MULTIPROCESING: Z ČOHO POZOSTÁVA, DRUHY, POŽIADAVKY, VÝHODY - TECHNOLÓGIE - 2026

Viacnásobné , použité k počítaču, je forma prevádzke počítača, kde je to fyzicky viac ako jeden procesor. Cieľom je byť ochotný súčasne prevádzkovať rôzne časti programu.

Tieto viaceré centrálne procesorové jednotky (CPU) sú v úzkej komunikácii, zdieľajú zbernicu, pamäť a ďalšie periférne zariadenia počítača. Pretože je k dispozícii viac procesorov, je možné spustiť súčasne viac procesov.

Zdroj: Khazadum

Multiprocesing sa týka skôr počtu jednotiek CPU ako počtu procesov prebiehajúcich súčasne. Ak hardvér poskytuje viac ako jeden procesor, ide o multiprocesing. Je to schopnosť systému využiť výpočtový výkon viacerých procesorov.

Multiprocesový systém je veľmi užitočný, ak chcete mať dostatočne vysokú rýchlosť na spracovanie veľkého množstva údajov. Tieto systémy sa väčšinou používajú v aplikáciách, ako sú predpovede počasia, satelitné riadenie atď.

Tento typ multiprocesorového systému sa prvýkrát objavil vo veľkých počítačoch alebo sálových počítačoch a potom sa znížili jeho náklady, aby sa zaistilo jeho zahrnutie do osobných počítačov.

Čo je to multiprocesing?

S podporou multiprocesného systému je možné vykonávať niekoľko procesov paralelne.

Predpokladajme, že procesy Pr1, Pr2, Pr3 a Pr4 čakajú na vykonanie. V systéme s jedným procesorom sa jeden proces spustí najskôr, potom ďalší, potom druhý a tak ďalej.

Avšak s multiprocesom môže byť každý proces nastavený na konkrétny procesor na spracovanie.

Ak ide o dvojjadrový procesor s dvoma procesormi, dva procesy sa môžu vykonávať súčasne, a preto budú dvakrát rýchlejšie. Podobne štvorjadrový procesor bude štyrikrát rýchlejší ako jediný procesor.

Keďže je každému procesoru priradená určitá funkcia, budú môcť vykonávať svoju prácu, dodávať súbor pokynov ďalšiemu procesoru a začať pracovať na novej sade inštrukcií.

Napríklad väčší procesor by mohol používať „slave“ procesory na vykonávanie rôznych čistiacich úloh, ako je napríklad správa pamäte.

Podobne môžu byť na riadenie dátovej komunikácie, ukladania pamäte alebo aritmetických funkcií použité rôzne procesory.

Rozdiel medzi multiprocesom a multiprogramovaním

Systém je multiprocesing tým, že fyzicky má viac ako jeden procesor a môže byť multiprogramovaný, ak má súčasne viac procesov.

Rozdiel medzi multiprocesom a multiprocesom je preto v tom, že multiprocesing vykonáva viac procesov súčasne na viacerých procesoroch, zatiaľ čo multiprocesing uchováva viac programov v hlavnej pamäti a súčasne ich spúšťa prostredníctvom jediného CPU.

To znamená, že multiprocesing nastáva prostredníctvom paralelného spracovania, zatiaľ čo multiprogramovanie nastane, keď jeden CPU prepne z jedného procesu do druhého.

požiadavky

Aby bolo možné efektívne využívať systém multiprocesov, počítačový systém musí mať:

Podpora procesorov

Musíte mať sadu procesorov, ktoré ich dokážu používať v multiprocesovom systéme.

Konzola základnej dosky

Základná doska schopná obsahovať a spracovávať viac procesorov. To znamená ďalšie zásuvky alebo sloty pre ďalšie čipy.

Podpora operačného systému

Celá úloha multiprocesovania je riadená operačným systémom, ktorý prideľuje rôzne úlohy, ktoré majú vykonávať rôzne procesory v systéme.

Uvádza sa, že aplikácie navrhnuté na použitie vo viacnásobnom spracovaní sú zošité, čo znamená, že sú rozdelené do menších rutín, ktoré je možné spúšťať nezávisle.

To umožňuje operačnému systému umožniť, aby tieto vlákna mohli bežať súčasne na viac ako jednom procesore, čo vedie k multiprocesovaniu a lepšiemu výkonu.

Druhy multiprocesovania

Symetrické multiprocesovanie

Pri tomto type multiprocesovania majú všetci spracovatelia vzájomný vzťah na rovnakej úrovni rovnosti, to znamená, že medzi nimi neexistuje žiadny vzťah master-slave.

Všetky procesory spolu komunikujú, pretože každý obsahuje kópiu toho istého operačného systému.

Príkladom symetrického viacprocesového systému je Encore verzia Unixu pre počítač Multimax.

Asymetrické multiprocesovanie

V tomto type multiprocesovania existuje hlavný procesor, ktorý dáva pokyny všetkým ostatným procesorom, pričom každému z nich priradí vopred definovanú úlohu. Toto je najúspornejšia možnosť, ktorá zachováva vzťah medzi masterom a otrokmi medzi procesormi.

Tento typ multiprocesovania existoval až do zavedenia symetrických multiprocesorov.

výhoda

Vyššia produktivita

S multiprocesom budete mať viac úloh dokončených v oveľa kratšom čase.

Ak niekoľko procesorov spolupracuje, výkon systému sa zvyšuje zvýšením počtu procesov vykonaných za jednotku času.

Vyššia spoľahlivosť

Ak procesor zlyhá, viacprocesové spracovanie sa zdá byť spoľahlivejšie, pretože v tejto situácii sa systém spomalí, ale nedôjde k zlyhaniu. Táto schopnosť pokračovať v práci aj napriek zlyhaniu sa nazýva pôvabná degradácia.

Napríklad, ak jeden procesor zlyhá z celkom piatich, potom úloha nezlyhá, ale zostávajúce štyri procesory budú zdieľať prácu zlyhaného procesora. Preto bude systém bežať o 20% pomalšie, namiesto úplného zlyhania.

Šetrenie peňazí

Tieto systémy môžu vytvárať dlhodobé úspory peňazí v systémoch s jedným procesorom, pretože procesory môžu zdieľať zdroje napájania, periférne zariadenia a ďalšie zariadenia.

Ak existuje viac procesov, ktoré zdieľajú údaje, je lepšie ich naprogramovať vo viacprocesových systémoch na zdieľanie údajov, než mať rôzne počítačové systémy s viacerými kópiami týchto údajov.

nevýhody

Vyššie obstarávacie náklady

Aj keď sú systémy na viacnásobné spracovanie z dlhodobého hľadiska lacnejšie ako používanie viacerých počítačových systémov, sú stále dosť drahé.

Je oveľa lacnejšie kúpiť jednoduchý systém s jedným procesorom ako s viacprocesorovým systémom.

Komplexný operačný systém

V multiprocesových systémoch je potrebný komplexnejší operačný systém.

Je to tak preto, že má viac procesorov, ktoré zdieľajú pamäť, zariadenia atď. rozdelenie zdrojov do procesov je zložitejšie, ako keby existoval iba jeden procesor.

Vyžaduje sa veľké množstvo pamäte

Všetky procesory v systéme s viacerými procesmi zdieľajú hlavnú pamäť. Preto je v porovnaní so systémami s jedným procesorom potrebná omnoho väčšia pamäťová oblasť.

Referencie

1. Dinesh Thakur (2019). Definícia Viacprocesorový operačný systém. Poznámky k počítaču Prevzaté z: ecomputernotes.com.
2. Výukový bod (2019). Rozdiel medzi multitaskingom, multithreadingom a multiprocesom. Prevzaté z: tutorialspoint.dev.
3. Encyklopédia Britannica (2019). Viacnásobné. Prevzaté z: britannica.com.
4. Techopedia (2019). S viacerými procesormi. Prevzaté z: stroppedia.com.
5. Kristi Castro (2018). Viacprocesorové systémy. Cvičenia Bod. Prevzaté z: tutorialspoint.com.