ІСлозіі коммутаторы. Қурама коммутатордыц мысалы ретіиде Клоза коммутаторын қарастырамыз. Коммутатор коммугацияныц үш децгепінен тү.рады - кіріс, аралыктпығыс.Клоза бірдей кіріс пен шыгыс л = in [4] I санына не жэне т кіріс 1 [5] 1 қарапайым (жай) коммутатордан, т шыгыс коммутаторынан жэне і аралықпен т [6] т жай коммутатордан ■ гурады.
Клоза коммутаторында жай коммутаторларды жалгастыру келесмі тэртіп бойынша орыпдалады.(4суретті кара).
• к-ніі коммутатор шығысы ku і-ші коммутатор кірісімен klt жалгастырадьт.
» к-ini коммутатор кірісі ки./-ші коммутатор шыгысымеи к21 Ясалгастырылады.
Клоза коммутаторында жай коммутаторлардың жалпы саны 2ш +1 - тең. Клоза коммутаторы блокталатыи коммуникациялык желі болып табылады. Бул жерде кіріс қандай да бір жай коммутатордыц бос болмауы себебіиеи жалгау болдырмау пайда болады.
4-cypem. Клоза коммупшторының мысалы (басқару беягіяері көрсетілгеп). in = 3,/ = 4. К-жай коммутатор.
Коммутатор Омега, я = 8 КІРІСІ бар жэне дэл соидай шыгысы бар үш деңгейяі Омега коммутатордыц мысалы 5 сурепе корсетілген. Коммутатор 12 жай 2[7]2 коммутатордан
түрады. Жалпы жагдайда в кіріс в шыгыс эр децгейде ^ коммутация денгейлі 2[8]2 жай
коммутатордан log, л қажет етеді. Осылайша, омега - коммутатор —log, л «/Г жай
Үшідая' денгей |
Еірінші денгей |
коммутаторды талап етеді, мүндагы пг - аналопы координаты коммутатордагы жай коммутаторлардын саны.
.000 •001 |
J A'u |
Екінші денгей
_J -'-'jj I
I_ I г- |
—.... 010 r ■ -У..!. 01 1 |
1 -л
1q0 Шигыпці |
511 —«V
Юрістор
100-.J);U".; ■
101-Л-4[9]и
.5 -сурет. Омега — коммутатор мысалы.
Омега - коммутатордагы жай коммутаторларды жалгастыру схемасы идеалды шашырату (топтастыру) деп аталады.
PI 1-------. Р5 |
|
I-сурет. Коммуникациялык, желі графыиыц мысылы. Тортбурыиипар процессорны сурсіптейді. Коммуникациялык желіпің лаіеиттілігінде программалардаи жэие аппаратардаи қүралатын коммуникациялык желініц толық латенттілігі дегеп үгым колданылады. Латентгік хаггарда желі бойынша максималды жылдамдыкгың берілуі мүмкін емес екендігін аныктайды. Сонымсн ішгар хаттардагы мэліметтердің үзын немесе кысқа берілу жылдамдығы ретімен ерекшеленуі мүмкін. Осыдап кажеіті практикгшык корыгынды шыгады, ягни параллсльді алгорн'мдермеи реляциялық программаньщ оңделуі кезінде берілетін мэліметгердің жалпы келеміи ғана кыскартпай, сонымен катар "кысқа"молімепердің де берілу санын кысқарту қажет.Вүл жолдардыц жетістігінің бірі мэліметтсрді ірі мәлімсттер блок гарына біріктіру. Коммуникациялык желініц толык оту мүмкіпділігі ол колданбалык "корсегкінГ" яғни эртүрлі кызмстгік акпаратіардың берілуі арқасында нрограммалык камтамамеи томендетіледі.Мысалы.еске түсірген SCI коммуникациялык технологияс анпараггық децгейге жуық молшерде 400 Мбайт/сек ииіатк отімділіккс ие болады. Ал, пакты онімиің мүмкіншілігі МР1- қолданбасыныц деңгейіиде жуық молшерде 80 мбайт/сек жетеді.(2.7болім)(32разрядтагы ЗЗмГерц жиілігіндегі РСІ шииасын гүіііндейтіи процессорда колданатын болса). Жсдел жадысы Пар айырбас процессордыц жылдамдыгы 3 Гбайт/сек немесе одан жогары болуы мүмкін. Кез келгеи коммуникациялык технология үшін келесі баға мыиаидай орын алады: мэліметтсрді жіберу жылдамдыгы нақты есептегенде 20-40 пайыздаи жогары болмауы керек. Отім.ділік желісінің мүмкіншіліктерін келесі түрмен айыруға болады: • "пүкте-нүкте" отімділігініц мүмкінпйлігі (uni directional bandwidth); |
Омега -- коммутатор кірісіие келіп түсетін мэліметтер, талап етілетін шыгыстың екілік номерімея жуықталады.
Коммутация ережесі: егер еэйкес келетін разряд шыгыс номері "О" болса, онда К коммутатор кірісті үстіңгі шыгыспен жалгастырады, ал егер "1" болса- төменгі шыгыспен.
Омега - коммутатордагы жай коммутаторлардыц ауыстырып косу лоппсасын келесі мысалда түсіидіреміз. Мысал 1.
011 кіріске шыгыеы ПО жалгастыру қажет деп үйгарайық. Онда Кы коммутатор біріпші шыгыс разряды иомерін талдайды. Ол "1"тец, сондықтаи коммутатор А"м кіріс 011-ді озінің томенгі шығысымен, яғии К коммутаторымеи жалгасгьырады.
Дэл сол сиякты, екіиші разрядты талап етілетін кіріс номерін талдау негізінде коммутатор k2A озіпіц кірісіп взівія тамеягі шыгысымен ятни к2_, коммутаторымен жалгаетырады.
Акырында, уніінші (кішкептай) разрядты талдау негізінде /с, 4 коммутатор ззіігіц кірісіи азініц устіцгі гныгысымеи жалгастырады.
Омега ••• коммутатор блокталатып - коммутацнялык. желі болып табылады.
Коммуііикацялык желініц негізгі сяпаттамалары. Туйін аральгқ байлаиыс графыныв. параметрлері. Коммуникациялык желіяіц туиіа аралык аршошшгктығы дегеніміз, коммупикг.цнялық желі графындагы туйіндер арасында төте жолды күрайтьгн қабыргалар санын айтамыз. Мысалы, р, рь процессорларының арасындагы екеуіне тең(1 -сурет).
Коммуникациялык желіиіц диаметрі дегеиіміз d, осы желідегі екі ерікті түйіидердіц арасындагы максималды кашықтықты айтамыз. Мысалы, 1 -суретте көрсстілген желі диаметрі Зкетец.
Коммуникациялык яселінің орташа диаметрі деп - осы желідегі екі түйіпиіц арасындагы орташа аракашыктыкты айтамыз.
Коммуникациялык желініц диаметр) мен орташа коммуникациялык лселі диаметрін азайту, тразитті мэліметті айырбастау сапының азайтуыіга байланысты.
Коммуинкацнялык желіиіц технологиясыиыц негізі болып, коммуникациялык желінің байланысы анықталган. Желініц байланысуын процессорлар желісініц арасындагы маліметтерді жіберетія артүрді марніруттар саиына байланысты негізделеді.
Саидык байланыстыц міиездемесі эртүрлі әдістемелсрмен аньпсталуы м.үмкін. Мысалы, екі баііланыспаган багыныцқы желілерді болу үшін ец аз мөлшердегі процессор аралық байланысты ошіріп қоядануға болады. Желініц байланысы 1- сурепе көрсетілген, бүл жерде 2-ге тен ал, екіншібагыггагы желіні қүру үшін, ец аз дегенде 2 байланысты ошіру қажет (мысалы, бірінші - багыпыцқы желі - процессор, екінші багыныцқы желі - процессорлар).
Коммуникациялык желііііц байланысы есептеуіш жүйеніц істен шыгу орігықтылыгып апыктаііды. Жогаргы байланыс желіге коп молшердсгі түйіндер мен олардыц арасындагы байланыс қатарынан шыгып кетпес үшін озініц функцНЯСЫЯ орыидауга комектеседі.
Өнімділік. Коммуникациялык желінің опімділігі кедесі нсгізгі анықгамалармен сипаггалады. Коммуникациялык, желініц латенттілігі желі каналы бойынша жіберілетін акпараггыц дайыидау уақыты; коммуникациялык желіпіц етімділігі - желі каналы бойынша акпараггыц жіберу жылдамдыгы пемесе бір уакыт аралыгындагы т^'йіндер арасында берілетін акпараттор саныя айтамыз.
Процессоры.
Масштабталулмқ. Коммупикациялық желінід топологиясының иегізгі қасиеті -есегггеуіш жүйесіиің маештабталулыгын камтамасыздандыру мүмкінпплп і болып табылады. "сызгыш", "саклна", "клика>'тоііологиясыпың желі типтерів қолданатьгн есептеуіш жүйелері жаксы масштабталады.Бул жерде жүйені тек бір гана процессормеи өсіруге болады. "Клика" тополопіялық желісікде ор процессор басқа процессормеи байланыс каналы арқылы байлаиысады. Сондықтаи да бір процессорды қосу үшін каналдар бпйланысыи қосуды да кажет етеді.
"Жазық екі өлшемді тор" топоногиясының желісін күру үпйн процессорлар кажет, ягни процессордыц сапын кебейту кваиттар мен процессорга гана байланысты.
4-ші дэріс Параллель эдістсрді оңдеу принциптері. Дэстүрленбегеи архитектураның параллельді жүйелері
Мәліметтер агьінының есептеу машипалары мен ассоднативтік есептеу машиналары
Мэліметтер агынынын есептеу машнналары. Басқару типі бойышпа параллельдік есептеу машииаларын багдарламалық-кисынды баск.арылатыи эдеттегі есептеу машиналарына жәие мялімештер агыныиың есептеу ліаитнапарыпа (Data Flow Machine) болуге болады. Қазіргі замангы есептеу жуйелеріпің копіпілігі багдарламалық-қисынды баскарылатыи жуйелер больш табылады.
Мэліметтер агыныпың машиналарында есептеулер, багдарламапыц кезекті комаидаларымен емес, қажетті мәлімеперді өңдеуге дайындықпеп ниициацияланады. Әрбір командапыц операндтары өндеуге дайындықтыц жалауларымеп - тегтермеп жабдықталады:
<КОП> <Нзтиже адресі> <Тегтер> <Операндтар>
Мүндагы КОП - операцияның коды. Операидтың дайындыгы туралы сэйкес тегтегі "1" жагданы хабарлайды, Егер операцияпың барлык тегтері "1" жагдайына келтірілмегеи болса, он да команда "күту" жағдайында болады. Барлық тегтер "1" жагдайыца келтірілген кезде, команда "орындалуга азір" жагдайыида болады. Әрбір тактте орындалуга дайын командаларды коммутатор процессорларгаүлестіреді (I- суреггі қараңыз).
Мүмкііідігіншс мундай эдіс параллелизмніц жогаргы дэрежесіне қол жеткізуге мумкіидік бсреді. Агыпдық маншпалардыц тиімділігі кобінесе, багдарламалаумен аныкталады. одан параллель жэне тәуелсіз операцнялардыц терминінде есепті калыптастыру талап етіледі.
Агыцдық машииаларды жасау кезіндегі негізгі мэселелердің бірі болып, циклдерді іске асыру мэселесі табылады. Бір-біріне арналган мәліметтерді дайындайтып екі цнклдлры бар мэліметтер агыныи карастырайық - 2 суретті карацыз, мундағы al - dl, а2 - tl2 -багдарламанын операторлары, ал жебелер мэліметтер агыныныц багытмн көрсетеді. Егер, мысалы, бірінші цикл, екінші цнклдагы а2 мэліметтсрді кажет ететн-bdl нуістесіие екінші рет келгсн болса, онда біріиші циклға оган қажетті а2 мәлімеггері ескіріп қалтаи жоқ па екепдігіи білуге, жэне олар жацаргашпа куте туру қажет емес пе екендігін білуге мүмкіпдік беретін механизм кажет. Будан басқа, келтірілген мысалдан корініп түргандай, циклдарды ииициализациялаудың арнайы механизмі болмаса, екі циклда да есептеулер бастала алмайды.
Мэлімеггер агыны архитектурасы бар ЕЭМ қазіргі кезде онеркэсіпте іпыгарылмайды. Екінші жагыиан, агындық машииалардыц элементтері қазіргі замангы суперскалярлық процессорларда (мысалы, Intel Pentium Pro, HP PA-8000 микропроцессорларыпда) жэпе командалық сездері үзақ процессорларда (VLIW) колданыс тапты.
,'...ГТИ
Комму гнтоп |
жады командасы
" г
/- сурет. Шяіжттер іиынының есептеу жүйесініц цүрылымы.
Агындык есептеу машиналарыньщ коптеген жобалары бедпш, мысалы, ragged loken жэне Monsoon (ЛҚШ); Sigma, EMS жэне EMC-4 (Жапония) машиналары жэие т.б. Ресеиде соидай-ак агындык есептеу саласында жұмыстар жүрпзілуде
I 4
Ь2 4 o2 4 i ' * 62 |
i }
i Ы I I
4 5 *
dl
2-cypem. Өзара зрекеттесуші цикларОы бар мәпшеттер агыны.
Ассоішаіивтік есептеу машнналары. Есептеу машииаларын есептеу есептерін шешу үшін емес. мэліметгерді сақтау, іздеу жэне өзгерту үшін пайдалаиу барган сайын кобсйіп келеді. Мэліметтерді адрсстік өңдеуіе багытіадган есептеу машиналарыньщ эдеттсгі архитскгуралары мұлдай ссептерді шсшу үшін бейімділігі аз болып шықты. Мысалы, мал і меггер базасына типтік сүрапысты карастырайык
SELECT атауы FROM қызметкерлер WHERE жасы < 30 AND жалақысы > 10000.
Мүида кызметкерлердіц аттары мәлімеггер базасыпан адрссі бойынша емес, "жасы" жэне "жалақысы" орістеріиің мазмүпы бойынша тацдалады. Адрестеудіц м.ундай тэсілі асащиатіютік адрестеу ден аталады.
Әдеттегі архитектурасы бар қазіргі замангы компыогерлердс, ассоцпатнвтік адрсстеу, негізінде, ассоцнативтік суранысты сэйкес адреске аударуга ариалган арнаны КССТС жасау жолымеи омуляцияланады.
Ассоіінатнстік есептеу машчііаларында ассоциатистік адрсстсу ассоцнативтік сактау күрылгысының (АСҚ) көмегімен іске асырылады - 3 суретгі қарацыз, мупдагы РгАІІ -ассоциативтік белгілер регистрі; РгМ - маска регистр»; РгИА - адрес ицдикаторларыныц
|
| 7"j |
I-—> | |
і--- 1» | 3J |
1 * |
|
• | ■* |
я | и |
| *-1 |
регистрі. ЛСҚ-дн бар болуы жопе функциялары АСҚ-u пайдалапу тэсілімен анықталатын баСКЯ да імемепттер болуы мүмкіп.
РіЯА |
ч і»-:уЯШЫҚІ
сақгау массмві
3-сурет. Ассоцшттвтік саңтау қурыдшсының қурыяымы. Ассоцпативтік сақтау іеурылгысынан ақпаратты тацдап алу келесі сұлба бойынша жүргізіледі (слқтау массивінің үяшыктарының разрялтылығы m-re тец жэне бастапқы жагднііда адрес индикаторыньщ регистрінің барлық разрядтары "I" мэніне ие деп кабылдпнгап).
1. Каскару күрылгысынаи ассоциатипті белгілер регислріне 1 ден m ге дейінгі разрядтары барбастлпқы ақпаратгыцбштарлы векторы беріледі.
2. Ртер акпаратты тащіау үшін барлық белгілер векторы қолданылуы керек болса, онда ол өтгеріссіз салыстыру сулбасына түседі; кері жагдайда 5үл вектордың керексіз разрядтары мисхілер регистрі комегімеп маскілеиеді. Салыстыру оулбасына маскіленген белгілер векторы түседі дсп айтатын боламыз.
3. Сактаушы массшггіц барлық үяпіықтарыиьні біріпші разрядыиыц ішіндегісімен маскіленгев белгілер векторыныц бірінпіі разрядының ішіидегісі салыстырылады. Егер і немірлі уятгықтың бірінші разрядыиың іпііндегісі ассоциативті белгілер регистрінің бірінші разркдының ішіидегісімеи беттеспесе, оида бүл үяшыққа сэіікес келетін Т| адресіиіи ннднкаторлар рсгистрінің разряды «0» жагдайыпа койылады.
4. Осыламша сақтайтыи массіттің барлық уяшықтарыныц екінші разрядын аесоциативті белгілер регистрінің екінші разрядыпыц інйндегісімен салыстыру жасалады. Және т.б. барлык разрядтар бітпейінше. Нэтижесінде адрестер индикаторыпың регистрінде «I» жагдайында маскілеяген белгілер векторында жазылғанмен беттесетіп ақпараты бар сақтайтын массивтіц ұяшыктпрына сәйкес келетіл разрядтар калады.
5. Алынған ұяшыктарындагы аппарат басқару қүрыліысымеп апықталатыи кейбір тізбекке окылады.
Сақтяушы масснпке жаңа акпаратты жазу үяшықтыц нөмірін корсетусіз жасалады. Ол үшін жогарыда қарастырылган сүдба бойынша бос.уяшьпстарды іздеуді іске асыруга мүмкіндік беретін эрбір ұяшыктыц разрядтарынын бірі опыц бос еместігіи корсету үшін
........ т| | Мастер-процессоры .... -........ • l | ||
|
| п | | БаҒынҒан |
| j і j * * * | гя | , процессорлар |
Q | & |
|
]-сурет. Деректердің пираюіепъдігі иегШнде параяяельдеу. Qo -пегізгі программа. О,, if -бірдеіі баяыияан программатор.
Деректер бойынша параллельдеу процесіи деректер бойынша декомпозияпнялау (бошпектеу) деп аталады. Деректер бойынша декомпозицнялауга бір оцай мысал келтірейік.
NlIMD-ecerrrey жүйесінде -'^процессорны 0**0 екі - А, В вектордыц косуып орындау
кажет болсын жэне v* ') С вектор алуымыз керек. Сонда деректер бойынша декомпозиция
}t
қорытьшдылаіггыя А, В вектордыц соях ее N элемеіггтерін есептеу жэне *Ь 2>--> 1 If
О О Q-lt
процессорларда орывдалатыв 1' 2' ' ~-Ы-процесс! бойынша С вектор элемеяттерін бөлуден тұрады.
Байқайық, деректер параллелі.дігіне иелснетіи еселггер болады, ягин багыкышты процесстермеп деректер бөлінбейді, багынышты процессорлардыц өзімен орындалады (мысалы, кездейсок генератсрлар санып қолданады) иемесе сыртқы курылгылардан солардың өзімеп енгізіледі.
Дереістер бойыиша деком позиция.тау статнкалык жэне дниамикалык болып екіге болінеді. Статикалмк декомпозиция кезінде эрбір процесскс алдын-аяа деректер үлесі тагайыидшіады. Ал динамикалық декомпозиция кезіпде басты процесс есеп шыгару барысыңда деректер блоктарын төменде беггілгев босауларына сэйкес бопіп отырады.
Функционал ьдык параллелддік. Функциопальдык параллельдік деп - б.үп функционалдык белтілері бойынша операторлар тобыныц параллельдігіи айтамыз. Мүлдай параллельдік түріи функционалдык декомпозициялау деп атанмыз. Функционалдык дскомпозияцнялауга қарапайым мысал ретіиде есеп шыгарудыц келесілерге болінуіи айтуга болады, олар: алташқы деректерді енгізу, өңдеу, корытынды шыгару, қорытындыларды коркекілеу. Яғнн эрбір берілгеі; есептер деректер параллелдігі болады. Функционалдык декомпозицияга тағы бір мысал келтірейік. Тікүшактыц математикамық моделіп есептеу атмосфера моделіпе, тікүшақ фузиляжіне, оның сол канатына, оц қанатына жэпе т.о. ссевтеріне боліп тастауга болады.
Келесі жағдайды есксру қаясет. Функционалдык декомпозиция кезінде есеп шыгаруғя араалған процессорлардыц саны оиыц ішкі есептер санымен аныкталуы мүмкіп. Ь'ул жуықтықта есепті піыгаруды тсздету мақсатымен процессорлар санын улкейту қмыига түседі. Шыпында, функционалдык, параллельдікті қолданатын программа масштабталган болып саналмайды.
Тағы бір мәселені байқаи отейік, есептің функционалдык декомпознциясы түракты емес жүйелерді қуру кезінде орындалады.
Үлкеи кызыгугаыльгқты көбіне берілген болімде кдрвстырыаатын маспітабталгап алгоритмдерді корсетеді.
Геометряилыц параллельдік. Геометрия лық параллельдіх квбінесе физикатле ссеіггсрді шыгаруда кездеседі. Олар жеке теңдсулердегі днфферепциалды іецдіктермен беііпелеиеді (біріщай ортадагы механика есептері жэне т.б.). Пүпдай есептер турлі
тэсілдермеи исмесс соңғы элемент тэсілдерімен шығарылады. Осы ессптерді дискретгі аиалогтары желі туйіндерінін араеында покальді шектелген өзаракелісімдігі болады. Олар шыгару аумағью жабады, яғни ішкі аумақтарга есеп шыгару аумағыи боледі жэне жеке процессорға әрбір ішісі аумакта шыгаруга мүмкіядік береді. (оур. 2 қара).
Геометриялық параллельдік негізіпде параллельдеу есеіггеу аумагьшың декомпозициясы дсп атапады. Есептеу аумагынын декомпозияциясы ірітүйіршікті алгорихмдерді жэне нрограммалирды алу негізгі тәсілдеріиіц бірі болып табылады.
Есептеу жуиөсі
Есептеу аунаҒы Q
қолданылады. Әдетте ассоциативті сақтаушы кұрылгылар ассоциативтіден басқа мэліметтерді тура адрестсу болатындай етіп тс қурылады.
Ассоциативті сақтаушы қү.рылгыиың жұмысьш суреттейтів сүлбадаи сактаушы массивтегі акпаратты іздеу уақыты тек' қана маскілеген белгілер векторына разрядтар сапынан байланысгы, бірақ сактаушы массивтің ұяшықтарыньгң еапыиал байланысты емес екендігі көрінеді. Осы жагдаймен ассоциативті сақтаушы қүрылгыныц адресті сактаушы кү.рылгылардьщ алдындағы маңызды архықгаылығы анықгалады (ейткеиі адресті сактаушы кұрылгыларда іздеу операциясы кезіпде сақгаушы массивтіц барлық үяшықтарын тацдву керекгігі болуы мүмкін).
Курстың иэиі түргысынан қараганда ассоциа гавті сактаушы кү-рылгыиыц негІЗГІ артықшылыгы бул ісү.рылгыішц көмегімеи параллельді овделе алатын ұқсас ақпараі ГШ біриеше параллельді агьшдары тсз жәие каралаиым қалыптасады. Атаіі айтқанда осы жаі дай ассоциативті сактаушы кдаылғылар негізіиде SJMD-жүйелер класына жататыи ассоциативті есептеу машиналарын қүруға мүмкіндік береді. Бұл машиналарда әртүрлі ороцессорлар керсетілген ақпарат агындарын параллельді овдейді.
Аесоциативтік есептеу машииаларының тобыныц сң керікті окіді больш STARAN жүйесі (АҚШ) табылады. Жоғарыда қарастырьшган ассоциагивтік жадының сұлбасышш айырмашылыгы, STARAN ассоциативтік жадысы кополшсмді рүксаіы бар ассоңиатіттік жады болыи табылады, ягші оған разряд бойынша да, сөз бойынша да сұраныс жасауға бодады. Жадының әрбір сезіне жүйеде процессорлық элемент сай келеді.
2-сурет. Hi. i[I.N] ішкі аумшындаеы Q есептеу аумашның декомпозиция негіэінде пароме /(.')<:.•
ІТараллельдіктен геометримлық парадлельдіктіц айырмашылыгы, эрбір ішкі облысыныц ендслуі капғандарымеи тэуелділікте болады. (Оеы ееептерді арасындағы дсректердің алмасүын кажетстеді).
Есептеу аумағыньщ декомпозициясы эр программаыың есептеу қыиидығы шамасында бірдей шартында мағызды болады. Сонымен катар, есептеу аумагының декомпозициясының маиыздылығы үшін процессормен орындалатын программа, баска ироцессорларда орналасқан улкен смес көлемді деректерді қолдану қажет. Осы локальді деректср үлкеи емес колемді керші процессорларда орпаласқаны қажет. Бұидай қасиет алгоритмніц локальдігі деп аталады.
Статнкалық есептеу аумагывыв декомгюзициясын жэне дипамикалық есептеу аумагының декомпозияцнясын белуге болады. Егер есептеу процесіиде эрбір ішкі аумактагы есептіц шығару қиыпдыгы өнделсе, онда есептеу аумағьшың статикалық декомпозициясының маңыздылығы томеидеуі мүмкін. Осыпдай жағдайда есептеу аумагының динамикалыК декомпозияциясы есептеу процесінде ішкі аумақта, шекараларн ауыстырылып отырғаи кезде, макеатты болуы мүмкіп. Бұд жагдапдың орны болуы мүмкіи.
Аліоритмдік параллельдік. Алгорнтмдік параллельдік параллельді орыидалаып, берілген алгоритмде Ослгілеу жолымеи апыкталатын болса, оны параллельдік деп втайиыз. (еур. 3 кара). Алгоритмдік параллельдік ірі түйіршікті параллель алгоритмдер меи программаларды ете сярех шығарады.
Параллель алгоритмдердін синтсзі (параллельдеу) алгоритмдіх параллельдіктің негізіиде алгоритмдік декомпозиция дсп аталады. Алгорптмдік декомиозяцияны колдаиган жағдайда, цсептерді ірі және сирек бвйланыоахын бүлдқтарга белуге тырысу ксрек. Мұмкініышс параллель алгоритмдердің бүтақтарыида массивтерді бірыцгай болу қамтамасыз етілуі керек.
Алгоритмдік гшраллельдіктіц фу икцноиалдықтап айырмашылыгы, екіншісі фуикциональді жакьга операторлар алгоритмін косса, онда бірінгаіеі операторлардын функционал ьді жакындыгын қадагаламаііды.
5-ші дәріс. Параллельдік есептеу жуйелеріпе арііалпш алгоритмдер
Паряллельділік типтсрі жәиа параллельдік алгоритмдер сшггезініц эдістсрі
Есепті шығарудың үлкен көлемдегі тізбекті (дәстүрлі) тэсілдері мен алгоритмдері бедгілі. Б.үл алгоритм тәсілдерін «ыңғайлау» үшін олардыц параллель есептеу жүпесіпде іске асырады және паралсмьдеу (paralleling) деген аты болады. Бөяінгси жадыдагы есептеу жүйесі үшіи бүл есептің ерекше қиьшдығын белгілеп кетсшк.
Бірақ та, кебінесе параллельді алгоритмдерді мівдетті түрде ендеу жэие дәлелдеу керск. Осы есептерді шығару жаңа жәис тез дамыи келе жатқан есептеу мачематикасыяың саласы -иараллельді есептеу математикасы болып табылады. Лараллельді есегпеу математикасынын қорытындысы нақты есептерді шығаратыи эффектті лараллельді алгоритмдермеи коса, нейрожелілік алгорптмдердің үсыиушысы' болатын тольщ класты приіщшіиальді жаңа алгоритмдер болып табылады. Параллельді есептеу математиканьщ ең негізііі қорьггындьіларьгаың бірі, кептеген дэстүрлі кезекті алгоритмдердің эффектті аналоггы алгоритмдары жоқ фактті орггату.
Кезекті есептеу үшін ең жақсы есептеу алгоритмі бар, ол минимум арнфметикалык
операциялардан тұрады, әсіресе аукымды (басқа да тең жағдайлар кезінде). Дегенмен де,
□араллельді есептеулер ушіп мэліметтер мен басқару жағынап оператор аралық киьшдыктар
да мацызды болып табылады. Соидықтаи параллельді алгорвтмдерді өцдеу езскті міндет
болып табылады, ол параллельді есептеу жұйелердіц архптсктурасында эффектті бейпесі
болады. ".
Одан қоса осы алгоритмніц параллельді есептеу жүйесіиде іске асыру жэие есепті шешу кезінде параллельді алгоритмді табу ретінде, параллельдеуді қатал турде аиыкгаймыз. Айрықша атап өтсек, параллельдеудщ кезекті алгоритмінеи паралдельді алгоритмді алу шамалау маңызды емес. Яғки, біз «парішлелгідеу» деген терминді «параллельді алгоритм синтезІНІҢ» синоиимі ретіиде түсіпуімізі керск.
Алгоритм меи тәсіл дещейінде параллельдеудеп баска, математнкалық модель есебініц деңгейінде, сонымен катар колданылатмн алгорнтмді іске асыру программа децгеіііпде айтуга болады.
Сонымен, параллельдеуді коп вариаппармен кез кслген есепті шешу - бір маіемлі икалық модслые түрлі параллельді алгоритмдсрді құруга болады жэпе сол әрбір алгоритм үіліи - түрлі параллельді программалар күруга болады. Осы коп вариаііттылыкгмц нетҺІНЛе орталг.іқ мэселеиің бірі болып, берілгеи осындай жүйелердіц класстары үіпін жэнс параллельді есептеу жүнесі уитін алгоритмдердіц чффектілік моселесі багалы болып табылады.
Кеч келгсн алгоритмдердің СМИШЯ аныктаіітын екі мінездемесі болады: алгоритм киьшдығы (есептеуге ариалган қажСТТІ уақыт); саналган түрақтылық (пэтижедегі мәлімсттср жәие қоршау қатесіндегі қателерге дегеи аздаған сезімділік). Алгоритм саиалган түрақтм болып аталады. егер де қоршау қателері нэтиже молімсттершдсгі катслердеп басммды болса.
Дата добавления: 2015-09-30; просмотров: 74 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
