Uploaded by boburhusanov1221

Texnologiyalari va kommunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligi

O`ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT
TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI
RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI
TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI
UNIVERSITETI SAMARQAND FILIALI
"Kompyuter injiniring"
fakulteti"Kompyuter tizimlari"
kafedrasi
"Kampyuter arxitekturasi"fanidan
Bajardi: 21.15-guruh talabasi
F.I.Sh: Maxmasaparov Asilbek
Qabul qildi: Xusanov Kamollidin
Mavzu: Parallel kompyuterlar: umumiy va ajratilgan xotirali multiprotsessorlar
va multikompyuterlar
Reja
1Kirish
2 Parallel kompyuterlar umumiy va ajratilgan xotirali multiprotsessorlar
3 Umumiy xotirali tizimlar
4 Ajratilgan xotirali tizimlar
5 Parallel tizimlar arxitekturasi Flinn klassifikatsiyasi
6 Xulosa
7 Foydalanilgan adabiyotlar
1 Kirish
Parallel kompyuterlar, 1970-yillarda yaralib, intensiv hisoblash vazifalarini
bajarish uchun ishlab chiqilgan. Bu turlar, bir nechta protsessorlarni bir vaqtda
ishlatish orqali tezlik va samaradorlikni oshirish maqsadida yaratilgan. Bu
protsessorlar o'zaro aloqasi bilan bir-biriga bog'liq bo'lib, ma'lumotlarni bir
vaqtda bir nechta protsessorlar orasida bo'lagi bo'lmagan holda ishlab chiqish
imkonini beradi. Multiprotsessorlar esa, 1980-yillarda yaratilgan. Ular, bir qator
protsessorlarni bir xotira va boshqa resurslarni ulashish imkoniyatini beradi. Bu
turlar, intensiv hisoblash, ma'lumotlar analizi, ishlab chiqish va boshqa
sohalarda yuqori tezlik va samaradorlikni ta'minlash maqsadida ishlab
chiqilgan. Multiprotsessorlar, har bir protsessorga o'z xotirasini beradi va
ularning o'zaro aloqasi yo'q. Parallel kompyuterlar, umumiy va ajratilgan
xotirali multiprotsessorlar va multikompyuterlar bilan amalga oshiriladi. Bu
turlar parallel ishlovchi kompyuterlarning turli xususiyatlariga ega bo'lib, bir
nechta protsessorlarni bir vaqtda ishlatish imkonini beradi.Umumiy xotirali
multiprotsessorlar, bir qator protsessorlarni bir xotira va boshqa resurslarni
ulashish imkoniyatini beruvchi bir qator interkoneksiyalar bilan bog'langan
bo'lib, bu protsessorlar bir vaqtda bir xizmatni bajarish uchun ishlatiladi. Bu
turlar kompyuterlar, parallel ishlovchi dasturlarni bajarishda samarali bo'lib,
masalan, intensiv hisoblash jarayonlarida yoki katta ma'lumotlar bazalarini
ishlatishda.Ajratilgan xotirali multiprotsessorlar esa har bir protsessorga o'z
xotirasini beradi va ularning o'zaro aloqasi yo'q. Bu turlar kompyuterlar, har bir
protsessorning o'zining xotirasini ishlatish imkoniyatini beradi va shuningdek,
har bir protsessorga aloqasiz bo'lgan ma'lumotlarni barcha protsessorlarga
taqsimlash imkonini beradi. Bu turlar kompyuterlar, ma'lumotlar parallel tarzda
ishlaydigan dasturlarni bajarishda samarali bo'lib, masalan, ma'lumotlarni
to'plash, qismdan qismga bo'lish va boshqa amallarni
bajarishda.Multikompyuterlar esa bir nechta kompyuterlardan iborat bo'lib, ular
o'zaro tarmoqlanish orqali ma'lumot almashinuvi va ish birliklarini o'rganish
imkoniyatini beradi. Bu turlar kompyuterlar, katta miqyosdagi hisoblash
jarayonlarini bajarishda samarali bo'lib, masalan, meteorologiya modellari,
genetika hisoblashi va boshqa sohalarda foydalaniladi.
Shuningdek, parallel kompyuterlar, intensiv hisoblash, ma'lumotlar analizi,
ishlab chiqish va boshqa sohalarda yuqori tezlik va samaradorlikni ta'minlaydi.
Bu turlar kompyuterlar, katta miqyosdagi hisoblash vazifalarini bir nechta
protsessorlarni bir vaqtda ishlatish orqali tez va samarali bajarish imkoniyatini
beradi.
2 Parallel kompyuterlar umumiy va ajratilgan xotirali multiprotsessorlar
Kompyuter industriyasi mavjud bo'lganda parallel kompyuterlar arxitekturasi
juda tez sur'atda va turli yo'nalishlarda ishlab chiqildi. Buni tekshirish uchun
hech qanday qiyinchilik yo'q, masalan, mukammal bir umumiy qarashga e'tibor
qaratish etarli. Biroq, zamonaviy parallel hisoblash tizimlarining aksariyat
qismini yaratish g'oyalarini belgilash va umumiy fikrni ta'kidlasangiz, faqatgina
ikkita sinf qoladi. Birinchi sinf - xotira kompyuterlari bilan birgalikda. Ushbu
tamoyilga asoslangan tizimlar ba'zan ko'p protsessor tizimlari yoki oddiygina
ko'p protsessorlar deb ataladi. Tizimda bir xotiraga bir xil kirish imkoniyatiga
ega bo'lgan birnecha peer protsessorlari mavjud Barcha protsessorlar umumiy
xotirani o'zlarida birlashtiradi, shuning uchun businf kompyuterlari uchun
boshqa xotira – birgalikda xotirasi bo'lgan kompyuterlar. Barcha protsessorlar
yagona manzillar maydoni bilanishlaydi: agar bittaprotsessorqiymati 1024 da
so'zni 79 ga yozsa, boshqa protsessor 1024 da joylashgan so'znio'qiydi, 79
qiymatini oladi. Umumiy xotiraga ega parallel kompyuterlar Ikkinchi sinf –
ajiratilgan xotirali kompyuterlar bo'lib, ular oldingi sinfga o'xshash tarzda
ba'zan ko'p-komputerli tizimlar deb ataladi (2.9-rasm). Aslida, har bir hisoblash
tugunlari o'zlarining protsessorlari, xotirasi, G / Ç quyi tizimi va operatsion
tizimiga ega to'liq huquqli kompyuter. Bunday vaziyatda, agar bitta protsessor
1024 da 79 qiymatini yozsa, u har bir kishi o'z manzilgohida ishlayotgani
uchun, u boshqa odamning o'sha manzilda o'qigan ma'lumotlariga ta'sir
qilmaydi.Ajiratilgan xotiraga ega parallel kompyuterlar Birgalikda
ishlatiladigan xotira kompyuterlari barcha Simmetrik Multi Processors (SMP)
sinf tizimlarini o'z ichiga oladi. SMP-da bir nechta protsessorlar bitta nusxada:
bitta xotira, bitta operatsion tizim, bitta G / Ç quyitizimi. Arxitektura nomidagi
«nosimmetrik» so'zi har bir protsessor boshqa narsalarni bajarishi mumkinligini
anglatadi. Aytgancha SMP ko'pincha umumiy xotiraga ega bo'lgan
kompyuterlar uchun muqobil nom sifatida qaraladi, bu esa bu qisqartani
tushunish uchun ikkita mumkin bo'lgan variantlar: simmetrikk o'pishlaydigan va
umumiy xotira protsessorlari. Ushbu ikkita darslik, birgalikda vatarqatilgan
xotirasi bo'lgan kompyuterlar tasodifan ko'rinmadi. Ular parallel hisoblashning
ikkiasosiy vazifasini aks ettiradi. Birinchi vazifa maksimal ishlashi bilan
hisoblash tizimlarini qurishdir. Bu esa, tarqalgan xotirasi bo'lgan
kompyuterlarni osonlashtirishga imkon beradi.
Bugungi kunda yagona aloqa muhitida minglab hisoblash nodlarini
birlashtiradigan qurilmalar mavjud. Lekin, nima demoq-da, Internetni
tarqatilgan xotirasi bo'lgan millionlab hisoblash nodlarini birlashtirgan eng katta
parallel kompyuter hisoblanishi mumkin. Ammo bunday tizimlarni qanday qilib
samarali ishlatish kerak? Parallel protsessorlarning o'zaro ta'siriga tushadigan
katta xarajatlar qanday ketadi? Parallel dasturlarni ishlab chiqishni qanday
soddalashtirish kerak? Bunday tizimlarni amalda qo'llashning yagona usuli hardoim ham oson bo'lmagan xabarlar tizimini ishlatish, masalan, PVM yoki
MPI. Bu erda ikkinchi vazifa - parallel hisoblash tizimlarining samarali dasturiy
ta'minotini ishlab chiqish usullarini izlash. Ushbu vazifa birgalikda xotirasi
bo'lgan kompyuterlar uchun biroz osonroqdir.
3 Umumiy xotirali tizimlar
Kompyuter industriyasi mavjud bo'lganda parallel kompyuterlar arxitekturasi
juda tez sur'atda va turli yo'nalishlarda ishlab chiqildi. Buni tekshirish uchun
hech qanday qiyinchilik yo'q, masalan, mukammal bir umumiy qarashga e'tibor
qaratish etarli. Biroq, zamonaviy parallel hisoblash tizimlarining aksariyat
qismini yaratish g'oyalarini belgilash va umumiy fikrni ta'kidlasangiz, faqatgina
ikkita sinf qoladi.
Birinchi sinf - xotira kompyuterlari bilan birgalikda. Ushbu tamoyilga
asoslangan tizimlar ba'zan ko'p protsessor tizimlari yoki oddiygina ko'p
protsessorlar deb ataladi. Tizimda bir xotiraga bir xil kirish imkoniyatiga ega
bo'lgan bir necha peer protsessorlari mavjud (2.8-rasm). Barcha protsessorlar
umumiy xotirani o'zlarida birlashtiradi, shuning uchun bu sinf kompyuterlari
uchun boshqa xotira - birgalikda xotirasi bo'lgan kompyuterlar. Barcha
protsessorlar yagona manzillar maydoni bilan ishlaydi: agar bitta protsessor
qiymati 1024 da so'zni 79 ga yozsa, boshqa protsessor 1024 da joylashgan so'zni
o'qiydi, 79 qiymatini oladi.
Umumiy xotiraga ega parallel kompyuterlar Ikkinchi sinf - ajiratilgan xotirali
kompyuterlar bo'lib, ular oldingi sinfga o'xshash tarzda ba'zan ko'p-komputerli
tizimlar deb ataladi. Aslida, har bir hisoblash tugunlari o'zlarining protsessorlari,
xotirasi, G / Ç quyi tizimi va operatsion tizimiga ega to'liq huquqli
kompyuter. Bunday vaziyatda, agar bitta protsessor 1024 da 79 qiymatini yozsa,
u har bir kishi o'z manzilgohida ishlayotgani uchun, u boshqa odamning o'sha
manzilda o'qigan ma'lumotlariga ta'sir qilmaydi.
4 Ajratilgan xotirali tizimlar
Ajiratilgan xotiraga ega parallel kompyuterlar
Birgalikda ishlatiladigan xotira kompyuterlari barcha Simmetrik Multi
Processors (SMP) sinf tizimlarini o'z ichiga oladi. SMP-da bir nechta
protsessorlar bitta nusxada: bitta xotira, bitta operatsion tizim, bitta G / Ç quyi
tizimi. Arxitektura nomidagi «nosimmetrik» so'zi har bir protsessor boshqa
narsalarni bajarishi mumkinligini anglatadi. Aytgancha, SMP ko'pincha
umumiy xotiraga ega bo'lgan kompyuterlar uchun muqobil nom sifatida
qaraladi, bu esa bu qisqartani tushunish uchun ikkita mumkin bo'lgan variantlar:
simmetrik ko'p ishlaydigan va umumiy xotira protsessorlari.
Ushbu ikkita darslik, birgalikda va tarqatilgan xotirasi bo'lgan kompyuterlar
tasodifan ko'rinmadi. Ular parallel hisoblashning ikki asosiy vazifasini aks
ettiradi. Birinchi vazifa maksimal ishlashi bilan hisoblash tizimlarini qurishdir.
Bu esa, tarqalgan xotirasi bo'lgan kompyuterlarni osonlashtirishga imkon
beradi. Bugungi kunda yagona aloqa muhitida minglab hisoblash nodlarini
birlashtiradigan qurilmalar mavjud. Lekin, nima demoq-da, Internetni
tarqatilgan xotirasi bo'lgan millionlab hisoblash nodlarini birlashtirgan eng katta
parallel kompyuter hisoblanishi mumkin. Ammo bunday tizimlarni qanday qilib
samarali ishlatish kerak? Parallel protsessorlarning o'zaro ta'siriga tushadigan
katta xarajatlar qanday ketadi? Parallel dasturlarni ishlab chiqishni qanday
soddalashtirish kerak? Bunday tizimlarni amalda qo'llashning yagona usuli - har
doim ham oson bo'lmagan xabarlar tizimini ishlatish, masalan, PVM yoki MPI.
Bu erda ikkinchi vazifa - parallel hisoblash tizimlarining samarali dasturiy
ta'minotini ishlab chiqish usullarini izlash. Ushbu vazifa birgalikda xotirasi
bo'lgan kompyuterlar uchun biroz osonroqdir. Protsessorlar o'rtasida umumiy
xotira orqali ma'lumotlar almashinuvi minimal va bunday tizimlarning
dasturlash metodlari odatda soddalashtiriladi. Muammo bu erda boshqacha.
Texnologik sabablarga ko'ra, juda ko'p sonli protsessorlarni bitta RAM bilan
birlashtirish mumkin emas, shuning uchun bugungi kunda bunday tizimlarda
juda yuqori ishlashga erishish mumkin emas.
Shunga e'tibor beringki, har ikki holatda ham protsessorlarni xotira modullari
yoki protsessorlar bilan o'zaro bog'laydigan almashtirish tizimi juda ko'p
muammolarga olib keladi. 32 ta protsessor bir RAMga teng kirish huquqiga
ega, yoki 1024 protsessor ularning har biri bilan bog'lanishi mumkinligini va
buning amalda qanday amalga oshirilishini aytish osonmi? Kompyuterlarda
aloqa tizimlarini tashkil qilishning ba'zi usullarini ko'rib chiqing.
Keyinchalik kuchli tizimlarni yaratish uchun boshqa yondashuvlarga ehtiyoj
bor. Ulardan biri xotiraning mustaqil modullarga bo'linishi va turli
protsessorlarni bir vaqtning o'zida turli modullarga kirish imkoniyati. Ko'pgina
mumkin echimlar, xususan, matritsali kalitlarni ishlatish mumkin. Protsessorlar
va xotira modullari shakl. 2.11. Yo'nalishlarni kesishda, elementar nuqta
kalitlari joylashgan bo'lib, ular protsessorlar va xotira modullari o'rtasida
ma'lumotlarni uzatish imkonini beradi yoki taqiqlaydi. Bunday tashkilotning
shubhali afzalligi - turli xotira modullariga ega bo'lgan protsessorlarning bir
vaqtda ishlashi. Tabiiyki, ikkita protsessor bitta xotira moduli bilan ishlashni
xohlaydigan bo'lsa, ulardan biri bloklanadi. Matritsali kalitlarning ahvoliga katta
hajmdagi zarur uskunalar kiradi, chunki n 2-tugmachalari n protsessorlarni n
xotira modullariga ulash uchun kerak. Ko'pgina hollarda, bu juda qimmat qaror
bo'lib, ishlab chiquvchilarni boshqa yo'llar izlashga majbur qiladi.
5 Parallel tizimlar arxitekturasi Flinn klassifikatsiyasi
Umumiy qilib olganda arxitektura tushunchasiga quyidagi, xotirani tashkil
etish, protsessorlar orasidagi aloqa topologiyalari, alohida qurilmalar sinxron
ishlashi yoki amallarni bajarilish usullar kabi muhim parametrlar, tashkil etadi.
Shundan kelib chiqib arxitekturalar soni juda kopdir.
Xar bir arxitekturani tavsiflovchi asosiy faktorlar kompyuterlar va hisoblash
arxitekturasini sinflashga olib keladi. Otgan asrning 60 yillarida M.Flinn
tomonidan nashr etilgan parallel hisoblash tizimi klassifikatsiyalari hozirgacha
ishlatilmoqda Bu sinflanish protsessorda qayta ishlanayotgan buyruq va
malumot tushunchalari ketma ketligiga asoslanadi Kompyuter bajaruvchi
qurilmalari Malumot NatijaBuyruqlar Malumot buyruq SISD Malumot buyruq
SIMD Malumot buyruq MISD Parallel tizimlar arxitekturalari sinflanishi
Agarda qayta ishlovchi qurilma sifatida protsessorlarni korib chiqadigan
bolsak, unda parallel hisoblash tizimi va ularning arxitekturasi sifatida berilgan
sinflanishga mos ozaro aloqada ishlaydigan protsessorlar toplamini tushunish
mumkin. Parallel tizimlar sinflanishi (Flinn klassifikatsiyasi)
MIMD arxitekturasida buyruqlar oqimi toplami ikki xil yol bilan qayta
ishlanishi mumkin: -alohida oqimlar uchun vaqtni taqsimlanishi rejimida
ishlovchi bir konverli qurilma orqali; -yoki har bir oqim ozining qurilmasi
orqali qayta ishlanadi.
7 MIMD Multikomyuterli Konveyrli Multiprotsessorlar Umumiy
xotiraliTaqsimlangan xotirali Doimiy panjarali giperkubli Ierarxirk strukturali
ogaradigan konfiguratsiyali
8 SISD (Single Instruction, Single Data) Bitta ko`rsatma. Bir xil malumotlar.
Raqamli imzoning ananaviy arxitekturasi, bir takt davomida bir yoki bir necha
operandlar ustidan buyruqlar bajarish imkonini beradi. SIMD (Single
Instruction,
Multiple
Data)
Bitta
ko`rsatma,
ko`p
malumotlar.
Mikroprotsessorlar uchun MMX buyruqlarni qurishning asosiy tamoyili. Ushbu
buyruqlar operandlar sifatida operandlarni 80- xonali setkada saqlash uchun
mo`ljallangan hamprotsessor registrlaridan foydalanadi.
6 Xulosa
Men bu mustaqil ishda kompyuterlarning 2 yoki undan ko’p kompyuterlarga
bitta xotirada ishlatilishini o’rgandim. bunda qanday qiyinchiliklar borligini va
kompyuterlar qotib qolishini ko’rdim. Lekin bunga qanday yechim borliglarini
ham o’rganib chiqib o’z bilimlarimni oshirdim
7 Foydalanilgan adabiyotlar
Nigmatov.X – “Kompyuter arxitekturasi” Toshkent -2019 kitobidan
2. www.delicesuctr.uz – Google saytidan
3. Орлов С. А., Цилькер Б. Я. Организация ЭВM и систем: Учебник для
вузов.2е изд. — СПб.: Питер, 2011. — 688 с.: ил.
4. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 6е. издание. СПб.: Питер, 2013. - 816 с.
5. Мусаев М.М., Кахҳаров А.А.,
Каримов М.М. Сборка узлов компьютерных сетей.
Учебноепособие.- Т, ИТПД им. Чулпана, 2007.-152с.
6. Musayev M.M., Qahhorov A.A.,Karimov M.M. Kompyuter tarmoqlarini yig`
ish.
Akademik litsey va kollejlari uchun o`quv qollanma. T.:”ILM ZIYO”, 2006.160 b.
7. ManojFrankling –
Computer Architecture and Organization: From Software to
Hardware, University of Maryland, College Park, ©Manoj Frankling2007, 489 p.
Internet saytlari
1. http://
www.intuit.ru
2. https://delicesucre.ru/uz/32-bit-x86-x64-system-what-is-the-bit-depth-of-the
operating-sy