БАГАТОПРОЦЕСОРНІСТЬ: З ЧОГО СКЛАДАЄТЬСЯ, ТИПИ, ВИМОГИ, ПЕРЕВАГИ - ТЕХНОЛОГІЯ - 2025

Многопроцессорная , застосовується до комп'ютера, є формою роботи комп'ютера , де він фізично більше одного процесора. Метою є бажання одночасно запускати різні частини програми.

Ці декілька центральних процесорних блоків (ЦП) знаходяться в тісному зв’язку, обмінюючись шиною, пам'яттю та іншими периферійними пристроями комп'ютера. Оскільки доступно кілька процесорів, одночасно можуть працювати кілька процесів.

Джерело: Хазадум

Багатопроцесорна швидше стосується кількості одиниць процесора, а не кількості процесів, що працюють одночасно. Якщо апаратне забезпечення забезпечує більше одного процесора, це багатопроцесорний процес. Це здатність системи використовувати обчислювальну потужність декількох процесорів.

Багатопроцесорна система дуже корисна, коли ви хочете мати достатньо високу швидкість для обробки великого набору даних. Ці системи в основному використовуються в таких програмах, як прогнозування погоди, супутникове управління тощо.

Цей тип багатопроцесорної системи вперше з'явився на великих комп'ютерах або мейнфреймах, перш ніж зменшити його вартість, щоб забезпечити його включення до персональних комп'ютерів.

Що таке багатообробка?

За підтримки багатопроцесорної системи паралельно можна виконати кілька процесів.

Припустимо, що процеси Pr1, Pr2, Pr3 і Pr4 чекають виконання. В одній процесорній системі один процес буде запускатися спочатку, потім наступний, потім другий тощо.

Однак при багатопроцесорному обробці кожен процес може бути встановлений у певному процесорі для обробки.

Якщо це двоядерний процесор, з двома процесорами, два процеси можуть виконуватися одночасно, і таким чином вони будуть вдвічі швидшими. Аналогічно, чотириядерний процесор буде в чотири рази швидшим, ніж один процесор.

Оскільки для кожного процесора призначена певна функція, вони зможуть виконати свою роботу, доставити набір інструкцій наступному процесору та розпочати роботу над новим набором інструкцій.

Наприклад, більший процесор міг би використовувати "підлеглий" процесор для виконання різних завдань очищення, таких як управління пам'яттю.

Аналогічно різні процесори можуть використовуватися для управління передачею даних, зберіганням пам'яті або арифметичними функціями.

Різниця між багатопроцесорними та багатопрограмованими

Система мультипроцесорна, маючи більше одного процесора фізично, і це може бути багатопрограмування, коли одночасно працює кілька процесів.

Тому різниця між багатопроцесорною та багатопроцесорною полягає в тому, що багатопроцесорна запускає одночасно декілька процесів на декількох процесорах, в той час як багатопроцесорна підтримка декількох програм знаходиться в основній пам'яті і одночасно запускає їх через один процесор.

Тобто багатопроцесорність відбувається через паралельну обробку, тоді як багатопрограмування відбувається, коли один процесор переходить з одного процесу на інший.

Вимоги

Для ефективного використання багатопроцесорної системи комп'ютерна система повинна мати наступне:

Підтримка процесора

У вас повинен бути набір процесорів, які мають можливість використовувати їх у багатопроцесорній системі.

Кронштейн для материнської плати

Материнська плата, здатна містити та обробляти декілька процесорів. Це означає додаткові розетки або слоти для доданих чіпів.

Підтримка операційної системи

Весь багатопроцесорне завдання управляється операційною системою, яка призначає різні завдання, які повинні виконувати різні процесори в системі.

Програми, призначені для використання в багатопроцесорних процесах, вважаються зшитими, а це означає, що вони розділені на менші підпрограми, які можна запустити самостійно.

Це дозволяє операційній системі дозволяти цим потокам працювати на більш ніж одному процесорі одночасно, що призводить до багатопроцесорної роботи та кращої продуктивності.

Види багатопроцесорної обробки

Симетрична багатообробка

У цьому типі багатопроцесорних процесорів усі процесори мають взаємний взаємозв'язок на однаковому рівні рівності, тобто між ними не існує взаємин майстер-раб.

Всі процесори спілкуються один з одним, оскільки кожен містить копію однієї і тієї ж операційної системи.

Прикладом симетричної багатопроцесорної системи є версія Encore Unix для комп'ютера Multimax.

Асиметрична багатопроцесорна

У цьому типі багатопроцесорних процесів є головний процесор, який дає вказівки всім іншим процесорам, призначаючи кожному попередньо визначене завдання. Це найекономічніший варіант, підтримуючи взаємовідносини між робочими та ведучими.

Цей тип багатопроцесорної роботи існував лише до тих пір, поки не були введені симетричні багатопроцесори.

Перевага

Більш висока продуктивність

При багатообробці у вас буде більше завдань, виконаних за набагато коротший проміжок часу.

Якщо кілька процесорів працюють разом, продуктивність системи збільшується за рахунок збільшення кількості виконаних процесів за одиницю часу.

Більш висока надійність

Коли процесор виходить з ладу, багатопроцесорна виявляється більш надійною, оскільки в цій ситуації система сповільниться, але не вийде з ладу. Ця здатність продовжувати працювати, незважаючи на невдачі, відома як витончена деградація.

Наприклад, якщо один процесор вийшов з ладу з загальної кількості п'яти, то завдання не вийде з ладу, але решта чотирьох процесорів поділять роботу невдалого процесора. Тому система працюватиме на 20% повільніше, замість того, щоб повністю вийти з ладу.

Заощадження грошей

Ці системи можуть генерувати довгострокові заощадження грошей на однопроцесорних системах, оскільки процесори можуть спільно використовувати джерела живлення, периферійні пристрої та інші пристрої.

Якщо є декілька процесів, які діляться даними, краще програмувати їх у багатопроцесорних системах для обміну даними, а не мати різні комп'ютерні системи з кількома копіями цих даних.

Недоліки

Більш висока вартість придбання

Хоча багатопроцесорні системи в довгостроковій перспективі дешевші, ніж використання декількох комп'ютерних систем, вони все ще досить дорогі.

Набагато дешевше придбати просту систему з одним процесором, ніж багатопроцесорну систему.

Складна операційна система

Більш складна операційна система потрібна в багатопроцесорних системах.

Це відбувається тому, що є декілька процесорів, які діляться пам'яттю, пристроями тощо. розподіл ресурсів на процеси складніший, ніж якби був лише один процесор.

Необхідний великий об'єм пам'яті

Усі процесори в багатопроцесорній системі мають основну пам'ять. Тому потрібен значно більший пул пам’яті порівняно з однопроцесорними системами.

Список літератури

1. Дінеш Тхакур (2019). Визначення багатопроцесорної операційної системи. Примітки до електронного комп’ютера, взяті з: ecomputernotes.com.
2. Навчальний бал (2019). Різниця між багатозадачністю, багатопоточністю та багатопроцесорністю. Взято з: tutorialspoint.dev.
3. Енциклопедія Британіка (2019). Багатопроцесорна. Взято з: britannica.com.
4. Техопедія (2019). Багатопроцесорний. Взяті з: plasmapedia.com.
5. Крісті Кастро (2018). Багатопроцесорні системи. Підручник Точка. Взято з: tutorialspoint.com.