Määritelmä
Prosessorin johdonmukaisuus (Processor Consistenss) on muistin johdonmukaisuusmalli, mikä tarkoittaa, että moniprosessorissa useat prosessorit suorittavat samanaikaisesti kirjoitusoperaation suoritustuloksia ja yhden käsittelyn. prosessorin kirjoitustoiminto on sama, eli minkä tahansa suorituksen tulos on sama, aivan kuten kaikkien prosessorien toiminnot suoritetaan tietyssä järjestyksessä ja kunkin mikroprosessorin toiminnot suoritetaan sen ohjelman määrittelemässä järjestyksessä . Toisin sanoen kaikki prosessorit näkevät kaikki muutokset samassa järjestyksessä. Lukutoiminto ei ehkä pysty saamaan muiden prosessorien edellistä kirjoituspäivitystä samasta tiedosta ajoissa. Jokaisen prosessorin lukemien tietojen eri arvojen järjestys on kuitenkin sama. Prosessorin yhdenmukaisuus esiintyy yleensä rinnakkaiskäsittelyssä ja rinnakkaislaskennassa.
Muistin yhdenmukaisuusmalli
Johdonmukaisuusmalli on olennaisesti ohjelmiston ja muistin välinen sopimus. Jos ohjelmisto noudattaa sovittuja sääntöjä, muisti voi toimia normaalisti; muuten muisti ei voi taata toiminnan oikeellisuutta. Muistin yhtenäisyysmalli kuvaa muistitoimintojen oikeellisuutta ohjelman suorituksen aikana. Muistitoiminnot sisältävät luku- ja kirjoitustoiminnot. Kukin toiminto voidaan määrittää kahdella hetkellä: Invoke ja Response. Olettaen, että liukuhihnaa ei ole (eli käskyjen suorittaminen yhdessä prosessorissa suoritetaan peräkkäin), oletetaan, että järjestelmässä on yhteensä prosessoreita ja jokainen prosessori voi antaa
Rinnakkaiskäsittely ja rinnakkaislaskenta
Rinnakkaiskäsittely on laskentamenetelmä, joka voi suorittaa kahta tai useampaa prosessia samanaikaisesti tietokonejärjestelmässä. Rinnakkaiskäsittely voi käsitellä saman ohjelman eri puolia samanaikaisesti. Rinnakkaiskäsittelyn päätarkoitus on säästää aikaa suurten ja monimutkaisten ongelmien ratkaisemisessa. Jotta voit käyttää rinnakkaiskäsittelyä, sinun on ensin rinnastettava ohjelma eli allokoitava jokainen työn osa eri käsittelyprosesseille (säikeille). Rinnakkaiskäsittelyä ei voida toteuttaa automaattisesti toisiinsa liittyvien ongelmien vuoksi. Lisäksi rinnakkaisuus ei voi taata kiihtyvyyttä. Teoriassa n rinnakkaiskäsittelyn suoritusnopeus voi olla n kertaa suoritusnopeus yhdellä prosessorilla.
Rinnakkaislaskenta viittaa yleensä laskentatilaan, jossa voidaan suorittaa useita käskyjä samanaikaisesti. Samanaikaisen etenemisen edellytyksenä on, että laskentaprosessi voidaan jakaa pieniin osiin ja ratkaista sitten samanaikaisesti.
Tietokoneohjelmisto voidaan jakaa useisiin laskentavaiheisiin suoritettaviksi. Tietyn ongelman ratkaisemiseksi ohjelmisto käyttää tiettyä algoritmia suorittaakseen sen suorittamalla sarjan ohjeita. Perinteisesti nämä ohjeet lähetetään yhteen keskusyksikköön, joka toimii peräkkäin. Tässä käsittelymenetelmässä suoritetaan vain yksi käsky kerralla (prosessoritaso: vertaa mikroprosessoria, CISC:tä ja RISC:tä, liukuhihnan käsite ja myöhemmin Pipelinen perusteella käskyjen käsittelyn tehokkuuden parantamiseksi Laitteisto ja ohjelmistokehitys, kuten haara-ennustus, kuten edelleenlähetys, kuten käskypino jokaisen aritmeettisen yksikön edessä, kokoonpanoohjelmoija kirjoittaa uudelleen ohjelmakoodin järjestyksen). Rinnakkaistoiminto käyttää useita aritmeettisia yksiköitä suorittamaan samaan aikaan ongelman ratkaisemiseksi. Verrattuna sarjalaskentaan rinnakkaislaskenta voidaan jakaa ajan rinnakkais- ja avaruuden rinnakkaislaskentaan. Ajan rinnakkaisuus on putkiteknologiaa. Avaruuden rinnakkaisuus käyttää useita prosessoreita suorittaakseen samanaikaisia laskelmia. Nykyinen tutkimus koskee pääasiassa alueellista rinnakkaisuutta. Ohjelma- ja algoritmisuunnittelijan näkökulmasta rinnakkaislaskenta voidaan jakaa datan rinnakkaisuuteen ja tehtävien rinnakkaisuuteen. Tietojen rinnakkaisuus jakaa suuren tehtävän useisiin identtisiin alitehtäviin, mikä on helpompi käsitellä kuin tehtävien rinnakkaisuus. [ MIMD), ja yleisesti käytetty sarjakone tunnetaan myös nimellä Single Instruction Stream Single Data Stream (SISD). MIMD-koneet voidaan jakaa viiteen yleiseen luokkaan: Parallel Vector Processing Machine (PVP), Symmetric Multiprocessing Machine (SMP), Massively Parallel Processing Machine (MPP), Workstation Cluster (COW), Distributed Shared Storage Processori (DSM).
Moniprosessori
Kun useampi kuin yksi prosessoriyksikkö jakaa saman päämuistin ja oheislaitteet, se voi mahdollistaa useiden ohjelmien suorittamisen samanaikaisesti. Tällaista tietokonelaitteistoarkkitehtuuria kutsutaan moniprosessoriksi, joka voi tarjota moniprosessointiominaisuuksia.
Moniprosessorin arkkitehtuuri koostuu useista itsenäisistä tietokoneista, joista jokainen voi suorittaa oman ohjelmansa itsenäisesti. Moniprosessorijärjestelmässä prosessori ja prosessori on kytketty yhteen kytkentäverkon kautta ohjelmien välisen tiedonvaihdon ja synkronoinnin toteuttamiseksi. Moniprosessorit kuuluvat MIMD-tietokoneisiin, jotka eroavat melkoisesti SIMD-tietokoneisiin kuuluvista matriisiprosessoreista. Olennainen ero on rinnakkaisuuden eri tasoissa: moniprosessorien on saavutettava tehtävä- tai työtason rinnakkaisuus, kun taas taulukkoprosessorit ymmärtävät rinnakkaisuuden vain käskytasolla.
Moniprosessorijärjestelmä koostuu useista itsenäisistä prosessoreista, joista jokainen voi suorittaa oman ohjelmansa itsenäisesti. Moniprosessorijärjestelmille on olemassa useita luokittelumenetelmiä.
Moniprosessorin koneiden välisen fyysisen yhteyden läheisyyden ja vuorovaikutuskyvyn vahvuuden mukaan moniprosessori voidaan jakaa kahteen kategoriaan: tiiviisti kytketyt järjestelmät ja löyhästi kytketyt järjestelmät. Tiukasti kytketyssä moniprosessorijärjestelmässä prosessorien välisen fyysisen yhteyden taajuuskaista on suhteellisen korkea. Yleensä liitäntä toteutetaan väylän tai nopean kytkimen kautta ja päämuisti voidaan jakaa. Korkean tiedonsiirtonopeuden ansiosta työt voidaan käsitellä rinnakkain nopeasti Tai tehtävä. Löyhästi kytketty moniprosessorijärjestelmä koostuu useista itsenäisistä tietokoneista. Yleensä prosessorien välinen yhteys toteutetaan kanavien tai tietoliikennelinjojen kautta, ja ulkoisia tallennuslaitteita voidaan jakaa. Koneiden välinen vuorovaikutus perustuu tiedoston tai tietojoukon alempaan taajuuskaistaan. Ensimmäisellä tasolla.
Jos jokainen prosessori on samaa tyyppiä ja suorittaa saman toiminnon, sitä kutsutaan homogeeniseksi moniprosessorijärjestelmäksi sen mukaan, onko prosessorirakenne sama vai ei. Jos moniprosessori koostuu useista erityyppisistä prosessoreista ja vastaa eri toiminnoista, sitä kutsutaan heterogeeniseksi moniprosessorijärjestelmäksi.