VEČPROCESIRANJE: OD ČESA JE SESTAVLJENO, VRSTE, ZAHTEVE, PREDNOSTI - TEHNOLOGIJA - 2025

Večopravilni , ki se uporablja na računalnik, je oblika delovanja računalnika, kjer je fizično več kot en procesor. Cilj je biti pripravljen hkrati izvajati različne dele programa.

Te več centralnih procesnih enot (CPU) so v tesni komunikaciji, si delijo vodilo, pomnilnik in druge zunanje naprave računalnika. Ker je na voljo več procesorjev, se lahko hkrati izvaja več procesov.

Vir: Khazadum

Večprocesiranje se bolj nanaša na število enot CPU-ja, ne na število procesov, ki se izvajajo hkrati. Če strojna oprema ponuja več kot en procesor, potem je to večprocesorska obdelava. To je sposobnost sistema, da izkoristi računalniško moč več procesorjev.

Večprocesni sistem je zelo koristen, če želite imeti dovolj visoko hitrost za obdelavo velikega niza podatkov. Ti sistemi se večinoma uporabljajo v aplikacijah, kot so vremensko napovedovanje, satelitsko upravljanje itd.

Ta vrsta večprocesorskega sistema se je najprej pojavila v velikih računalnikih ali glavnih mestih, preden je zmanjšala stroške, da bi zagotovila njegovo vključitev v osebne računalnike.

Kaj je večprocesiranje?

S podporo večprocesnega sistema se lahko vzporedno izvede več postopkov.

Predpostavimo, da procesi Pr1, Pr2, Pr3 in Pr4 čakajo na izvedbo. V enem samem procesorskem sistemu se bo en postopek izvajal najprej, nato naslednji, nato drugi in tako naprej.

Vendar pa lahko z večprocesiranjem vsak proces nastavite na določen CPU za obdelavo.

Če gre za dvojedrni procesor, z dvema procesorjema, se lahko dva procesa izvajata hkrati in tako bosta dvakrat hitrejša. Podobno bo štirijedrni procesor štirikrat hitrejši kot en sam procesor.

Ker bo vsak procesor dodelil določeno funkcijo, bo lahko izvedel svoje delo, naslednjem procesorju dostavil niz navodil in začel delati na novem nizu navodil.

Na primer, večji procesor lahko uporablja "podrejene" procesorje za izvajanje različnih nalog čiščenja, kot je upravljanje pomnilnika.

Podobno se lahko uporabljajo različni procesorji za upravljanje podatkovne komunikacije, pomnilnika ali aritmetičnih funkcij.

Razlika med večprocesiranjem in večprogramiranjem

Sistem se večkratno obdeluje, če ima fizično več kot en procesor, in lahko je večprogramiranje, če ima več procesov hkrati.

Razlika med večprocesiranjem in večprocesiranjem je torej v tem, da večprocesiranje vodi več procesov hkrati na več procesorjih, medtem ko večprocesiranje ohranja več programov v glavnem pomnilniku in jih vodi hkrati prek enega procesorja.

Se pravi, večprocesiranje se zgodi z vzporedno obdelavo, medtem ko se multiprogramiranje pojavi, ko en sam CPU prehaja iz enega procesa v drugega.

Zahteve

Za učinkovito uporabo večprocesnega sistema mora imeti računalniški sistem naslednje:

Podpora za procesorje

Imeti morate nabor procesorjev, ki jih lahko uporabljate v sistemu za več procesov.

Nosilec matične plošče

Matična plošča, ki lahko vsebuje in obdeluje več procesorjev. To pomeni dodatne vtičnice ali reže za dodane žetone.

Podpora operacijskemu sistemu

Celotno večprocesno opravilo upravlja operacijski sistem, ki dodeljuje različne naloge, ki jih morajo izvajati različni procesorji v sistemu.

Programi, zasnovani za večprocesno obdelavo, naj bi se šivali, kar pomeni, da jih razčlenimo na manjše rutine, ki jih je mogoče zagnati neodvisno.

To omogoča, da operacijski sistem omogoči, da se ti niti izvajajo na več kot enem procesorju hkrati, kar ima za posledico več procesov in boljše delovanje.

Vrste večprocesiranja

Simetrična večprocesiranje

Pri tej vrsti večprocesiranja imajo vsi procesorji medsebojni odnos na enaki ravni enakosti, to je, da med njimi ni razmerja med glavnim in suženjskim.

Vsi procesorji komunicirajo med seboj, saj vsak vsebuje kopijo istega operacijskega sistema.

Primer simetričnega večprocesorskega sistema je Encore različica Unixa za računalnik Multimax.

Asimetrična večprocesorska obdelava

V tej vrsti večprocesiranja je glavni procesor, ki daje navodila vsem ostalim procesorjem in vsakemu dodeljuje predhodno določeno nalogo. To je najbolj ekonomična možnost, pri čemer se ohrani odnos med glavnim in podrejenim med procesorji.

Ta vrsta večprocesiranja je obstajala le, dokler niso bili predstavljeni simetrični večprocesorji.

Prednost

Večja produktivnost

Z večprocesiranjem boste imeli opravljenih več opravil v veliko krajšem času.

Če več procesorjev deluje skupaj, se zmogljivost sistema poveča s povečanjem števila izvajanih procesov na enoto časa.

Večja zanesljivost

Ko procesor ne uspe, se izkaže, da je večprocesiranje zanesljivejše, ker se bo sistem v tem primeru upočasnil, vendar se ne bo zrušil. Ta sposobnost nadaljevanja dela kljub neuspehu je znana kot milostna degradacija.

Če na primer kateri koli procesor odpove od skupno petih, ki jih ima, potem opravilo ne bo uspešno, preostali štirje procesorji pa bodo delili delo spodletelega procesorja. Zato bo sistem deloval 20% počasneje, namesto da bi se popolnoma zrušil.

Prihraniti denar

Ti sistemi lahko ustvarijo dolgoročne prihranke denarja v enoprocesorskih sistemih, ker lahko procesorji delijo napajalnike, periferne in druge naprave.

Če ima več procesov skupne rabe podatkov, je bolje, da jih programirate v večprocesnih sistemih za skupno rabo podatkov, namesto da imajo različne računalniške sisteme z več kopijami teh podatkov.

Slabosti

Višji stroški nakupa

Čeprav so sistemi za več procesov na dolgi rok cenejši kot uporaba več računalniških sistemov, so še vedno precej dragi.

Mnogo ceneje je kupiti preprost sistem z enim procesorjem kot večprocesorski sistem.

Kompleksni operacijski sistem

V večprocesnih sistemih je potreben bolj zapleten operacijski sistem.

To je zato, ker imamo več procesorjev, ki si delijo pomnilnik, naprave itd. porazdelitev virov na procese je bolj zapletena, kot če bi bil samo en procesor.

Potrebna je velika količina pomnilnika

Vsi procesorji v večprocesorskem sistemu si delijo glavni pomnilnik. Zato je potreben veliko večji pomnilniški prostor v primerjavi z enoprocesorskimi sistemi.

Reference

1. Dinesh Thakur (2019). Opredelitev večprocesorski operacijski sistem. Opombe o elektronskem računalniku Izvedeno iz: ecomputernotes.com.
2. Točka vadnic (2019). Razlika med večopravilnostjo, večkratnim branjem in večprocesno obdelavo. Vzeto iz: tutorialspoint.dev.
3. Enciklopedija Britannica (2019). Večprocesiranje. Vzeto iz: britannica.com.
4. Tehopedija (2019). Večprocesor. Vzeto iz: zgornja meja.
5. Kristi Castro (2018). Večprocesorski sistemi. Vadnice Točka. Vzeto iz: tutorialspoint.com.