MONIPROSESSOINTI: MISTÄ SE KOOSTUU, TYYPIT, VAATIMUKSET, EDUT - TEKNIIKKA - 2026

Tietokoneeseen sovellettu moniprosessointi on tietokoneen toimintamuoto, jossa se on fyysisesti useampi kuin yksi prosessori. Tavoitteena on olla halukas ajamaan ohjelman eri osia samanaikaisesti.

Nämä useat keskusyksiköt (CPU) ovat läheisessä viestinnässä, jakaen väylän, muistin ja muut tietokoneen oheislaitteet. Koska useita prosessoreita on saatavana, useita prosesseja voidaan suorittaa samanaikaisesti.

Lähde: Khazadum

Moniprosessointi viittaa enemmän CPU-yksiköiden määrään kuin samanaikaisesti toimivien prosessien määrään. Jos laitteisto tarjoaa useita prosessoreita, se on moniprosessointi. Se on järjestelmän kyky valjastaa useiden prosessorien laskentateho.

Moniprosessointijärjestelmä on erittäin hyödyllinen, kun haluat olla riittävällä nopeudella suuren tietosarjan käsittelemiseksi. Näitä järjestelmiä käytetään enimmäkseen sovelluksissa, kuten sääennuste, satelliittihallinta jne.

Tämän tyyppinen moniprosessointijärjestelmä ilmestyi ensin suurissa tietokoneissa tai suurissa tietokoneissa, ennen kuin alensi kustannuksiaan varmistaakseen sen sisällyttämisen henkilökohtaisiin tietokoneisiin.

Mikä on moniprosessointi?

Moniprosessointijärjestelmän tuella useita prosesseja voidaan suorittaa samanaikaisesti.

Oletetaan, että prosessit Pr1, Pr2, Pr3 ja Pr4 odottavat suorittamista. Yhdessä prosessorijärjestelmässä yksi prosessi suoritetaan ensin, sitten seuraava, sitten toinen ja niin edelleen.

Moniprosessoinnilla jokainen prosessi voidaan kuitenkin asettaa tietylle CPU: lle prosessointia varten.

Jos kyseessä on kaksisydämeinen prosessori, jossa on kaksi prosessoria, kaksi prosessia voidaan suorittaa samanaikaisesti, joten nämä ovat kaksinkertaisen nopeita. Samoin neliydinprosessori on neljä kertaa nopeampi kuin yksi suoritin.

Koska kukin prosessori on osoittanut tietyn toiminnon, he pystyvät suorittamaan työnsä, toimittamaan käskyjoukon seuraavalle prosessorille ja aloittamaan uuden käskyjoukon työskentelyn.

Esimerkiksi suurempi prosessori voisi käyttää "orja" -prosessoreita suorittamaan erilaisia ​​puhdistustehtäviä, kuten muistinhallintaa.

Samoin erilaisia ​​prosessoreita voidaan käyttää tietoliikenteen, muistin tallennuksen tai aritmeettisten toimintojen hallintaan.

Ero moniprosessoinnin ja moniohjelmoinnin välillä

Järjestelmä on moniprosessoiva sillä, että fyysisesti on enemmän kuin yksi prosessori, ja se voi olla moniohjelmoitu, kun sillä on useita prosesseja käynnissä samanaikaisesti.

Siksi ero moniprosessoinnin ja moniprosessoinnin välillä on se, että moniprosessointi ajaa useita prosesseja samanaikaisesti useilla prosessoreilla, kun taas moniprosessointi pitää useita ohjelmia päämuistissa ja ajaa niitä samanaikaisesti yhden CPU: n kautta.

Toisin sanoen moniprosessointi tapahtuu rinnakkaisprosessoinnin kautta, kun taas moniohjelmointi tapahtuu, kun yksi CPU vaihtaa prosessista toiseen.

vaatimukset

Jotta moniprosessointijärjestelmää voidaan käyttää tehokkaasti, tietokonejärjestelmässä on oltava seuraavat:

Suorittimen tuki

Sinulla on oltava joukko prosessoreita, joilla on mahdollisuus käyttää niitä moniprosessointijärjestelmässä.

Emolevyn kiinnike

Emolevy, joka pystyy sisältämään ja käsittelemään useita prosessoreita. Tämä tarkoittaa lisäpistorasioita tai -paikkoja lisättyjä siruja varten.

Käyttöjärjestelmän tuki

Koko moniprosessointitehtävää hallinnoi käyttöjärjestelmä, joka määrittelee järjestelmän eri prosessorien suoritettavat eri tehtävät.

Moniprosessoinnissa käytettävien sovellusten sanotaan olevan ommeltuja, mikä tarkoittaa, että ne on jaettu pienempiin rutiineihin, joita voidaan ajaa itsenäisesti.

Tämän ansiosta käyttöjärjestelmä voi antaa näiden ketjujen toimia useammalla kuin yhdellä prosessorilla samanaikaisesti, mikä johtaa moniprosessointiin ja parempaan suorituskykyyn.

Moniprosessointityypit

Symmetrinen moniprosessointi

Tämän tyyppisessä moniprosessoinnissa kaikilla prosessoreilla on keskinäinen suhde samalla tasa-arvoisella tasolla, ts. Niiden välillä ei ole isäntä-orja-suhdetta.

Kaikki prosessorit kommunikoivat keskenään, koska kukin sisältää kopion samasta käyttöjärjestelmästä.

Esimerkki symmetrisestä moniprosessointijärjestelmästä on Unixin Encore-versio Multimax-tietokoneelle.

Epäsymmetrinen moniprosessointi

Tämän tyyppisessä moniprosessoinnissa on isäntäprosessori, joka antaa ohjeet kaikille muille prosessoreille ja antaa jokaiselle aiemmin määritellyn tehtävän. Tämä on edullisin vaihtoehto ylläpitää isäntä-orja-suhdetta prosessorien välillä.

Tämäntyyppinen moniprosessointi oli olemassa vain kunnes symmetriset moniprosessorit otettiin käyttöön.

Etu

Suurempi tuottavuus

Moniprosessoinnilla saat enemmän tehtäviä loppuun paljon lyhyemmässä ajassa.

Jos useat prosessorit toimivat yhdessä, järjestelmän suorituskyky kasvaa lisäämällä aikayksikössä suoritettujen prosessien lukumäärää.

Suurempi luotettavuus

Kun prosessori epäonnistuu, moniprosessointi osoittautuu luotettavammaksi, koska tässä tilanteessa järjestelmä hidastuu, mutta se ei kaatu. Tämä kyky jatkaa työskentelyä epäonnistumisesta huolimatta tunnetaan sulavana hajoamisena.

Esimerkiksi, jos yksi prosessori epäonnistuu yhteensä viidestä, työ ei epäonnistu, mutta loput neljä prosessoria jakavat epäonnistuneen suorittimen työn. Siksi järjestelmä toimii 20% hitaammin sen sijaan, että kaatuu kokonaan.

Säästää rahaa

Nämä järjestelmät voivat säästää rahaa pitkällä aikavälillä yhden prosessorin järjestelmissä, koska prosessorit voivat jakaa virtalähteitä, oheislaitteita ja muita laitteita.

Jos tietoja jakaa useita prosesseja, on parempi ohjelmoida ne moniprosessoivissa järjestelmissä tiedon jakamiseksi sen sijaan, että eri tietokonejärjestelmissä olisi useita kopioita kyseisestä tiedosta.

haitat

Korkeammat hankintakustannukset

Vaikka moniprosessointijärjestelmät ovat pitkällä aikavälillä halvempia kuin useiden tietokonejärjestelmien käyttö, ne ovat silti melko kalliita.

Yksinkertaisen järjestelmän, jossa on yksi prosessori, ostaminen on paljon halvempaa kuin moniprosessorijärjestelmä.

Monimutkainen käyttöjärjestelmä

Moniprosessoivissa järjestelmissä vaaditaan monimutkaisempi käyttöjärjestelmä.

Tämä johtuu siitä, että sillä on useita prosessoreita, jotka jakavat muistia, laitteita jne. resurssien jakaminen prosesseihin on monimutkaisempaa kuin jos prosessoreita olisi vain yksi.

Tarvitaan paljon muistia

Kaikki moniprosessointijärjestelmän prosessorit jakavat päämuistin. Siksi tarvitaan paljon suurempi muistivarasto verrattuna yksittäisiin prosessorijärjestelmiin.

Viitteet

1. Dinesh Thakur (2019). Määritelmä Monen prosessorin käyttöjärjestelmä. Tietotietokoneen muistiinpanot: ecomputernotes.com.
2. Tutorials Point (2019). Ero monitasoisen, monisäikeisen ja moniprosessoinnin välillä. Kuvannut: tutorialspoint.dev.
3. Encyclopaedia Britannica (2019). Moniprosessointi. Otettu: britannica.com.
4. Techopedia (2019). Multiprocessor. Kuvannut: roofpedia.com.
5. Kristi Castro (2018). Moniprosessorijärjestelmät. Oppaat kohta. Otettu: tutorialspoint.com.