan belgilanadi. Bu o‘z navbatida axborot kanallarining o‘tkazish qobilyatini anglatadi.
Axborotlarni qidirish tizimlari. Internet tarmog‘idagi qidiruv tushunchasi shuni anglatadiki, bunda har bir foydalanuvchi o‘ziga kerakli bo‘lgan biror ma’lumot yoki materialni maxsus qidiruv tizimlari orqali topish imkoniyatiga ega bo‘ladi.
Internet tarmog‘i foydalanuvchilari qidiruvni Internet muhitida joylashgan veb- saytlar, ularning manzili va ichki ma’lumotlari bo‘yicha olib borishi mumkin. Bu esa foydalanuvchiga kerakli bo‘lgan axborotni samarali qidirish va tez topish imkoniyatini beradi.
Internet tarmog‘i shunday bir muhitki, u o‘zida turli ko‘rinishdagi va turli tillardagi ko‘plab axborotlarni jamlagan. Bunda ushbu axborotlar ichidan kerakli bo‘lgan ma’lumotlarni qidirib topish muammosi paydo bo‘ladi. Internet tarmog‘ida har bir foydalanuvchi axborotni qidirish uchun o‘zbek, rus, ingliz yoki boshqa tillardagi bir yoki bir necha so‘zdan tashkil topgan so‘rovlardan foydalanadi. Ya’ni ma’lumotlarni uning sarlavhasi yoki uning tarkibida ishtirok etgan so‘zlar va jumlalar bo‘yicha qidirib topish mumkin. Bunda foydalanuvchi tomonidan Internet qidiruv tizimi qidiruv maydoniga kerakli ma’lumotga doir so‘z yoki jumla kiritiladi va qidiruv tizimi ishga tushiriladi. Shundan so‘ng qidiruv tizimi foydalanuvchiga o‘zi tomonidan kiritilgan so‘z yoki jumlaga mos keluvchi ma’lumotlarni qidirib topadi va kompyuter ekranida ularning ro‘yxatini hosil qiladi. Va nihoyat ro‘yxatdagi ma’lumotlarni ketma-ket ko‘rib chiqilib kerakli bo‘lganlari kompyuterga saqlab olinadi.
Ko‘rib o‘tilganidek, har bir foydalanuvchi Internet tarmog‘i orqali o‘ziga kerakli bo‘lgan ma’lumotlarni uning mavzusi hamda tarkibidagi so‘z yoki jumla bo‘yicha qidirib topishi mumkin, lekin Internet tarmog‘ida ma’lumotlar shunchalik ko‘p-ki, ta’kidlab o‘tilgan usul samara bermasligi mumkin. Bunday hollarda Internet qidiruv tizimlari qidiruvning bir qancha qo‘shimcha usullari bo‘yicha qidiruvni taqdim etadi, bular:
ma’lumotlarni uning tili bo‘yicha qidiruv;
ma’lumotlarni uning turi (matn, rasm, musiqa, video) bo‘yicha qidiruv;
ma’lumotlarni uning joylashgan mintaqasi bo‘yicha qidiruv;
ma’lumotlarni uning joylashtirilgan sanasi bo‘yicha qidiruv;
ma’lumotlarni uning joylashgan Internet zonasi bo‘yicha qidiruv;
ma’lumotlarni xavfsiz qidiruv.
Kompyuter protsessorining texnik xususiyatlari
Keling, zamonaviy kompyuter protsessorlarini o'ziga xos xususiyatlari qanday va ular qanday farq qilishini batafsil ko'rib chiqamiz. Birinchidan, men ularning asosiylarini sanab o'taman:
Yadro soni
Tak chastotasi
Ko'paytirish koeffitsienti
Tizim shinasi
Xotira tekshiruvi
Kesh
Video yadrosi
Soket
Issiqlik tarqalish kuchi