МУЛТИПРОЦЕСИРАНЕ: ОТ КАКВО СЕ СЪСТОИ, ВИДОВЕ, ИЗИСКВАНИЯ, ПРЕДИМСТВА - ТЕХНОЛОГИЯ - 2025

В многопроцесорна, приложена към компютъра, е форма на работа на компютър, на който е физически повече от един процесор. Целта е да сме готови да изпълняваме различни части от програмата едновременно.

Тези множество централни процесори (CPU) са в тясна комуникация, споделяйки шината, паметта и други периферни устройства на компютъра. Тъй като са налични множество процесори, множество процеси могат да се изпълняват едновременно.

Източник: Khazadum

Мултипроцесорът се отнася повече до броя на процесорните единици, а не до броя на процесите, работещи едновременно. Ако хардуерът предоставя повече от един процесор, тогава това е многопроцесова. Това е способността на системата да използва изчислителната мощност на множество процесори.

Многопроцесовата система е много полезна, когато искате да имате достатъчно висока скорост за обработка на голям набор от данни. Тези системи се използват най-вече в приложения като прогнозиране на времето, сателитно управление и др.

Този тип мултипроцесорна система за първи път се появи в големи компютри или мейнфрейми, преди да намали цената си, за да се гарантира включването й в личните компютри.

Какво е мултипроцесиране?

С поддръжката на многопроцесорна система могат да се извършват паралелно няколко процеса.

Да предположим, че процесите Pr1, Pr2, Pr3 и Pr4 чакат да бъдат изпълнени. В една процесорна система единият процес ще стартира първо, след това следващият, след това другият и т.н.

Въпреки това, с мултипроцесора всеки процес може да бъде настроен на определен процесор за обработка.

Ако става дума за двуядрен процесор, с два процесора, два процеса могат да бъдат изпълнени едновременно и по този начин те ще бъдат два пъти по-бързи. По същия начин, четириядрен процесор ще бъде четири пъти по-бърз от един процесор.

Тъй като определена функция е зададена да се изпълнява от всеки процесор, те ще могат да изпълняват работата си, да доставят набора от инструкции на следващия процесор и да започнат работа по нов набор от инструкции.

Например, по-голям процесор може да използва "подчинени" процесори за изпълнение на различни задачи за почистване, като например управление на паметта.

По подобен начин могат да се използват различни процесори за управление на комуникации с данни, съхранение на памет или аритметични функции.

Разлика между мултипроцесиране и мултипрограмиране

Системата е мултипроцесорна, като има повече от един процесор физически, и може да бъде мултипрограмиране, когато има множество процеси, които работят едновременно.

Следователно разликата между мултипроцесора и мултипроцесора е, че мултипроцесирането управлява множество процеси едновременно на множество процесори, докато многопроцесовото поддържа множество програми в основната памет и ги изпълнява едновременно през един процесор.

Тоест мултипроцесирането се осъществява чрез паралелна обработка, докато мултипрограмирането се случва, когато един процесор преминава от един процес в друг.

Изисквания

За да използва ефективно многопроцесовата система, компютърната система трябва да има следното:

Поддръжка на процесори

Трябва да имате набор от процесори, които имат възможност да ги използват в многопроцесорна система.

Конзола на дънната платка

Дънна платка, способна да съдържа и обработва множество процесори. Това означава допълнителни гнезда или слотове за добавени чипове.

Поддръжка на операционната система

Цялата мултипроцесова задача се управлява от операционната система, която възлага различните задачи, които да се изпълняват от различните процесори в системата.

Приложенията, предназначени да се използват в многопроцесорна обработка, се казва, че са зашити, което означава, че те са разделени на по-малки процедури, които могат да се изпълняват независимо.

Това позволява на операционната система да позволи на тези нишки да работят на повече от един процесор едновременно, което води до многопроцесова и по-добра производителност.

Видове мултипроцесори

Симетрична мултипроцесора

При този тип мултипроцесори всички процесори имат взаимна връзка на едно и също ниво на равенство, тоест между тях няма взаимоотношение главно-робско.

Всички процесори комуникират помежду си, тъй като всеки съдържа копие на една и съща операционна система.

Пример за симетричната многопроцесова система е Encore версията на Unix за компютъра Multimax.

Асиметрична мултипроцесора

В този тип мултипроцесори има главен процесор, който дава инструкции на всички останали процесори, като на всеки от тях се възлага предварително определена задача. Това е най-икономичният вариант, поддържане на връзката master-slave между процесорите.

Този тип мултипроцесори съществуват само докато не бъдат въведени симетрични мултипроцесори.

предимство

По-висока производителност

С мултипроцесирането ще имате повече задачи, изпълнени за много по-кратко време.

Ако няколко процесора работят заедно, производителността на системата се увеличава чрез увеличаване на броя на процесите, изпълнени за единица време.

По-висока надеждност

Когато един процесор не успее, многопроцесовото се оказва по-надеждно, тъй като в тази ситуация системата ще се забави, но няма да се срине. Тази способност да продължи да работи въпреки неуспех е известна като грациозна деградация.

Например, ако някой процесор не успее от общо пет, които има, тогава заданието няма да се провали, но останалите четири процесора ще споделят работата на неуспешния процесор. Следователно системата ще работи с 20% по-бавно, вместо да се срине напълно.

Спестяване на пари

Тези системи могат да генерират дългосрочни спестявания на пари от еднопроцесорни системи, защото процесорите могат да споделят източници на енергия, периферни устройства и други устройства.

Ако има множество процеси, които споделят данни, по-добре е да ги програмирате в многопроцесови системи, за да споделяте данните, а не да имате различни компютърни системи с множество копия на тези данни.

Недостатъци

По-високи разходи за покупка

Въпреки че многопроцесовите системи са по-евтини в дългосрочен план, отколкото използването на множество компютърни системи, те все още са доста скъпи.

Много по-евтино е да закупите проста система с един процесор, отколкото многопроцесорна система.

Сложна операционна система

Необходима е по-сложна операционна система в многопроцесовите системи.

Това е така, защото има множество процесори, които споделят памет, устройства и т.н. разпределението на ресурсите в процесите е по-сложно, отколкото ако имаше само един процесор.

Необходимо е голямо количество памет

Всички процесори в многопроцесовата система споделят основната памет. Следователно е необходим много по-голям пул памет в сравнение с еднопроцесорните системи.

Препратки

1. Динеш Тхакур (2019). Определение Многопроцесорна операционна система. Бележки за електронния компютър, взети от: ecomputernotes.com.
2. Точка за уроци (2019). Разлика между многозадачност, многопоточност и многопроцесност. Взета от: tutorialspoint.dev.
3. Енциклопедия Британика (2019). Многопроцесорна. Взета от: britannica.com.
4. Техопедия (2019). Мултипроцесор. Взета от: roofpedia.com.
5. Кристи Кастро (2018). Многопроцесорни системи. Учебни точки. Взета от: tutorialspoint.com.