Parallel hisoblash misollari - Mustaqil ish мавзу: Parallel hisoblash uchun mo‘ljallangan masalalar

Parallel hisoblash misollari
Ehtimol siz ushbu mustaqil ishimni o'qish uchun parallel kompyuterdan
foydalanishingiz mumkin, ammo mana shu narsa: parallel kompyuterlar 1960
yillarning boshlaridan beri mavjud. Ular arzon Raspberry Pi kabi kichik yoki
dunyodagi eng qudratli Summit superkompyuteri kabi mustahkamdir. Parallel
ishlov berish bizning dunyomizni qanday boshqarishi haqida quyida bir nechta
misol keltiraman :
Smartfonlar : IPhone 5 1,5 gigagertsli ikki yadroli protsessorga ega. IPhone
11-da 6 ta yadro mavjud. Samsung Galaxy Note 10 ning 8 yadrosi bor. Ushbu
telefonlarning barchasi parallel hisoblash misollari.
Parallel hisoblashga asoslangan kompyuterlar
Parallel kompyuterlar, taxminan, apparatning paralellikni qo'llab-quvvatlash
darajasiga qarab tasniflanishi mumkin, ko'p yadroli va ko'p protsessorli
kompyuterlar bitta mashina ichida bir nechta ishlov berish elementlariga ega,
klasterlar, MPP va tarmoqlar bir xil kompyuterda ishlash uchun bir nechta
kompyuterlardan foydalanadi. Ixtisoslashgan parallel kompyuter arxitekturalari
ba'zida an'anaviy vazifalarni tezlashtirish uchun an'anaviy protsessorlar bilan birga
qo'llaniladi.
Ba'zi hollarda parallellik dasturchi uchun shaffof, masalan, bit darajasidagi
yoki buyruq sathidagi parallellikdagi, ammo aniq parallel algoritmlarni, xususan,
parallellikni ishlatadiganlarni yozish ketma-ketlikdan ko'ra qiyinroq, chunki bir
xillik bir nechta yangi mumkin bo'lgan dasturiy ta'minot xatolarining sinflari,
ulardan poyga sharoitlari eng keng tarqalgan. Turli xil kichik topshiriqlar orasidagi
aloqa va sinxronizatsiya odatda dasturning optimal parallel ishlashini ta'minlash
uchun eng katta to'siqlardan biridir
Parallellashtirish natijasida bitta dasturni tezlashtirishning nazariy yuqori
chegarasi Amdahl qonuni bilan ifodalanadi.
Kompyuter dasturlari an'anaviy ravishda ketma-ket hisoblash uchun
yozilgan. Bu shuni anglatadiki, muammoni hal qilish uchun algoritm muammoni
kichikroq ko'rsatmalarga ajratadi. Ushbu alohida ko'rsatmalar keyinchalik
kompyuterning markaziy protsessor qismida birma-bir bajariladi. Faqat bitta
ko'rsatma tugagandan so'ng, keyingisi boshlanadi.
Parallel hisoblashning afzalliklari shundaki, kompyuterlar kodni yanada
samarali bajarishi mumkin, bu esa "katta ma'lumotlar" ni har qachongidan ham
tezroq saralash orqali vaqt va pulni tejashga imkon beradi. Parallel dasturlash
yanada murakkab muammolarni hal qilishi, jadvalga ko'proq resurslarni keltirishi
mumkin. Bu quyosh energiyasini yaxshilashdan tortib moliya sohasi qanday
ishlashini o'zgartirishgacha bo'lgan dasturlarda yordam beradi.
Parallelizm turlari:
Bit darajadagi parallellik: Bu protsessor hajmining o'sishiga asoslangan
parallel hisoblash shakli. Bu katta hajmli ma'lumotlarda vazifani bajarish uchun
tizim bajarishi kerak bo'lgan ko'rsatmalar sonini kamaytiradi.
Misol: 8 bitli protsessor ikkita 16 bitli butun sonlarning yig'indisini
hisoblashi kerak bo'lgan stsenariyni ko'rib chiqing. Dastlab 8 ta pastki tartibli bitni
jamlashi kerak, so'ngra 8 ta yuqori tartibli bitni qo'shib, operatsiyani bajarish uchun
ikkita ko'rsatma kerak. 16 bitli protsessor operatsiyani faqat bitta ko'rsatma bilan
bajarishi mumkin.
Ko'rsatma darajasidagi parallellik: protsessor har bir soat tsikli fazasi uchun
faqat bittadan kam ko'rsatmaga murojaat qilishi mumkin. Ushbu ko'rsatmalarni
qayta buyurtma qilish va guruhlash mumkin, ular keyinchalik dastur natijasiga
ta'sir qilmasdan bir vaqtda bajariladi. Bunga ko'rsatma darajasidagi parallellik
deyiladi.
Vazifa paralelligi: Vazifa parallelligi vazifani pastki topshiriqlarga ajratib,
so'ngra har bir kichik topshiriqni bajarishga ajratishni qo'llaydi. Protsessorlar bir
vaqtning o'zida pastki vazifalarni bajaradilar.
1. Noutbuklar va shaxsiy kompyuterlar
Ko'pgina zamonaviy kompyuterlarni quvvatlaydigan Intel® protsessorlari
parallel hisoblash misollari. HP Specter Folio va HP EliteBook x360-dagi Intel
Core ™ i5 va Core i7 chiplari har birida 4 ta ishlov berish yadrosi mavjud. HP Z8 -
dunyodagi eng qudratli ish stantsiyasi - 56 yadroli kompyuter quvvatiga ega
to'plamlar, bu unga 8K videoda real vaqtda videoni tahrirlash yoki murakkab 3D
simulyatsiyalarini bajarishga imkon beradi.
2. ILLIAC IV
Bu asosan Illinoys Universitetida qurilgan birinchi "massiv" parallel
kompyuter edi. Mashina 1960-yillarda NASA va AQSh havo kuchlari yordamida
ishlab chiqilgan. Unda bir vaqtning o'zida 131 072 bit bilan ishlashga qodir bo'lgan
64 ta ishlov berish elementlari bo'lgan .
3. NASA kosmik transporti kompyuter tizimi
Space Shuttle dasturi parallel ravishda 5 ta IBM AP-101 kompyuteridan
foydalanadi. Ular "Shuttle" ning avionikasini boshqaradi, real vaqt rejimida katta
miqdordagi tezkor ma'lumotlarni qayta ishlaydi. Mashinalar soniyasiga 480 000 ta
ko'rsatmani bajara oladi. Xuddi shu tizim F-15 qiruvchi samolyotlari va B-1
bombardimonchi samolyotlarida ham qo'llanilgan.
4. American Summit superkompyuteri
Yerdagi eng qudratli superkompyuter bu Amerika sammiti. Mashina AQSh
Energetika vazirligi tomonidan ularning Oak Ridge milliy laboratoriyasida
qurilgan. Bu soniyada 200 kvadrillion operatsiyani bajarishi mumkin bo'lgan 200
petaFLOPS mashinasi. Agar er yuzidagi har bir inson soniyada bir marta hisob-
kitob qilgan bo'lsa, Summitning qila oladigan ishini bir soniya ichida bajarish
uchun 10 oy kerak bo'ladi .
Mashina og'irligi 340 tonnani tashkil etadi va daqiqasiga 4000 galon suv bilan
sovutiladi. Olimlar undan genomika, zilzilalar, ob-havo va fizikani tushunishda va
hayotimizni
osonlashtirish
uchun
yangi
materiallar
ishlab
chiqarishda
foydalanmoqdalar.
Xulosa
Xulosa qilib shuni aytishim mumkinki parallel hisoblash kompyuter
texnologiyalarini hozirgi darajasiga olib chiqishda muhim rol o’ynagan. Chunki
parallel hisoblash orqali juda katta ma’lumotlar ustida amallarni ham tez bajarsa
bo’ladi . Shuningdek parallel hisoblash bizning vaqtimiz va pulimizni tejaydi.
Hozirgi kunda esa barcha kompyuterlar va kompyuter tizimlari hammasi parallel
hisoblashga asoslangan holda ishlaydi bunga shubha bo’lishi mumkin emas.
Foydalanilgan adabiyotlar
Internet manbalari :
1.
https://en.wikipedia.org/wiki/Parallel_computing
2.
https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-
sciences/parallel-computer
3. https://www.omnisci.com/technical-glossary/parallel-computing
|