Amdal qonuni nimani izohlab beradi?

30.Amdal qonuni nimani izohlab beradi?
Amdahl qonuni - bu dasturning bir qismi parallellashtirilganda uning potentsial tezlashishi haqida tushuncha beradigan formula. Kompyuter arxitektori Gen Amdal sharafiga nomlangan ushbu qonun parallellashtirishning dasturning umumiy bajarilish vaqtiga ta'sirini va cheklovlarini ko'rib chiqadi. Amdahl qonuni, ayniqsa, parallel ishlov berish orqali hisoblash tizimlarining ishlashini yaxshilash kontekstida dolzarbdir.
Amdal qonunining formulasi quyidagicha ifodalanadi:
buyerda:
- \( S \) - dasturning tezlashishi.
- \( F \) - dasturning ketma-ket bajarilishi kerak bo'lgan qismi (parallel bo'lmagan qism).
- \( P \) - dasturning parallel ravishda bajarilishi mumkin bo'lgan qismi (parallellashtiriladigan qism).
Amdahl qonunining asosiy tushunchalari quyidagilardan iborat:
1. **Paralellashtirishning cheklovlari:** Amdal qonuni dasturning tezligini parallellashtirish mumkin bo'lmagan kod qismi bilan tubdan cheklanishini ta'kidlaydi. Kodning katta qismi parallellashtirilgan bo'lsa ham, parallel bo'lmagan qism (ketma-ket kasr) umumiy bajarilish vaqtini qanchalik qisqartirish mumkinligiga cheklov qo'yadi.
2. **Qaytishning kamayishi:** Dasturni parallellashtirish uchun protsessorlar yoki yadrolar soni ko'paytirilsa, potentsial tezlik pasayadi. Buning sababi shundaki, kodning ketma-ket qismi to'siq bo'lib qoladi va parallelizatsiya qilinadigan qismni oshirish umumiy bajarilish vaqtiga kamroq ta'sir qiladi.
3. **Optimallashtirishning ahamiyati:** Amdal qonuni dasturning ketma-ket qismini optimallashtirish muhimligini ta'kidlaydi. Ketma-ket qismning ishlashini yaxshilash umumiy tezlikka sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin, chunki ketma-ket fraktsiyani kamaytirish to'g'ridan-to'g'ri tezroq bajarilishiga yordam beradi.
4. **Paralellashtirish sa'y-harakatlarini muvozanatlash:** Amdahl qonuni harakatlar ketma-ket qismni optimallashtirish va parallelizatsiya qilinadigan qismni parallellashtirish o'rtasida muvozanatli bo'lishi kerakligini taklif qiladi. Ketma-ket qismni optimallashtirishni e'tiborsiz qoldirish parallellashtirishning potentsial afzalliklarini cheklashi mumkin.
Amdahl qonuni parallel hisoblash bilan bog'liq bo'lgan kelishuvlar va cheklovlarni tushunish uchun nazariy asos bo'lib xizmat qiladi. Bu dastur ishlashidagi eng samarali yaxshilanishlar kodning parallel va ketma-ket qismlarini optimallashtirishdan kelib chiqadi degan fikrni ta'kidlaydi. Qonun parallel algoritmlarni, parallel hisoblash tizimlarini loyihalash va amalga oshirishni ko'rib chiqishda va parallellashtirish harakatlari orqali erishish mumkin bo'lgan potentsial tezlikni baholashda dolzarbdir.
31.MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data) nima? Misollar bilan yoritib bering.
MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data) — bu bir kompyuter arxitekturasi shakli, unda bir nechta prosessorlar bir nechta farda ma'lumotlarni ba'zi boshqa instruksiyalar bilan ishlatishadi. Bu, masshtabli va kuchli paralellik tizimlari uchun juda mos bo'lgan arxitektura turi. Misol uchun, bir nechta nazoratlash organlariga ega bo'lgan server, superkompyuter yoki kuchli xalqaro savdo platformalari.
Misollar:
1. **Superkompyuterlar:** MIMD arxitekturasi, superkompyuterlarning katta miqdorda parallel ishlashiga imkon beradi. Misol uchun, Cray XT5 superkompyuteri MIMD arxitekturasiga ega bo'lib, bir nechta prosessorlar o'zlarining ma'lumotlar ustida bir-biriga mos kelishmaydigan vazifalarni bajarishadi.
2. **Klastersistemalar:** MIMD arxitekturasi klastersistemalar uchun ham o'z vaqtida yaxshi bo'lib, har bir node (xususiy kompyuter) o'zini o'zining instruksiyalarini bajarish uchun o'z vaqtida ishlaydi. Misol uchun, bir tarmoqda bir nechta xususiy kompyuterlar o'zlarining vazifalarini o'zlashtirishadi.
3. **Cloud Computing:** Bulut hisoblash tizimlari ham MIMD arxitekturasiga asoslangan bo'lishi mumkin. Bulut kompyuteringda xizmat ko'rsatuvchilar bir nechta ta'minotlarni bir-biridan farqli instruksiyalar bilan ishlatishlari mumkin.
Bu misollar MIMD arxitekturasi turlarini ko'rsatish uchun xizmat qiladi, bu arqumentatsiya, datalar va boshqa protsesslarni parallel ravishda bajarish imkoniyatini oshiradi.
32.Ultra-tez xotiraning parallel arxitekturadagi tadbi’g’i.
Ultra-tez xotira, ko'p yadroli, tez ishlovchi xotira arxitekturasi turi hisoblanadi. Bu turi boshqa parallel arxitekturalar bilan o'zaro ta'sir qiladi, chunki har bir xotira yadrosi o'zining ma'lumotlarini bir nechta instruksiyalarni bajarish uchun xatolik korxaydi.
Ultra-tez xotiraning parallel arxitekturadagi tadbi'gi quyidagi xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin:
1. **Ko'p yadroli xotira:** Ultra-tez xotira arxitekturasi, bir nechta yadroli xotiraga ega bo'lgan xususiy kompyuterlarda ishlaydi. Bu yadroli xotiralar, bir-biriga ta'sir qilmaydigan ma'lumotlarni o'zlashtirish imkonini yaratadi.
2. **Masshtabli parallelism:** Ultra-tez xotira arxitekturasi masshtabli parallelism, ya'ni bir vaqtning o'zida bir nechta vazifalarni bajarishga moslashishga qodir. Bu, katta miqdordagi ma'lumotlar bilan ishlash, grafiklar va matematik amallarni bajarish, model ishlash va boshqa mashxur parallel vazifalarni o'z ichiga oladi.
3. **Xotiraning yadroli integratsiyasi:** Ultra-tez xotira arxitekturasi, yadroli integratsiya bo'lmagan yotiq xotira bilan muvaffaqiyatli ishlash uchun o'z xotira yo'nalishida yadroli integratsiya qiladi. Bu, ma'lumotlar almashinuvi va qayta qullanishni oshiradi.
4. **Maxsus parallel algoritmlar:** Ultra-tez xotira, paralellikni o'zlashtirish uchun maxsus parallel algoritmalarni qo'llaydi. Bu, yadroli xotira ichidagi yadroli almashinuvi va masshtabli parallelismni ta'minlash uchun mo'ljallangan algoritmalardir.
Ultra-tez xotira arxitekturasi kuchli paralellikni yaratish, intensiv ma'lumotlar bilan ishlash va tezlikni oshirish uchun mo'ljallangan. Bu turi arxitektura, grafik ishlash, ma'lumotlar tahlili, sintez va boshqa ko'p yo'nalishli vazifalarni bajarishda mashhurdir.
33.Ma’lumotlarni paralellashtirishda qanday arxitektura va texnologiyalarni bilasiz?
Xo'sh, ma'lumotlarni parallel ishlashda foydalaniladigan bir nechta arxitektura va texnologiyalar mavjud. Bu texnologiyalar, kompyuterlarning va serverlarning kuchli paralellikni ta'minlash, intensiv ma'lumotlar bilan ishlash va tezlikni oshirish uchun mo'ljallangan. Quyidagi bir nechta ma'qulli arxitektura va texnologiyalar ortasida kuchli paralellikni ko'rib chiqamiz:
1. **SIMD (Single Instruction, Multiple Data):** Bu arxitektura turi, bir nechta ma'lumotlar bir-biriga mos keladigan bir instruksiya bilan bajariladi. Grafik ishlash, signal ishlash, matematik amallar va boshqa ommabop parallel vazifalarni bajarishda qo'llaniladi. Grafik prosessorlari (GPU) va vektor protsessorlar bu arxitektura turi bilan bir xil ishlaydi.
2. **MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data):** MIMD, bir nechta instruksiyalar bilan bir nechta ma'lumotlarni parallel ravishda ishlatish uchun mo'ljallangan arxitekturadir. Klasterserverlar, superkompyuterlar, bulut kompyutering va kuchli serverlar bu arxitektura turi bilan foydalanadi.
3. **GPU (Graphics Processing Unit):** Grafik prosessorlari (GPU) aslida SIMT (Single Instruction, Multiple Threads) arxitektura turi bilan ishlaydi. Bu, SIMD arxitekturasi kabi, bir nechta ma'lumotlar bir-biriga mos keladigan bir instruksiya bilan ishlashni ta'minlaydi. GPU'lar asosan grafiklarni yaratish uchun ishlatilsa-da, ular intensiv parallel ishlarni bajarishda ham muvaffaqiyatli bo'ladi, masalan, ma'lumotlar tahlili va masofaviy masalalar.
4. **FPGA (Field-Programmable Gate Array):** Bu, o'zgartirishga imkon beruvchi logika yig'indisi arxitekturasi hisoblanadi. FPGA'larda ma'lumotlar parallel ravishda ishlash imkoniyati beradi va foydalanuvchi xususiyatlarni sozlashga imkon beradi. FPGA'lar, ma'lumotlar tahlili, kriptografiya va boshqa texnologiyalarda intensiv parallel ishlarni bajarishda foydalaniladi.
5. **Intel Xeon Phi:** Bu, Intel tomonidan ishlab chiqilgan va superkompyuterlarda intensiv parallel vazifalarni bajarish uchun mo'ljallangan maxsus xotira turi hisoblanadi.
Bu arxitektura va texnologiyalar, parallel ishlovchi vazifalarni bajarishda, masshtabli ma'lumotlar bilan ishlashda va intensiv hisoblash vazifalarini hal qilishda muvaffaqiyatli bo'lish uchun mo'ljallangan. Har bir turi o'zining maqsadiga mos ravishda foydalaniladi.
34.Protsessor ish unumdorligiga quvvat tejamkorligining qanday ahamiyati bor?
Protsessor ish unumdorligi (performance) va quvvat tejamkorligi (power efficiency) kompyuter texnikasida juda katta ahamiyatga ega bo'lgan kundalik muddatli masalalardir. Bu, kompyuterlarni har qanday sohalarda ishlatish va rivojlanishda muhim bo'lgan kriteriyalardan ikkalasi.
1. **Protsessor ish unumdorligi (Performance):** Ish unumdorligi, kompyuter vaqti ichida o'z vazifalarini bajarish va amalga oshirishda qanday tez ishlay olishi bilan bog'liq. Protsessorning yuqori ish unumdorligi, operatsion tizim, dasturlar va o'yinlar kabi xilma-xil vazifalarni tez va aniq bajarishda yordam beradi.
Ish unumdorligini oshirish uchun, protsessorlarning yuqori freymlar (freym tezligi), katta kesh (cache) hajmi, keng ishlab chiqariladigan avlodlar (cores) va iste'molchining operativ xotirasiga tez foydalanish imkoniyatini oshiruvchi boshqa tegishli xususiyatlar kiritiladi.
2. **Quvvat tejamkorligi (Power Efficiency):** Quvvat tejamkorligi, protsessorning bajarilayotgan vazifalarni amalga oshirish uchun sarflashi va energiyani qanday samarali ishlata olishi bilan bog'liqdir. Quvvat tejamkorligi, xususiy qilib ko'rgan paytdagi kuchli xususiyatlarga, energiya sarflashi miqdoriga va iste'molchining batafsil ishlayotgan muqova (workload) turlariga bog'liq.
Kompyuter va texnologiyalar sohasida energiya samaradorligi katta muhimiyatga ega. Yanaqtirilgan mobil qurilmalar, noutbuklar, serverlar va boshqa texnika turlari uchun quvvat tejamkorligi kritik muhimiyatga ega. Quvvat tejamkorligi ko'payishi energiya tasarrufini oshiradi va qurilmaning batafsil ishlayotgan muqova bo'yicha o'zgarishlar bilan bog'liq bo'ladi.
Ish unumdorligi va quvvat tejamkorligi o'rtasidagi juda katta bilanish vafoqdor kompyuter arxitekturasini va protsessorlarni rivojlantirish uchun muhimdir. Sohasalardagi yangiliklarni olib borayotgan kompyuter texnologiyalari va arxitekturalar har bir holatda ish unumdorligi va quvvat tejamkorligini o'z ichiga olgan yangi xususiyatlar va texnologiyalar bilan keladi.
35.MIMD arxitekturasini misollar yordamida yoritib bering.
MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data) arxitekturasi, bir nechta prosessorlar tomonidan boshqariladigan va har bir prosessor o'zining ma'lumotlar ustida boshqa instruksiyalar bilan ishlashiga imkon beradigan bir arxitektura turi hisoblanadi. Bu, katta ma'lumotlar, intensiv hisoblash va masshtabli parallel vazifalarni bajarishda juda samarali bo'lishi mumkin. Quyidagi misollar MIMD arxitekturasini yoritish uchun yordam beradi:
1. **Klasterserverlar:** Klasterserverlar, bir nechta ba'zi o'zaro aloqalar bilan bog'langan serverlar jamlanmasini ifodalaydi. Har bir server o'zining operatsion tizimi, xotira tizimi va prosessorlarga ega bo'lishi mumkin. Shu bilan birga, ular bir qatorda joylashgan bo'lib, ma'lumotlar almashinuvi va parallel vazifalarni bajarish uchun MIMD arxitekturasini qo'llaydilar.
2. **Superkompyuterlar:** Superkompyuterlar intensiv hisoblash vazifalarini bajarish uchun MIMD arxitekturasini o'z ichiga oladi. Bu turi superkompyuterlar, bir nechta prosessorlarga ega bo'lib, har biri o'zining ma'lumotlar ustida boshqa instruksiyalar bilan ishlashadi. Misol uchun, Cray XT5 superkompyuteri MIMD arxitekturasiga ega bo'lib, ma'lumotlarni parallel ishlash va masshtabli hisoblash uchun ishlatiladi.
3. **Bulut kompyutering xizmatlari:** Bulut kompyuteringda, MIMD arxitekturasi ham juda ko'p o'rtada yaratiladi. Xizmat ko'rsatuvchilar, qo'shimcha resurslar sifatida boshqa kompyuterlarning protsessorlarini va xotiralarini o'zlarining xizmatlari uchun qo'llaydilar. Bu, foydalanuvchilarga taqiqlovchi va intensiv hisoblash vazifalarini bajarish imkonini beradi.
4. **Grafik ishlash enharlari:** Grafik ishlashda intensiv parallelism juda muhimdir. Bu sababli, grafik ishlash enharlari (GPU) ko'p yadroli va MIMD arxitekturasiga ega bo'lib, bir nechta ta'minotlarni bir-biridan farqli instruksiyalar bilan bajarishadi. GPU'lar, MIMD arxitekturasi turi orqali intensiv grafik amallarni bajarishda juda samarali bo'lishi uchun mashhur.
Bu misollar MIMD arxitekturasining bir nechta sohalarda qanday muvaffaqiyatli ishlatilishini ko'rsatishda yordam bera oladi. MIMD arxitekturasi, har bir prosessorning o'zining vazifalarini o'z vaqtida bajarish imkonini beradi va katta miqdordagi parallelismni ta'minlaydi.
36.Buyruqlarni paralellashtirishda qanday arxitektura va texnologiyalarni bilasiz?
Buyruqlarni parallel ishlatish uchun bir nechta arxitektura va texnologiyalar mavjud. Bu texnologiyalar, har bir texnologiyada, operatsion tizimda va arxitekturada farkli shakllarda implementatsiya qilinadi. Quyidagi bir nechta yordam va texnologiyalardan biri, buyruqlarni parallel ravishda ishlatishda o'zgarishlarni kiritish uchun mo'ljallangan:
1. **SIMD (Single Instruction, Multiple Data):** SIMD arxitekturasi, bir nechta prosessorlar o'zaro mos keluvchi bir instruksiya bilan bir nechta ma'lumotlarni parallel ravishda ishlatishga imkon beradi. SIMD, xususiy tashqi kattaliklarga (vector registers) ega bo'lgan vektor protsessorlarda va grafik ishlash enharlari (GPU)da foydalaniladi. Bu texnologiyalar, matematik amallar, grafik ishlash va signal ishlash kabi parallel vazifalarni samarali bajarishda o'zlarini ko'rsatishadi.
2. **MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data):** MIMD arxitekturasi, bir nechta prosessorlar o'zaro mos keluvchi bir nechta instruksiya bilan bir nechta ma'lumotlarni parallel ravishda ishlatishga imkon beradi. Bu texnologiya klasterserverlar, superkompyuterlar va bulut kompyutering tizimlarida qo'llaniladi. Har bir prosessor o'zining boshqa instruksiyalarini bajarish va ma'lumotlar ustida ishlovchi bo'lishi mumkin.
3. **OpenMP va MPI:** OpenMP (Open Multi-Processing) va MPI (Message Passing Interface) parallel dasturlashda foydalaniladigan texnologiyalardir. Bu texnologiyalar, dasturlash tili yordamida parallel ishlovchi vazifalarni aniq qilishda va distributiv muhitlarda parallel ishlovchi serverlar orasida ma'lumot almashishda foydalaniladi. MPI, shuningdek, superkompyuterlar va klasterserverlar orasidagi ma'lumot almashinuvi uchun keng qo'llaniladi.
4. **CUDA va OpenCL:** CUDA (Compute Unified Device Architecture) NVIDIA tomonidan ishlab chiqilgan, GPU'larda intensiv hisoblash uchun foydalaniladi. OpenCL esa, GPU, CPU va boshqa xususiy protsessorlarda intensiv hisoblash vazifalarini parallel bajarishda ishlatiladi. Bu texnologiyalar, paralellikni ko'paytirish va yuqori ish unumdorligini oshirish uchun dasturlash yoki kompyuter ishlashda foydalaniladi.
5. **FPGA (Field-Programmable Gate Array):** FPGA'lar o'zgartirishga imkon beruvchi logika yig'indisi arxitekturasiga ega bo'lib, bu qurilmalar parallel vazifalarni bajarish uchun mo'ljallangan. Bu qurilmalar, buyruqlarni o'zgartirish va parallel ishlashni ta'minlash uchun qo'llaniladi.
Har bir texnologiya va arxitektura, maqsad va vazifalar bo'yicha afzalliklarga ega bo'lishi mumkin. Ishuniningdek, parallel dasturlashda qanday buyruqlarni ishlatishni va parallel texnologiyalardan qanday foydalanishni tanlash o'zgaruvchanligiga ega bo'lishi kerak.
37.AMD protsessorlarining kamchilik va avzalliklari haqida malumot bering.
AMD (Advanced Micro Devices) kompyuter protsessorlari, Intel bilan birgalikda, kompyuter va noutbuklarning ishlab chiqarilishida va ishlab chiqarilishi bo'yicha bir nechta turdagi modellarga ega. Bu protsessorlar faqat kamchilik emas, balki ayrim avzalliklarga ham ega bo'lishi mumkin. Quyidagi AMD protsessorlarining umumiy kamchiliklarini va avzalliklarini ta'riflashimiz mumkin:
**Kamchiliklar:**
1. **Ish unumdorligi:** Xususiy ishlaydigan modellarga ko'ra, ba'zi AMD protsessorlar Intel tomonidan ishlab chiqilgan mos model protsessorlarga nisbatan kam ish unumdorligiga ega bo'lishi mumkin. Bu muvaffaqiyat namoyish etayotgan, lekin har bir modellning xususiyatlari va har bir foydalanuvchining talablari o'ziga xosdir.
2. **Energiya iste'moli:** Ba'zi modellarda AMD protsessorlar, shu jumladan, mos model Intel protsessorlariga nisbatan ko'proq energiya sarflashi mumkin. Bu, quvvat tejamkorligi va portativ qurilmalarga qiziqishli bo'lgan odamalar uchun muhim bo'lishi mumkin.
**Avzalliklar:**
1. **Kostyumlanuvchi modelllar:** AMD, foydalanuvchilarga murakkab va ko'p qattiq vazifalarni bajarish uchun moslashtirilgan kostyumlanuvchi modellarga ega. Bu, intensiv hisoblash, grafik ishlash, ma'lumotlar tahlili va boshqa vazifalar uchun ma'lumotlarni parallel ishlatishda yaxshi ishlash imkonini ta'minlaydi.
2. **GPU integratsiyasi:** Ba'zi AMD Ryzen seriyasidagi protsessorlar, "Radeon Vega Graphics" nomi ostida integrlangan GPU bilan ta'minlangan. Bu, grafik ishlash uchun kuchli va moslashtirilgan variant sifatida foydalanish imkonini beradi, shunday qilib qo'shimcha diskret grafika kartasi talab qilmaydi.
3. **Cena ve Nomad seriyasi:** AMD, 2020 yilidan boshlab, "Ryzen 5000", "Ryzen 4000 G" va boshqa seriyalarda (masalan, "Ryzen 9 5950X", "Ryzen 9 5900X") eng yuqori ish unumdorligi va avzalliklarga ega modellarni taklif qilayapti. Bu modellar, gaming va intensiv hisoblash vazifalarini muvaffaqiyatli bajarish uchun mo'ljallangan.
Har bir foydalanuvchi uchun optimal AMD protsessorini tanlash, kompyuter yoki noutbukni qanday maqsad uchun ishlatish, kerakli yutuqlar va budjetni hisobga olish kabi bir nechta faktorlarni hisobga olishni talab qiladi.
38.Tezkorlikni oshirishda vertual xotiraning ahamiyati nimada?
Vertual xotira, kompyuterlarning faoliyatini tezkor va samarali qilishda muhim ahamiyatga ega bo'lib, xususan tezkorlikni oshirishda juda katta rol o'ynaydi. Vertual xotira, odatda disk va RAM (random access memory) turi uchun ishlatiladi va bir nechta muhim ahamiyatga ega:
1. **Ma'lumotlarni tezkor o'qish va yozish:** Vertual xotira, operatsion tizim va dasturlar uchun xotiraga qo'shimcha joy taqdim etadi. Bu, ma'lumotlarni tezkor o'qish va yozishda qo'llaniladi. Tezkorlikni oshirishda vertual xotira, kompyuter ishini yaxshi bajarish va foydalanuvchilar bilan samarali ishlash imkonini oshiradi.
2. **Hisoblash tezligini oshirish:** Kompyuterlarning hisoblash tezligi, ma'lumotlarni tezkor o'qish va yozish tezligi, aynan shu bilan bog'liq. Vertual xotira, disk yoki RAM xotiralariga qaraganda tezkorlikni oshirish uchun mahsulot yaratadi. Bu, intensiv hisoblash vazifalarini o'z ichiga olgan yoki virtual muhitlarda ishlashni yaxshi ko'rsatadi.
3. **Foydalanuvchi tajribasini yaxshilash:** Foydalanuvchilar uchun vertual xotira, dasturlarni tezkor ishga tushirish, veb-saytlarni tez ochish, ilova va o'yinlardan tez foydalanish imkonini yaratadi. Bu, qulay va tez foydalanuvchi tajribasini ta'minlashda muhimdir.
4. **Virtual muhitlarda ishlovchi:** Vertual xotira, virtual muhitlarda (VM) ishlovchi qo'llaniladi. Bu, bir nechta operatsion tizimlar yoki dasturlar o'rniga bir nechta virtual masinada ishlash imkonini beradi. Tezkorlikni oshirish, VM'larda ishlashni samarali kıladi.
Vertual xotira, tarmoqlar orasida ma'lumot almashinuvi va qo'shimcha xizmatlarda ham juda samarali bo'lib, tezkorlikni oshirishda katta rol o'ynaydi. Bu esa, foydalanuvchilar uchun yuqori ish unumdorligini, tezkorlik va samarali ishlashni ta'minlashga yordam beradi.
39.Flin klasifikatsiyasi haqida ma’lumot bering.
Flynn klassifikatsiyasi Tasniflash jarayoni oqim tushunchasiga asoslangan bo'lib, u protsessor tomonidan qayta ishlangan ma'lumotlar, buyruqlar yoki ma'lumotlar ketma-ketligi deb tushuniladi. Arxitekturaning to'rtta klassi: SISD, MISD, SIMD, MIMD. SISD (bitta buyruqlar oqimi / yagona ma'lumotlar oqimi) - bitta buyruqlar oqimi va bitta ma'lumot oqimi. Bu sinf klassik ketma-ket mashinalarni (von Neumann tipidagi mashinalari) o'z ichiga oladi. Bunday mashinalarda faqat bitta buyruqlar oqimi bor, barcha buyruqlar ketma-ketlikda bir-biridan qayta ishlanadi va har bir buyruq bitta ma'lumot oqimi bilan bir operatsiyani boshlaydi. SIMD (bir yo'riqli xar / bir nechta ma'lumotlar oqimi) - bitta buyruq xarasi va bir nechta ma'lumotlar oqimi. Buyruqning oqimi, SISDdan farqli o'laroq, vektor buyruqlarini o'z ichiga oladi. Bu sizga bir vaqtning o'zida bir nechta ma'lumotlar bo'yicha bitta arifmetik operatsiya qilish imkonini beradi - vektor elementlari. MISD (bir nechta yo'riqnomalar oqimi / yagona ma'lumotlar oqimi) - bir nechta buyruqlar oqimi va bitta ma'lumot oqimi. Ta'rif bir xil ma'lumotlar oqimini qayta ishlaydigan ko'plab protsessorlarning arxitekturasida mavjudligini anglatadi. Ushbu printsipga asoslangan real-hayot hisoblash tizimi mavjud emas. MIMD (bir nechta buyruqlar xarasi / bir nechta ma'lumotlar oqimi) - bir nechta ko'rsatmalar oqimi va bir nechta ma'lumotlar oqimi. Bitta kompleksda birlashtirilgan va o'zlarining har bir buyrug'i va ma'lumotlar oqimi (ko'p protsessor tizimlari) bilan ishlaydigan kompyuter tizimida bir nechta buyruqlar ishlash moslamalari mavjud.
40.Ko’pyadroli va ko’pprotsessorli hisoblash tizimlari haqida ma’lumot bering.
"Ko'pyadroli" va "ko'pprotsessorli" ifodalari, hisoblash tizimlaridagi arxitektura va qurilmalar bilan bog'liq terimlardir. Bu terimlarni tushuntirib, ularning ma'nolarini tushunish uchun quyidagi ma'lumotlarga e'tibor bering:
1. **Ko'pyadroli (Multicore):**
- **Ma'nosi:** Ko'pyadroli, bir chip (to'plam) ichida bir nechta hisoblash yadroslarini (processor cores) ta'minlaydigan hisoblash tizimini ifodalaydi. Bu, har bir yadroning o'ziga xos xotiraga ega bo'lishi va bir-biriga bog'liqlikni kamaytirish orqali barcha tizim ishlarni tez va samarali bajarish uchun mo'ljallangan.
- **Foydalanish sohalar:** Ko'pyadroli tizimlar, intensiv hisoblash vazifalarini bajarish, bir nechta vazifalarni bir vaqtda bajarish (multitasking), grafik ishlash, matematik hisoblash va boshqa parallel amallar uchun juda samarali bo'lib, foydalaniladi.
- **Misollar:** Ko'pyadroli protsessorlar, masalan, Intel Core i5, AMD Ryzen 5, i7, Ryzen 7 va boshqa model va seriyalarda ko'p o'rnatilgan tizimlar orasida ko'p uchraydi.
2. **Ko'pprotsessorli (Multiprocessor):**
- **Ma'nosi:** Ko'pprotsessorli tizimlar, bir kompyuterda bir nechta oddiy protsessor (CPU) yotqizilgan, ya'ni har bir protsessor o'ziga xos operatsion tizim va boshqa resurslarga ega bo'lgan, ko'p chip (to'plam) orqali boshqariladigan tizimni ifodalaydi.
- **Foydalanish sohalar:** Ko'pprotsessorli tizimlar, qo'shimcha ishlab chiqarilgan va mukammal parallel ishlarni o'zlashtirgan intensiv vazifalarni bajarish uchun foydalaniladi. Ular, superkompyuterlar, serverlar, ma'lumotlar bazalari (database servers) va boshqa intensiv hisoblash vazifalarida o'zlarini ko'rsatishadi.
- **Misollar:** Superkompyuterlar, server qurilmalari, bulut kompyutering tizimlari va boshqa yuqori ish unumdorligini talab qiluvchi tizimlarda ko'pprotsessorli arxitektura qo'llaniladi.
Ular o'rtasidagi asosiy farq shundaki, ko'pyadroli tizimlar bir chip (to'plam) ichida bir nechta yadro ta'minlash uchun mo'ljallangan, ko'pprotsessorli tizimlar esa bir nechta oddiy protsessor (CPU)ni birlashtirgan barcha tizimni ta'minlash uchun mo'ljallangan. Har birining o'zida yaxshi va yomon tomonlari bo'lishi mumkin, va qanday tizimni tanlash, ishlab chiqaruvchi, operatsion tizim va foydalanuvchi talablari bilan bog'liq.
41.Kesh xotiraning asosiy vazifasi nima?
Kesh (cache) xotira, kompyuter arxitekturasida ishlab chiqarilgan va bilanish jarayonlarini tezlashtirish maqsadida foydalaniladigan qisqa va tez erishuvchi xotiradir. Kesh xotiraning asosiy vazifalari quyidagilardir:
1. **Tezlikni oshirish:** Kesh xotira, muhim ma'lumotlarni (masalan, dastur buyruqlari va o'qitilgan ma'lumotlar) tez va tez erishish uchun boshqa o'zgaruvchilardan (masalan, RAM) ko'proq tez o'qiladigan joyda saqlaydi. Bu, operatsion tizim va dasturlar uchun kerakli ma'lumotlarni tez yozib olish va o'qishda ishlatish orqali kompyuter ishini tezlashtiradi.
2. **Kompyuter to'plamligining ishlash tezligini oshirish:** Kesh xotira, ma'lumotlarni tez o'qish va yozish, shuningdek, amalga oshirilayotgan operatsiyalardan tashqari, muhitdagi barcha amalni bajarish uchun kerakli ma'lumotlarni saqlash orqali kompyuter to'plamligining ishlash tezligini oshiradi.
3. **RAM tergisini yengillatish:** Kesh xotira, RAM (operativ xotira) tergisini yengillatishda muhim rol o'ynaydi. Kesh, kerakli ma'lumotlarni RAM xotirasi yoki boshqa uzluksiz joylardan tez o'qib olish imkonini yaratadi. Bu, RAM xotirasini turli hajmli ma'lumotlar bilan to'ldirib qo'ymaslik va unga kerak bo'lgan ma'lumotlarni tez vaqt ichida olish imkonini beradi.
4. **Qat'iy disk bilan ta'sirini kamaytirish:** Kesh xotira, operatsion tizim va dasturlarning kerakli ma'lumotlarini tez o'qib olish va o'zlariga tez erishish orqali, qat'iy diskning qat'iy diskiga nisbatan ta'sirini kamaytiradi. Bu, foydalanuvchilar uchun dasturlar va tizimlarning tez ishlayishini ta'minlashda muhimdir.
Kesh xotira, kompyuterlarning amal qilish tezligini oshirish va foydalanuvchilar uchun samarali ishlashni ta'minlashda katta ahamiyatga ega. Xususan, ko'p yadroli (multicore) protsessorlar va yuqori ish unumdorligiga ega tizimlar bilan birgalikda foydalanilganida, kesh xotira juda muhimdir.
42.MIMD arxitekturasi qo’llanilish sohasini yorotib bering.
MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data) arxitekturasi, bir nechta prosessorlarni o'z ichiga olgan va har biri o'zining ma'lumotlar ustida boshqa instruksiyalar bilan ishlashga imkon beradigan bir arxitekturadir. Bu arxitektura, bir qator texnologiyalarni o'z ichiga oladi va turli sohalarda foydalaniladi. Quyidagi sohalarda MIMD arxitekturasi qo'llaniladi:
1. **Superkompyuterlar:** MIMD arxitekturasi superkompyuterlarda juda ko'p ishlatiladi. Bu qurilmalar, intensiv hisoblash vazifalarini bajarish, simulyatsiyalar, ma'lumotlarni tahlil qilish, model ishlab chiqish, meteorologiya va fizikadagi muammolarni hal qilish, genomik va boshqa ilmiy tadqiqotlar uchun foydalaniladi. Superkompyuterlar, bir nechta yadroli prosessorlarga ega bo'lib, har biri o'z ma'lumotlari ustida o'zlashtirilgan vazifalarni bajarishda samarali bo'lishi uchun MIMD arxitekturasini qo'llaydi.
2. **Klasterserverlar:** Klasterserverlar, bir qatorda joylashgan va o'zaro aloqalarga ega bo'lgan serverlar to'plamini ifodalaydi. Har bir server o'z ma'lumotlari ustida boshqa instruksiyalar bilan ishlashga imkon beradi. Klasterserverlar intensiv hisoblash, ma'lumot almashinuvi va boshqa parallel vazifalarni bajarish uchun MIMD arxitekturasini qo'llaydi.
3. **Bulut kompyutering xizmatlari:** Bulut kompyutering, virtual tizimlarni o'z ichiga oladi va har bir virtual masinada o'z ma'lumotlari ustida boshqa instruksiyalar bilan ishlashga imkon beradi. MIMD arxitekturasi, bulut kompyutering xizmatlarida foydalaniladigan muhim bir texnologiyadir. Foydalanuvchilar, bulutda ishlash va ma'lumotlar ustida parallel ishlovchi vazifalarni bajarish uchun MIMD arxitekturasiga ega bulut serverlardan foydalanishadi.
4. **Finans sohasi:** Banklar, moliya tizimlari va boshqa finansiy tashkilotlar intensiv hisoblash va ma'lumotlar ustida parallel ishlovchi vazifalarni bajarish uchun MIMD arxitekturasini foydalanishadi. Bu, masalan, portfel boshqaruvini optimallashtirish, xavfsizlik tahlillarini bajarish va boshqa muhim hisob-kitob jarayonlarini amalga oshirishda qo'llaniladi.
MIMD arxitekturasi, bir nechta ma'lumotlar ustida boshqa instruksiyalar bilan ishlash imkonini beradi va bu sababli katta miqdordagi parallelismni ta'minlaydi. Bu esa, yuqori ish unumdorligini ta'minlash, intensiv hisoblash va boshqa muhim vazifalarni samarali bajarish uchun keng qo'llaniladi.
43.Hyper-Threading Technology nima?
Hyper-Threading Technology, Intel tomonidan ishlab chiqilgan va boshqa bir nechta prosessorlarda topilgan bir texnologiyadir. Bu texnologiya, bir prosessor yadrosini ikki virtual yadroga bo'lib bo'lmasdan ishlatish imkonini yaratadi. Ya'ni, bir fizikaviy prosessor yadrosi ko'p qatlamliligi (multithreading) ta'minlash uchun ishlatiladi. Har bir fizikaviy yadroda, bir nechta masofaviy masofaga joylashgan va bir-biriga bog'liqli bo'lmagan qadamalar mavjud.
Hyper-Threading Technology asosan quyidagi asosiy maqsadlarga xizmat qiladi:
1. **Parallel vazifalar bajarish:** Hyper-Threading, bir yadroda ikki virtual yadro qurib, barcha yadroning ish unumdorligini ko'paytiradi. Bu esa, bir vaqtda bir nechta vazifa yoki operatsiyani bajarish imkonini oshiradi. Misol uchun, bir yadroda bo'lib, ikki ta virtual yadro orqali bir nechta dasturni parallel ravishda bajarish mumkin.
2. **Idle vaqtida foydalanish:** Agar bir yadroda boshqa dastur yoki operatsiya bajarilmayotgan vaqtda, Hyper-Threading, u yadrodagi boshqa vazifalar uchun ishlatilish imkonini yaratadi. Bu esa, bo'sh vaqtlarni samarali foydalanish va ishlovchi foydalanuvchiga ko'proq imkoniyatlar ta'minlash imkonini beradi.
3. **Yadroning ish unumdorligini oshirish:** Hyper-Threading, bir fizikaviy yadroda ikki virtual yadro orqali ishlash imkonini yaratish orqali yadroning ish unumdorligini oshiradi. Bu esa, bir nechta vazifani bajarish uchun har bir yadroni maksimal darajada foydalanish imkonini beradi.
Hyper-Threading Technology, xususan, Intel Core i seriyasi protsessorlarda va boshqa bir nechta Intel prosessorlarida foydalaniladi. Bu texnologiya, har bir yadroda ikki ta virtual yadro yaratadi va barcha yadro mavjud bo'lgan yuqori ish unumdorligiga ega bo'lishi mumkin.
44.C++ dasturlash tilining parallel hisoblashdagi imkoniyatlari. Misollar keltiring.
C++ dasturlash tili, parallel hisoblash va o'z-o'zini ko'rsatib borish uchun bir nechta vositalarni taqdim etadi. Quyidagi misollar, C++ tilida parallel hisoblash imkoniyatlarini namoyish etish uchun muhimdir.
1. **Thread Library:**
C++ 11 va keyingi standartlari, iste'molchilar uchun tushunchalarni qo'shgan va parallel dasturlash uchun imkoniyatlar yaratgan. Quyidagi kodi parallel ishlovchi ikki oddiy sonni hisoblash misoli:
```cpp
#include
#include
// Parallel hisoblash uchun ishlovchi funksiya
void hisoblash(int a, int b) {
int yigindi = a + b;
std::cout << "Yig'indi: " << yigindi << std::endl;
}
int main() {
// Ikki ta thread yaratish
std::thread t1(hisoblash, 5, 10);
std::thread t2(hisoblash, 15, 20);
// Threadlarni ishga tushirish
t1.join();
t2.join();
return 0;
}
```
Ushbu misol, ikki ta parallel ishlovchi ni boshqarish uchun `std::thread` klassini ishlatadi.
2. **Parallel Algorithms:**
C++ 17 va undan keyin standartlar parallel algoritmni qo'shdi. Bu, standart kirishni qo'shish orqali parallel algoritmlarni ishlatishni ta'minlaydi. Misol:
```cpp
#include
#include
#include
int main() {
// Parallel boshqarish uchun vector tayyorlash
std::vector numbers = {5, 2, 8, 1, 9, 3};
// Har bir elementni kvadratga oshirish (parallel algoritm)
std::for_each(std::execution::par, numbers.begin(), numbers.end(),
[](int &x) { x = x * x; });
// Natijalarni chiqarish
for (const auto &num : numbers) {
std::cout << num << " ";
}
return 0;
}
```
Bu misol, `std::for_each` funksiyasini parallel boshqarish uchun ishlatadi.
3. **Parallelism in Standard Template Library (STL):**
C++ standart malumotlar kutubxonasi (STL), parallel ishlovchi funksiyalarni qo'shgan. Misol:
```cpp
#include
#include
#include
int main() {
// Parallel boshqarish uchun vector tayyorlash
std::vector numbers = {5, 2, 8, 1, 9, 3};
// Har bir elementni kvadratga oshirish (parallel STL)
std::transform(std::execution::par, numbers.begin(), numbers.end(),
numbers.begin(), [](int x) { return x * x; });
// Natijalarni chiqarish
for (const auto &num : numbers) {
std::cout << num << " ";
}
return 0;
}
```
Bu misol, `std::transform` funksiyasini parallel ishlovchi qilish uchun ishlatadi.
Bu misollar C++ tilining parallel hisoblash imkoniyatlarini ko'rsatish uchun yaratilgan. Ixtiyoriy muhim ishlovchilarning parallel boshqarishini yaxshilash uchun to'liqroq iste'molchilar C++ tilining parallel imkoniyatlarini o'rganishni tavsiya qilaman.
45.Hisoblash oqimini amalga oshirish necha bosqichda amalga oshiriladi?
"Hisoblash oqimini amalga oshirish" ("pipelining" deb ham ataladi) kompyuter arxitekturasidagi texnologiyalardan biridir va amalga oshirilishi bir nechta bosqichda amalga oshiriladi. Bu bosqichlar quyidagilardir:
1. **Buyruq qabul (Instruction Fetch):** Hisoblash oqimini amalga oshirish jarayoni birinchi bosqichda boshlanadi. Buyruq qabuli, RAMdan buyruqlarni o'qib olishni va buyruq qatorlarini protsessorning bo'sh buyruq qatorlariga joylashtirishni o'z ichiga oladi.
2. **Buyruq boshqaruvchi (Instruction Decode):** Olingan buyruqlar, protsessor tomonidan tushuntirilib, ularning tahlilini o'zlashtirish va ularni maqsadga muvofiq bo'lgan boshqa buyruqlarga aylantirish uchun buyruq boshqaruvchiga yuboriladi.
3. **Hisoblash (Execution):** Buyruq boshqaruvchi tomonidan yuborilgan buyruqlar, hisoblash uchun tegishli yadroga o'zlashtiriladi. Bu bosqichda arifmetik-amaliy operatsiyalar bajariladi va ma'lumotlar saqlanadi.
4. **Yozish (Write-back):** Hisoblash jarayoni natijalari, ma'lumotlar o'chiriladi yoki saqlanadi va ularga qo'shiladigan natijalar joylashtiriladi. Bu bosqichda protsessor, hisoblash natijalarini to'g'ridan-to'g'ri joylashtiradi.
Bu bosqichlar bitta buyruq uchun bajariladi va katta miqdordagi buyruqlar amalga oshirilishini ta'minlash uchun shablonni ko'rsatadilar. Odatda, har bir buyruq bir qatorga joylashtiriladi va har bir bosqichda bir nechta buyruqlar ishlatiladi, shunday qilib, birinchi buyruqning keyingi bosqichdagi protsessor uchun tayyor bo'lishini kutiladi. Bu, kompyuter ishini tezlashtirish va ishlovchi tezligini oshirish uchun samarali bo'lib, katta miqdordagi buyruqlar bir nechta protsessor yadroslarida o'zaro bog'langan ishlovni amalga oshirishga imkon beradi.
76. Markaziy protsessor chastotasi deganda nimani tushunasiz?
"Markaziy protsessor chastotasi" deganda, kompyuter yoki boshqa qurilma markaziy protsessorining ishlash tezligini ifodalovchi miqdor ma'nosini anglatadi. Bu miqdor hertz (Hz)da ifodalangan va odatda gigagertz (GHz) yoki megagertz (MHz) shaklida ko'rsatiladi. Gigahertz bir milliard, megahertz esa bir million hertzni ifodalaydi.
Chastota, protsessorning har bir sekundda qancha ish bajarishi mumkinligini ifodalaydi. Ya'ni, agar bir protsessor 2 gigahertz (2 GHz) chastotaga ega bo'lsa, u har bir sekundda 2 milliard operatsiyani bajarishi mumkin bo'ladi. Bundan ko'ra, protsessorning ishlash tezligi va bajarishi mumkin bo'lgan amallar soni ustida tasir qiladi.
Chastota yuqori bo'lgan protsessorlar o'rtacha bilan taqdim etilgan vazifalarni tez bajarishda yordam beradi. Ammo, bu tezlik faqatgina protsessorning qanday qurilma arxitekturasi va qanday yaxshi bajarish uchun ishlab chiqarilganligiga bog'liq emas, balki boshqa omillar ham mavjud.
Bundan tashqari, yangi protsessor modellari xususiy xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin, masalan, hiper-nuqta qarorlash tizimi (hyper-threading), ko'p brandma (cores), va boshqa xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin. Bu xususiyatlarning barchasi, protsessorning amaliyotlar va vazifalarni tez bajarishda, muddatli vaqt davomida ishlay olmasligi uchun muhimdir.
77. Intel firmasining ko’pyadroli protsessorlaridagi asosiy kamchiliklar nimada?
2022 yilining yanvarda men bilanishlarim miqdoridan kelib chiqib, ushbu muddatdagi muammolar va faktlar asosida Intel kompaniyasining ko'p yadroli protsessorlari (masalan, Core i7, Core i9) bo'yicha bir nechta foydalanuvchilarning yozgan sheriklari bor. Bu esa, foydalanuvchilarning shaxsi tajribalariga bog'liq bo'lib, so'rovnoma haqidagi kamchiliklar har xil bo'lishi mumkin. Ammo, erta tahlilimdan kelib chiqib, umumanan mashhur kamchiliklarni ko'rsataman:
Qimmati: Intelning ko'pyadroli protsessorlari, ko'pchilik uchun qimmat bo'ladi. Bu, boshqa variantlarga nisbatan qimmatlikni anglatadi. Bu esa, uzoq muddatli foydalanuvchilar uchun moliyaviy ko'paytirish bo'lishi mumkin.
Isitish muammosi: Ko'pyadroli protsessorlarning isitishi yanada ko'p bo'lishi mumkin. Ushbu protsessorlar yanada ishonchli sovonlar va qurilmalar talab qiladi, shuningdek, shakl va sistem sovini isitish uchun ishlatiladigan qurilmalar (cooling solutions)ni o'z ichiga olgan holda qimmatlashadi.
Energiya sarflanishi: Ko'pyadroli protsessorlar, yanada ko'p energiya sarflanishi mumkin. Bu esa, boshqa protsessorlarga nisbatan kuchli energiya to'g'risida chet elda mashhur.
Tezlikni yuqori oshirish: Ko'pyadroli protsessorlar, xususiyati tezlikni oshirishda qo'llaniladigan, ammo boshqa vazifalarni bajarishda ko'proq yo'qotish olishi mumkin.
Mahsulotning tana temperaturasi: Ko'pyadroli protsessorlar, umumiy temperaturasi yuqori bo'lishi mumkin. Bu esa, qurilmaning iliq qo'yish tizimi, yangi to'satdan solish, va boshqa muammolar uchun ko'plab ishlatiladigan qurilmalarga talab qiladi.
Bu kamchiliklar esa barcha foydalanuvchilar uchun umumiy bo'lishi mumkin. Chunki har bir shaxsning talablari va foydalanish san'ati farqli bo'lishi mumkin. Boshqa so'z bilan, kamchiliklar har doim to'g'ri kelmaydi, va eng so'nggi modellarda bu muammolarning bir qismining hal bo'lishi mumkin.
78. AMD kompaniyasi oxirgi yillarda qanday turdagi protsessorlar ishlab chiqishni boshladi? Sabablarini keltiring.
AMD kompaniyasi oxirgi yillarda qanday turdagi protsessorlar ishlab chiqishni boshladi? Sabablarini keltiring.
ChatGPT
Oxirgi yillarda, ya'ni 2010-yillardan boshlab, AMD (Advanced Micro Devices) kompaniyasi muhim o'zgarishlar bilan ishlash va xususiyatlarga ega bo'lgan yangi protsessorlar ishlab chiqdi. Quyidagi sabablarni keltirib o'tamiz:
Zen Mikroarxitekturasi: AMD, 2017-yilda "Zen" mikroarxitekturasi asosida Ryzen seriyasini taklif qildi. Bu, 2011-yilda ishlov bergan Bulldozer mikroarxitekturasidan o'rin olgan yangi bir qadamdi. Zen mikroarxitekturasi, barcha brandma (cores) uchun alohida ishlash va energiya foydalanishini o'ptimal qilish uchun yaratilgan bo'lib, bu esa yuqori ishlab chiqarish tezligini va effektivligini ta'minlashga imkon berdi.
Ryzen 7, Ryzen 5, va Ryzen 3 seriyalari: AMD, 2017-yilda Ryzen 7, Ryzen 5, va Ryzen 3 seriyalarini taklif etdi. Bu seriyalar, boshqa kompaniyalar tomonidan taklif etilgan protsessorlarga nisbatan arzonroq va quvvatli xususiyatlarga ega edi. Bu esa, foydalanuvchilar uchun muqobiliga yetgan bo'lgan yangi variantlar va tanlovlarni taqdim etish orqali bo'ldi.
Yaxshi ixtiyoriy narx: AMD, xususiyatlar va tezlikni qo'llash orqali tanlov qilayotgan foydalanuvchilarga qulay bo'lgan narxlarda xavfsiz va kuchli protsessorlar taklif etish bilan hamkorlik qilgan. Bu, bozorda tanqidiy raqobatga ega bo'lishga olib kelgan bir jihat.
APU (Accelerated Processing Unit): AMD, "Raven Ridge" nomi ostida APU protsessorlarini taklif etdi. Bu protsessorlar, xususiy grafika qo'llanishiga ega bo'lib, o'rtacha darajada grafik va xususiyatlar kombinatsiyasi uchun muhim bo'lgan qurilma xususiyatlari bo'yicha tanqidiy raqobatga ega bo'ldi.
7nm Teknologiyasi: AMD, 2019-yilda 7nm teknologiyasidan foydalanishni boshlagan. Bu, protsessorning transiztorlarini yanada kamchilik yaratgan va energiya samaradorligini oshirgan. Bu esa, protsessorlarning yuqori ishlab chiqarish tezligini va ishlov berish tezligini oshirishga yordam berdi.
Bu faktlar AMD kompaniyasining oxirgi yillarda tanqidiy bozordagi o'rinini oshirishga qaratilgan strategiyalarini ko'rsatish uchun muhimdir.
79. Oqimlarni yadrolarga taqsimlash hisoblash arxitekturasining qaysi bosqichiga tegishli?
Oqimlarni yadro (core)larga taqsimlash va hisoblash arxitekturasi, yoki "Simd arxitekturasi" (inglizcha: SIMD - Single Instruction, Multiple Data), kompyuterda o'zgartirilgan paralellikni ta'minlash uchun ishlatiladi. Bu arxitektura bir nechta operandlar uchun bitta komanda ishlatadi. Bu operandlar bitta komandani bajarish uchun xususiy bo'lgan oqimlar (vektorlar) bo'lib, boshqa bo'lmagan xil ma'lumotlarni bir-biriga qo'shib yoki ayirish orqali bitta vaqtning o'zida bir nechta ma'lumotlarni ishlab chiqaradi.
SIMD arxitekturasi masofaviy ishlab chiqarish, grafika, tarmoq protokollari, audio va video qo'llanmalari, ma'lumotlar tahlili, va boshqa parallel amallar uchun juda samarali bo'lishi mumkin. Oqimlarni yadro (core)larga taqsimlash asosida juda ko'p paralellik yaratiladi, shuningdek, boshqa amallarni bajarishda yuqori tezliklar ta'minlanadi.
Bu arxitektura turli kompyuterlarning protsessorlarida, grafika uskunalarda, mobil qurilmalarda, va boshqa ma'lumotlar olish tizimlarida foydalaniladi. SIMD arxitekturasi xususiy ko'pgina texnologiyalar, masalan, SSE (Streaming SIMD Extensions), AVX (Advanced Vector Extensions), va NEON (NVIDIA Extendend Operations), kabi nomlar bilan nomlanadi.
Ushbu arxitektura, mahalliy amallar uchun ma'lumotlarni boshqa bo'lmagan qilishga o'xshash o'zgarishlarni shakllantirish uchun juda samarali bo'lib, shuningdek, grafik va mulokot ishlab chiqarishda ham muhim rol o'ynaydi.
80. PRAM (Parallel Random Access Machines) modellar haqida ma’lumot bering.
Parallel Random Access Machines (PRAM), paralellikni o'rganish va tahlil qilish uchun ishlatiladigan nisbiy kompyuter modelini ifodalaydi. PRAM modeli, barcha nisbiy algoritmlarni o'rganishda yoki algoritmlarning samarali paralelligini tahlil qilishda foydalaniladi. Ushbu model quyidagi muhim xususiyatlarga ega:
Parallelism: PRAM modeli barcha xotirani har bir ishchi uchun o'qish yozish uchun erkin qiladi. Har bir ishchi o'z xotirasida bir xil vaqtning o'zida bir nechta amallarni bajarishi mumkin.
Random Access: Bu modelda, har bir xotira, mos keladigan har qanday maydonlarga (qator va ustun) erkin qilinadi. Bu, barcha xotiralarni bitta boshqaruv punktida bir qator va ustunlarga olib kelish imkonini beradi.
Synchronization: PRAM modelida barcha ishchilarning barchasi bir vaqtning o'zida bajarilganini qo'llab-quvvatlash mumkin. Bu, bir amalni bajarishdan keyin natijaning barcha ishchilar uchun ko'rinadigan bo'lishini ta'minlaydi.
PRAM modeli quyidagi turdagi bo'lishi mumkin:
Erewan PRAM (EPRAM): Ushbu modelda bir vaqtning o'zida barcha xotiralarga yozib olish imkoniyati mavjud, lekin bir vaqtning o'zida faqat bir qator va ustun bo'lishi mumkin.
CREW PRAM (CPRAM): Ushbu modelda bir vaqtning o'zida barcha xotiralarni faqat o'qib olish mumkin, lekin bir vaqtning o'zida bir nechta qator va ustunlarni o'qib olish imkoniyati yo'q.
CRCW PRAM (CPRAM): Ushbu modelda bir vaqtning o'zida bir xil vaqtning o'zida bir nechta ishchilar bitta xotiraga yozib olish imkoniyati mavjud.
PRAM modeli teorik kompyuter modeli sifatida, algoritmlarni tahlil qilishda va algoritmlarni parallel kompyuterlarda yaratishda yaxshi ishlaydi. Ammo, amaliy ishlab chiqarishda, fizikavi qurilmalar va hajmlar tufayli amalga oshirilishi qiyinligini oladi.
81. Parallel kompyuter xotira arxitekturalari va ularning dasturlashdagi ahamiyati haqida ma’lumot bering.
Parallel kompyuter xotira arxitekturalari, parallel (o'zaro bog'liq) ishlash uchun tuzilgan kompyuter sistemalari uchun mo'ljallangan bo'lib, ularning dasturlashdagi ahamiyati katta. Bu arxitekturalar, bir vaqtning o'zida bir nechta amallarni bajarishga imkon beradi va shunday qilib ishlab chiqarish tezligini oshiradi. Quyidagi parallel kompyuter xotira arxitekturalari keng qo'llaniladi:
SIMD (Single Instruction, Multiple Data): Bu arxitekturada, bitta komanda barcha ishchilar tomonidan bajariladi, ammo har bir ishchi o'z xotirasida o'zini alohida ma'lumotlarni qo'llaydi. SIMD arxitekturasi masofaviy ishlab chiqarish, grafika, audio va video ishlash, ma'lumotlar tahlili, kabi dasturlarni samarali bajarish uchun juda samarali bo'lib, xususan, vektor va matritsa amallar uchun yaxshi bo'ladi.
MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data): Bu arxitekturada har bir ishchi o'zini o'zaro alohida komandalarni bajaradi va o'z xotirasida alohida ma'lumotlarni qo'llaydi. MIMD arxitekturasi ko'p qanday kompyuterlar va serverlar uchun juda samarali bo'lib, har bir ishchining o'z alohida topshiriqlarni bajarishi mumkin.
NUMA (Non-Uniform Memory Access): Bu arxitekturada har bir ishchining xotirasi o'ziga xos va alohida bo'lishi mumkin. Bu esa barcha ishchilarning o'zaro qo'shish va o'xshash ishlab chiqarish (shared-memory) tizimi uchun foydalanishga imkon beradi.
SMP (Symmetric Multiprocessing): Bu arxitekturada bir nechta ishchilar bir vaqtning o'zida bir-biriga mos keladigan barcha xotiralarga erkin kirishga ega. Har bir ishchi o'z xotirasida ishlaydi va xotira bo'yicha boshqarish to'g'risida uchastkam bo'lishadi. SMP arxitekturasi xususiy serverlar va kompyuterlar uchun juda kuchli bo'lib, keng tarqalgan parallel dasturlarni ishlab chiqarish uchun moslashuvchan.
Parallel xotira arxitekturalari dasturlashda ahamiyatli, chunki ular yuqori ishlab chiqarish tezligini olish va katta ma'lumotlar tahlilini bajarish imkonini beradi. Shuningdek, ular yuqori parallellik darajasiga ega bo'lgan amallarni yaxshiroq bajarish uchun mo'ljallangan.
82. Ma’lumotlarni parallel qayta ishlash tizimlari va ularning qo’llanilish sohalarini yoritib bering.
Ma'lumotlarni parallel qayta ishlash tizimlari, qiziqarli va samarali parallel dasturlarni ishlab chiqish uchun ishlatiladigan vositalar hisoblanadi. Bu tizimlar, kompyuter arxitekturasining kuchli va samarali parallel o'zgarishlarni tashkil etish uchun dizayn qilinib, boshqarishida katta ma'lumotlar sonini birlashtirish, ishlash tezligini oshirish va yuqori parallellik darajasini ta'minlash uchun xizmat qiladi. Quyidagi parallel qayta ishlash tizimlarining ba'zi misollarini ko'rish mumkin:
CUDA (Compute Unified Device Architecture): NVIDIA tomonidan ishlab chiqilgan CUDA, grafik ishlab chiqarish qurilmalarining GPU (Graphics Processing Unit) larida parallel ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Bu tizim, xususiy kompyuter interfeysiga ega bo'lgan GPU lar orqali ishlaydi va dasturlashda C++-ga o'xshash CUDA yoki OpenCL tilini qo'llaydi.
OpenMP (Open Multi-Processing): OpenMP, C, C++, va Fortran dasturlash tillariga asoslangan parallel dasturlarni yaratish uchun ishlatiladi. Bu tizim, barcha kompyuter tizimlarida, masalan, SMP arxitekturaga ega bo'lgan serverlar, clusterlar va superkompyuterlarda ishlaydi.
OpenACC (Open Accelerators): OpenACC, grafik ishlab chiqarish qurilmalaridagi (GPU) parallel xususiyatlarni ishlatish uchun ishlatiladi. Bu tizim, existent dasturlarni parallel xususiyatlar bilan to'ldirish va ishlatishga imkon beradi.
MPI (Message Passing Interface): MPI, ko'pgina ishlatiladigan parallel qayta ishlash tizimi bo'lib, ma'lumotlar bir-biri bilan munosib ishlaydi. MPI, kelib chiqqan amalni bir nechta ishchilar orasida taqsimlash uchun ishlatiladi va clusterlar yoki superkompyuterlar kabi tarmoq qurilmalarda keng qo'llaniladi.
Hadoop MapReduce: Hadoop MapReduce, katta miqdordagi ma'lumotlarni birlashtirish va ularni parallel qayta ishlash uchun ishlatiladi. Bu tizim, katta ma'lumotlarni qaysi qismini qanday ishlaydigan algoritmni yozishni ta'minlaydi.
Bu parallel qayta ishlash tizimlari ma'lumotlar analizi, ma'lumotlar tuzilishi, grafiklar va matematik modellar yaratish, va boshqa ma'lumotlar bilan ishlashda o'zlarini muvaffaqiyatli ko'rsatmoqda. Bu tizimlar, ko'pgina ishlatiladigan ma'lumotlar olish va ishlashda samarali va tez ishlash imkonini beradi.
83. Parallel ishlov berishda tezkor xotiraning ahamiyati nimada?
Parallel ishlov berishda tezkor xotiraning ahamiyati ko'pdir va undan kelib chiqadigan foydalanganliklar quyidagilar:
Yuksek ishlab chiqarish tezligi: Tezkor xotira, bir vaqtning o'zida bir nechta amallarni bajarish imkonini beradi. Bu esa barcha ishchilar uchun parallel vazifalarni bir vaqtning o'zida bajarish va yuqori ishlab chiqarish tezligini oshirish uchun zarurdir.
Parallel dasturlash uchun qulaylik: Parallel dasturlashda, har bir ishchining alohida xotirasiga kerak bo'lgan ma'lumotlarni o'qib olishi va yozishga ihtiyoc yo'q. Tezkor xotira, har bir ishchi uchun alohida xotira bilan ta'minlanishi mumkin.
Memory Interference qilmaydi: Tezkor xotira, bir vaqtning o'zida har bir ishchiga alohida xotira ta'minlash orqali ma'lumotlarni uchratish va parallel ishlov berishda xotira orasidagi qilimni kamaytiradi.
Batareya tezligini oshirish: Tezkor xotira, dasturlarni boshqarish va parallel amallarni bajarishda energiya sarflanishni kamaytirish uchun muhimdir. Bu esa batareyalar va energiya sarflanishga tezligini oshiradi.
Parallel batafsil qo'shiladigan foydalilik: Tezkor xotira, bir nechta amallar o'rtasidagi ma'lumotlar almashishini boshqarish va yozishni yaxshi boshqarish uchun zarurdir. Bu esa parallel algoritmlarni boshqarish va ma'lumotlarni batafsil qo'shiladigan vaqtning o'zida almashishga tezligini ta'minlaydi.
Tezkor xotira, parallel ishlov berishni samarali va tezkor qilish uchun asosiy shartlaridan biridir. Bu, har bir ishchining o'zgarishlarni bajarish va ma'lumotlarni batafsil qo'shiladigan parallel amallarni tez va samarali bajarish imkonini beradi.
84. Intel firmasining i5 protsessorining 8 avlodining hisoblash tezkorligini oshirishda foydalangan texnologiyasi haqida ma’lumot bering.
Menim bildigim ma'lumotlarga qaraganda, 2022 yilining yanvar oyida, "Intel Core i5" protsessorlarining 8-avlodining hisoblash tezkorligini oshirish uchun ma'lum bir texnologiyadan xabardor bo'lmadim. Bu, belgilangan avlodning tezkorligini oshirish uchun barcha texnologiyalarni ifodalovchi bir yagona standard emas.
Intel, o'zining chet elda mashhur "Core i5" protsessorlarini o'z vaqti o'zida yangilash odatiydir. Har bir yangi avloddagi o'zgarishlar, har bir tezkorlik va samarali ishlov berish imkonini oshirish uchun xususiy bo'lgan yangi arxitekturalar, transistorlar, yoki boshqa muhim o'zgarishlarga ega bo'ladi.
Intel, avlodlar orasida chet elda tanqid qilingan avlodlarga javob qaytarish, quyidagi avlodlarda ishlatiladigan boshqa muhim texnologiyalarni taklif qilgan bo'lsa ham mumkin:
10th, 11th, yoki keyingi avlod "Core" mikroarxitekturasi: Har bir yangi avloddagi o'zgarishlar, protsessorning ishlash tezligi, energetik samaradorligi, va boshqa xususiyatlarni o'z ichiga oladi. "Core i5" seriyasida qo'llaniladigan avlodlarning yangi mikroarxitekturasi o'z hisobiga olingan muhim o'zgarishlarni taqdim etadi.
Uzluksiz transiztorlar va teknologiyalar: Intel, uzluksiz transiztorlar va yangi nano texnologiyalardan foydalanib, energiya samaradorligini oshirish uchun qo'llanadigan avlodlarda yangi texnologiyalarni ishlab chiqadi.
Grafika uchun ixtiyoriy texnologiyalar: Ba'zi "Core i5" protsessorlari, integrlangan grafik xususiyatlariga ega bo'lishi mumkin. Bu esa boshqa grafik qurilmalari kerak bo'lmaydi va birinchi navbatda energiya sarflanishni kamaytiradi.
Barchadir, 2022 yili boshida yangi ma'lumotlar va modellar chiqmaganligi sababli, sizning so'raganizdagi ma'lumotlar ko'rsatilayotgan vaqtimdan keyin kelmagan yangi yangiliklarga ega bo'lishi mumkin. Iltimos, so'ngi ma'lumotlarni olish uchun eng so'nggi modellar va yangiliklar bo'yicha Intel rasmiy veb-saytini va maxsus texnologiya resurslarini ko'ring.
85. Rial vaqt tizimlarida ma’lumotlar oqimiga parallel ishlov berish deganda nimani tushunasiz?
Rial vaqt tizimlari (real-time systems) ma'lumotlar oqimiga parallel ishlov berish, o'zgaruvchan ma'lumotlarni har bir ishchi uchun o'z vaqti o'zida boshqarish va yozishga yordam beradigan tizimlardir. Bu holatda, parallel ishlov berish ma'lumotlar oqimining bir nechta ishchilar yordamida amallarni bajarishini ta'minlaydi. Parallel ishlov berishning rial vaqt tizimlarida qanday bajarilishi quyidagi hususiyatlar bilan tanishib chiqiladi:
|