Kompyuter apparat platformasi - Turli soxalar uchun mo‘ljallangan super kompyuterlar va kompyuter tizimlari

Kompyuter apparat platformasi ( kompyuter arxitekturasi ) - dasturiy ta'minot bilan hosil bo'lgan bir darajasi bir kompyuter arxitekturasi (mikromimari, microprogram, mikroprotsessor yadro nazorat va o'qitish to'plamidir arxitektura) bir kuni apparat asosida boshqa (bir protsessor maxsus mikro, chipset, birgalikda hisoblash tizimining apparat modelini tashkil etuvchi jismoniy komponentlar) .
U dasturiy mahsulotlarning ma'lum oilalarini (operatsion tizim, amaliy dasturlar) ishga tushirish uchun mo'ljallangan , ular o'z navbatida imkoniyatlardan kelib chiqqan holda ishlab chiqilgan va ushbu uskunada ishga tushirish uchun mo'ljallangan.Xususan, apparat platformalari bir-biridan apparat (protsessor, chipset), shuningdek, ishlab chiqilgan (va ishga tushirilgan) dasturiy komponentlar majmuasida farqlanadi.
Eng keng tarqalgan x86 oilaviy platformalarida shaxsiy kompyuterlar . Bular birinchi navbatda Windows va Linux kompyuterlari, shuningdek, Apple Mac kompyuterlarining barcha zamonaviy modellari . (X86-64 o'tish oldin, Apple Mac ning platformalarda qilingan Power PC oila . Power kompyuterlari endi serverlar uchun asosiy platforma va mainframe dan IBM .) Eng zamonaviy mobil qurilmalar platformalarda asoslangan ARM oila . Ushbu platformalar, bir qator boshqa platformalar va ularning oilalari taniqli brendlardir.
Ba'zida CPU filiali rivojlanishni to'xtatadi va kompyuter anklavi paydo bo'lishi mumkin, ya'ni foydalanuvchilar hali ham o'z kompyuterlarini yaxshi ko'radilar yoki ulardan voz kecholmaydilar. Anklavda texnologik taraqqiyot sekinlashadi yoki butunlay to'xtatiladi. Mashina kodlari darajasidagi kompyuter anklavining apparati asosiy platformalar bilan mos kelmaydi va asta-sekin qariydi. Bu shuni anglatadiki, foydalanuvchilar platformalarni almashtirishga juda moyil. Agar dasturchilar yangi dasturiy ta'minotni yozsalar, unda, qoida tariqasida, tijorat asosida emas, balki bepul asosda.
Commodore 64 anklavi 1982 yilgi kompyuterda musiqa yozish imkoniyatiga ega bo'lganligi uchun ko'p narsa bor. Nemis Synthpop uslubidagi Welle guruhi : Erdballning besh a'zosi bor - ro'yxatdagi beshinchi eng mashhur musiqachi Commodore 64 kompyuteridir .
8080 va 8085 kabi 8- bitli Intel protsessorlari 8086 va boshqa 16-bitli Intel protsessorlari bilan mos kelmaydi . Bugungi kunda 8080 va 8085 anklavlar hisoblanadi. Anklavdan 8085 MFA kompyuterini misol qilib keltirish mumkin.U hali ham talabalar tomonidan kompyuterlarning ishlashini o'rganish uchun foydalaniladi. IA-32 arxitekturasiga mos kelmaydigan iAPX 432 , i960 va i860 protsessorlari / platformalari ham o'tmishda bo'lib, turli sabablarga ko'ra anklavlarni hosil qilmaydi.
1982-yilda yaratilgan ZX Spectrum hali ham havaskorlar tomonidan qo'llaniladi. Bir milliarddan ortiq Z-80 protsessorlari ishlab chiqarilgan. Dunyoda juda ko'p ZX Spectrum klonlari mavjud , ularning aksariyati SSSR va Rossiyada ishlab chiqarilgan. Zamonaviy Spectrum CD diskini, bir modem va uning ishtirokida katta tufayli mavjud demoscene yilda, Rossiya Federatsiyasi kuni katta mashhurlik sazovor ZX KO'LAMI . Shunday qilib, ZX Spectrum texnik jihatdan juda faol takomillashtirilmagan bo'lsa-da, u kompyuter san'ati uchun tuval bo'lib qolmoqda .
33
|
Parallelashtirish algoritmlarning samaradorlik ko‘rsatkichlari
|
P-protsessorlari uchun parallel algoritm yordamida olingan hisob-kitoblarning navbatdagi versiyasi bilan taqqoslanadigan tezlashtirish (tezlashuv) qiymati ya'ni muammolarni hal qilish vaqtini skaler kompyuterda parallel algoritmni bajarish vaqtiga nisbati muammoning kompleks murakkabligini parametrlash uchun ishlatiladi. Masalan muammoni kiritish ma'lumotlari soni Muammoni echishda parallel algoritm bilan protsessorlardan foydalanishning samaradorligi (samaradorligi) nisbati bilan belgilanadi
|
34
|
Hisoblash tizimlarining Flin turlanishi.
|
Flinn turlanishi (klassifikatsiyasi) jarayoni oqim tushunchasiga asoslangan bo’lib, u protsessor tomonidan qayta ishlangan elementlar, buyruqlar yoki ma’lumotlar ketma-ketligi deb tushuniladi. Flinn turlanishi ikkita asosiy tushunchadan foydalanadi: buyruq oqimlari va ma’lumotlar oqimlari.
Buyruq oqimlari va ma’lumotlar oqimlari soniga qarab, Flinn to’rt xil arxitektura turlarini ajratib turadi: SISD, MISD, SIMD, MIMD.
SISD – bitta buyruq oqimi va bitta ma’lumot oqimi; Bu sinf klassik ketma-ket mashinalarni (Fon Neyman turidagi kompyuterlarni) o’z ichiga oladi;
SIMD – bitta buyruq oqimi va bir nechta ma’lumotlar oqimi; Ushbu turdagi arxitekturada, avvalgi sinfdan farqli o’laroq, vektor ko’rsatmalarini o’z ichiga olgan ko’rsatmalar oqimi saqlanadi;
MISD – bir nechta buyruqlar oqimi va bitta ma’lumotlar oqimi; MISD tuzilishi faqat nazariy jihatdan qiziqish uyg’otadi, chunki undan foydalanadigan biron bir tizim qurilmagan;
MIMD – bir nechta buyruqlar va bir nechta ma’lumotlar oqimi; Ushbu kompleksga birlashtirilgan parallel kompyuterdagi barcha protsessorlar turli xil ko’rsatmalarni bajarishi va bir vaqtning o’zida turli xil ma’lumotlarda ishlashi mumkin;
SPMD (Single Program Multiple Data) – bitta dastur oqimi va bir nechta ma’lumotlar oqimi bo’lgan tizimlar. Ushbu sinf tizimlarining barcha protsessorlarida faqat bitta dastur bajariladi va har bir protsessorda u turli xil ma’lumotlar bloklarini qayta ishlaydi.
MPMD (Multiple Programs, Multiple Data) – bir nechta dastur oqimi va bir nechta ma’lumotlar oqimi bo’lgan tizimlar. Ushbu sinf tizimlarining turli xil tugunlarida turli xil dasturlar ishlaydi, ular bir xil ma’lumotlar massivini har xil usulda qayta ishlaydi, aksariyat hollarda ular bir-biridan mustaqil ishlaydi, lekin vaqti-vaqti bilan keyingi bosqichga o’tish uchun ma’lumotlar almashinadi.
|
35
|
Hyper-threading texnologiyasi
|
Hyper-Threading texnologiyasi paydo bo'ldi Intel protsessorlari, aytish qo'rqinchli, 10 yildan ko'proq vaqt oldin. Va hozirda u Core protsessorlarining muhim elementi hisoblanadi. Biroq, o'yinlarda HT zarurligi haqidagi savol hali ham to'liq tushunilmagan. Biz geymerlarga Core i7 kerakmi yoki Core i5 bilan ishlash yaxshiroqmi, degan test o‘tkazishga qaror qildik. Shuningdek, Core i3 Pentium-dan qanchalik yaxshiroq ekanligini bilib oling. Intel tomonidan ishlab chiqilgan va faqat kompaniya protsessorlarida esda qolarli Pentium 4 dan boshlab qo‘llaniladigan Hyper-Threading texnologiyasi endi odatiy holdir. U hozirgi va oldingi avlodlarning ko'plab protsessorlari bilan jihozlangan. Bundan tashqari, yaqin kelajakda foydalaniladi.
Va shuni tan olish kerakki, Hyper-Threading texnologiyasi foydali va ishlashga ijobiy ta'sir ko'rsatadi, aks holda Intel o'z protsessorlarini chiziq ichida joylashtirish uchun undan foydalanmaydi. Va kichik element sifatida emas, balki eng muhimlaridan biri, eng muhimi.
|
36
|
Umumiy, taqsimlangan va aralash xotirali arxitekturalar.
|
Umumiy, taqsimlangan (von Neumann) va aralash xotirali arxitekturalar kompyuterlarning ma'lumotlarni saqlash va ishlash usullarini ifodalaydigan ikki asosiy turdadir.
Taqsimlangan (von Neumann) arxitektura: Bu arxitekturada ma'lumotlar va instruksiyalar bir vaqtda bir qator orqali kompyuterga kelayotgan taqsimlangan (yani har bir marta bir instruksiya bajarish uchun kompyuter tomonidan yangi ma'lumot yuklab olishi lozim) kanallar orqali keladi. Bu arxitekturada ma'lumotlar va instruksiyalar bir xotiradan o'qiladi va yoziladi. Taqsimlangan arxitektura har bir instruksiyani tartiblangan tartibda bajaradi va instruksiyalar orqali ma'lumotlar hisoblanadi.
Aralash xotirali arxitektura: Bu arxitekturada ma'lumotlar va instruksiyalarning saqlanish joylari ajratilgan bo'lib, ular alohida xotiralar (xotira banklari)da saqlanadi. Bunda ma'lumotlar va instruksiyalar avval o'qiladi va keyin bajariladi. Bu arxitekturada ma'lumotlar va instruksiyalar yagona kanal orqali kirib-chiqadi va har bir instruksiya bajarilgandan so'ng natijalar ma'lumotlar xotirasiga yoziladi.
Arxitekturalarning o'zaro farqlari va foydalanish sohasi:
Taqsimlangan arxitekturaga misol, klassik kompyuterlarning ko'p ahamiyatga ega. Bu arxitekturaga ega kompyuterlar sequyential bo'lib ishlaydi, ya'ni instruksiyalar o'qilishi va bajarilishi tartib bilan amalga oshiriladi. Bu arxitektura yaxshi bilan faollashtirilgan ko'p qatlamli ishlar uchun mos keladi.
Aralash xotirali arxitektura esa, istalgan tarmoqqa muvaffaqiyatli to'g'ri keladi. Bu arxitekturaga misol, grafik ishlovchilar (GPU) yoki tensor ishlovchilar (TPU) kabi maxsus uchun ishlab chiqilgan tizimlar berilishi mumkin. Ushbu arxitektura, keng parallel ishlash uchun ma'lumotlarni bir xotiradan boshqasiga ko'chirish imkonini beradi.
Shuningdek, aralash xotirali arxitekturalar, istalgan ma'lumotlarni istalgan vaqtda paralel ravishda ishlash imkonini beradi. Bu, iste'molchilarga tezlik, samaradorlik va kuchli hisoblash imkoniyatlarini taklif etadi. Taqsimlangan arxitekturaga qaraganda, aralash xotirali arxitekturaga ega kompyuterlarning parallel ishlash, sifatli tarmoqlanish va intensiv hisoblash uchun yaxshi muvaffaqiyat ko'rsatishi mumkin.
|
37
|
Multitasking va ko‘p oqimli tizimlar
|
|
|