Кўп процессорли ҳисоблаш тизимларида коммуникация схемаларининг характеристикаларини аниқлаш методлари | Статья в журнале «Техника. Технологии. Инженерия»

Автор:

Рубрика: Спецвыпуск

Опубликовано в Техника. Технологии. Инженерия №3 (5) июнь 2017 г.

Дата публикации: 14.07.2017

Статья просмотрена: 9 раз

Библиографическое описание:

Уразматов Т. К. Кўп процессорли ҳисоблаш тизимларида коммуникация схемаларининг характеристикаларини аниқлаш методлари // Техника. Технологии. Инженерия. — 2017. — №3.1. — С. 39-41. — URL https://moluch.ru/th/8/archive/62/2593/ (дата обращения: 19.08.2018).



Кўп процессорли ҳисоблаш тизимлар параллел ҳисобларни ташкил қилишда параллел бажариладиган жараёнларнинг ўзаро таъсири, синхронлаш ва бир-бирини чеклашини ташкил қилиш учун ҳисоблаш соҳасининг процессорлари ўртасида маълумотлар юборилишидан фойдаланилади. Алоқа линиялари бўйлаб маълумотларни юборишдаги вақтда ушланишлар сезиларли бўлиши мумкин (процессорларнинг тез ишлаши билан таққослаганда) ва бунинг натижасида алгоритмнинг коммуникацион мураккаблиги масалани ечишнинг параллел усулларини танлашга сезиларли таъсир кўрсатади.

Ҳисоблаш тизимининг процессорлари ўртасидаги коммутация линияларининг тузилиши (маълумотлар юбориш тармоғининг топологияси) қоидага кўра, эффектли техник амалга ошириш имкониятларини ҳисобга олган ҳолда аниқланади; тармоқ тузилишини танлашда энг кўп тарқалган ҳисоблаш вазифаларини параллел ечишда ахборот оқимларининг интенсивлигини таҳлил қилиш ҳам муҳим рол ўйнайди. Бундай топологиялар қаторига одатда процессорлар коммуникациясининг қуйидаги схемаларини киритишади (1-расм):

 тўлиқ граф (completely-connected graph or clique) – процессорларнинг ҳар қандай жуфти орасида тўғридан-тўғри алоқа линияси мавжуд бўлган тизим; натижа сифатида бу топология маълумотларни юборишда минимал сарфларни таъминлайди, лекин процессорларнинг катта сонида амалга оширилиши мураккаб ҳисобланади;

 чизиқли (linear array or farm) – ҳар бир процессор фақат икки қўшни процессорлар билан алоқа линиясига эга (олдинги ва кейинг) тизим; бундай схема бир томондан, амалга оширилиши осон ҳисобланади, бошқа томондан, кўпгина ҳисоблаш вазифаларини ечишда маълумотлар юбориш тузилишига мос келади (масалан, конвеери ҳисоблашларни амалга оширишда);

 ҳалқа (ring) – ушбу топология чизиқли процессорларнинг биринчи ва сўнги процессорларини улашдан ҳосил бўлади;

 юлдуз (star) – барча процессорлар қандайдир бошқарувчи процессор билан алоқа линиясига эга тизим; ушбу топология эффектли ҳисобланади, масалан, параллел ҳисоблашларнинг марказлашган схемаларини ташкил қилишда;

 панжара (mesh) – алоқа линияларининг графи тўғри бурчакли панжарани ҳосил қиладиган тизим (одатда икки ёки уч ўлчамли); бундай топология етарлича осон амалга оширилиши ва бундан ташқари, кўп сонли алгоритмларни параллел бажаришда эффектли ишлатилиши мумкин (масалан, хусусий ҳосилаларнинг дифференциал тенгламалари билан таърифланадиган, математик моделларни таҳлил қилиш методларини амалга оширишда);

 гиперкуб (hypercube) – ушбу топология панжара тузилишининг хусусий ҳолатини намоён этади, бунда панжаранинг ҳар бир ўлчамида фақат икки процессор бўлади (яъни гиперкуб N ўлчамда 2N процессорларга эга);

Масалани кўриб чиқишда маълумотларни юбориш линиясининг схемаси аппарат даражада амалга оширилиши мумкин, ёки мос келувчи дастурий таъминот ёрдамида мавжуд жисмоний топология асосида таъминланиши мумкинлигини ҳисобга олиш керак. Виртуал топологияларнинг киритилиши (дастурий-амалга ошириладиган) ишлаб чиқилаётган параллел дастурлар мобиллигига шароит яратади ва дастурлашга ҳаражатларни камайтиради.

Маълумотларнинг ўта катта ҳажмини визуал таҳлил қилиш тизими алоҳида узатгич ёки кесимлар билан чекланмасдан, компютерда моделлаштирилаётган жараённинг тўлиқ кўринишини кузатиш имконини беради. Бу тизимда олиб борилаётган жараённинг ривожланиш динамикасини кузатиш имконини беради, бу тадқиқотларнинг кўп босқичларида жуда муҳим. Юқоридагиларни инобатга олган ҳолда визуал таҳлил маълумотларни қайта ишлашда ўринли еканлигини кўришимиз мумкин (2-расм).

1-расм. Кўп процессорли ҳисоблаш тизимларининг топологияларига мисоллар

2-расм. Визуал кўриниш учун тўпланган маълумотлар устида ҳосил бўлган кетма-кетлик.

Хулоса. Ушбу мақола бўйича ишларнинг таҳлили сонли моделлаштириш пакетларининг ишлаб чиқилган параллел кўринишлари ва визуаллаштириш тизими илмий ва муҳандислик тадқиқотларини ўтказишни сезиларли даражада осонлаштириш ва тезлаштириш имконини беришини кўрсатади. Сонли моделлаштиришга асосланган ёндашув энг ахборотли, катта жамоалар ва алоҳида муҳандис ва олимлар учун фойдаланишга очиқ, турли маҳсулотларни ишлаб чиқиш, синовдан ўтказиш ва ишлаб чиқаришда тўғридан-тўғри иқтисодий эффект олиш имконини беради.

Фойдаланилган адабиётлар:

  1. Воеводин В.В., Воеводин Вл.В. Параллельные вычисления. – СПб: «БХВ-Петербург», 2012. – 608 б.
  2. Богачев К.Ю. Основы параллельного программирования. – М.: «БИНОМ. Лаборатория знаний», 2013. – 342 б.
  3. Малышкин В.Э. Основы параллельных вычислений: Учебное пособие. Часть 2. – Новосибирск: ЦИТ СГГА, 2012. – 264 с.
Основные термины (генерируются автоматически): топология.

Похожие статьи

Топология изменяемых размеров женской фигуры в динамике

Топология (от греческого topos — место и logos — учение) — часть геометрии, исследующая качественные свойства фигур, т. е. не зависящие от таких понятий, как длина, величина углов...

Исследование листа Мёбиуса с точки зрения математики

Ключевые слова: Топология, лист (лента) Мёбиуса. Как специалисту железнодорожного транспорта, так и специалисту в любой другой отрасли необходимо развивать такие качества...

Методика проектирования помехоустойчивых высокоскоростных...

Исходными данными для данного анализа является готовая топология и параметры линий передачи, рассчитанных ранее.

Эволюция локально-вычислительных сетей. Создание ЛВС на...

Данная топология предусматривает использование одного кабеля, к которому подключены все машины разворачиваемой сети.

Анализ особенностей типовых конструкций полевых транзисторов...

Keywords: field-effect transistor, topology, integrated structure.

Макарчук В. В. Проектирование топологии биполярного планарно-эпитаксиального транзистора — Москва, Изд-во МГТУ им.Н...

Свойства и характеристики Ad Hoc сетей | Статья в журнале...

Топология сети может временами непредсказуемо меняться по различным причинам: как из-за того, что работающие узлы мобильны, так и из того...

Выбор оптимальных топологий при разработке модульных...

При разработке преобразовательных устройств перед разработчиком встает ряд задач, помимо входящих в ТЗ, которые необходимо решить при выборе топологии преобразователя.

Топология сельских селитебных систем по отношению...

Экономические рубежи контрастности (административные границы, границы сельскохозяйственных зон, экономических районов, транспортные магистрали и др...

Проектирование участка сети с использованием технологии SDH

Рис. 1. Топология сети. Число каналов, соединяющих мультиплексоры, зависит от численности населения, проживающего в этих городах...

Исследование элементов троичной логики на примере троичного...

Представлена топология троичного инвертора в кристалле. Ключевые слова: троичная логика, КМОП, троичный инвертор, базовый логический элемент, топология.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Топология изменяемых размеров женской фигуры в динамике

Топология (от греческого topos — место и logos — учение) — часть геометрии, исследующая качественные свойства фигур, т. е. не зависящие от таких понятий, как длина, величина углов...

Исследование листа Мёбиуса с точки зрения математики

Ключевые слова: Топология, лист (лента) Мёбиуса. Как специалисту железнодорожного транспорта, так и специалисту в любой другой отрасли необходимо развивать такие качества...

Методика проектирования помехоустойчивых высокоскоростных...

Исходными данными для данного анализа является готовая топология и параметры линий передачи, рассчитанных ранее.

Эволюция локально-вычислительных сетей. Создание ЛВС на...

Данная топология предусматривает использование одного кабеля, к которому подключены все машины разворачиваемой сети.

Анализ особенностей типовых конструкций полевых транзисторов...

Keywords: field-effect transistor, topology, integrated structure.

Макарчук В. В. Проектирование топологии биполярного планарно-эпитаксиального транзистора — Москва, Изд-во МГТУ им.Н...

Свойства и характеристики Ad Hoc сетей | Статья в журнале...

Топология сети может временами непредсказуемо меняться по различным причинам: как из-за того, что работающие узлы мобильны, так и из того...

Выбор оптимальных топологий при разработке модульных...

При разработке преобразовательных устройств перед разработчиком встает ряд задач, помимо входящих в ТЗ, которые необходимо решить при выборе топологии преобразователя.

Топология сельских селитебных систем по отношению...

Экономические рубежи контрастности (административные границы, границы сельскохозяйственных зон, экономических районов, транспортные магистрали и др...

Проектирование участка сети с использованием технологии SDH

Рис. 1. Топология сети. Число каналов, соединяющих мультиплексоры, зависит от численности населения, проживающего в этих городах...

Исследование элементов троичной логики на примере троичного...

Представлена топология троичного инвертора в кристалле. Ключевые слова: троичная логика, КМОП, троичный инвертор, базовый логический элемент, топология.

Посетите сайты наших проектов

Задать вопрос