TÖBBFELDOLGOZÁS: MIBŐL ÁLL, TÍPUSAI, KÖVETELMÉNYEI, ELŐNYEI - TECHNOLÓGIA - 2025

A számítógépre alkalmazott multiprocesszálás egy számítógép működési formája, ahol fizikailag egynél több processzor van. A cél az, hogy hajlandó legyen a program különböző részeit egyszerre futtatni.

Ezek a több központi feldolgozó egység (CPU) szoros kommunikációban vannak, megosztják a buszt, a memóriát és a számítógép többi perifériáját. Mivel több processzor áll rendelkezésre, több folyamat is futhat egyszerre.

Forrás: Khazadum

A multiprocessing inkább a CPU egységek számára vonatkozik, mint az egyidejűleg futó folyamatok számára. Ha a hardver egynél több processzort is tartalmaz, akkor az többprocessziós. A rendszer azon képessége, hogy kihasználja több processzor számítási teljesítményét.

A multiprocesszoros rendszer nagyon hasznos, ha elég nagy sebességre van szüksége egy nagy adatkészlet feldolgozásához. Ezeket a rendszereket főként olyan alkalmazásokban használják, mint az időjárás-előrejelzés, műholdas vezérlés stb.

Ez a fajta multiprocesszoros rendszer először jelent meg nagy számítógépekben vagy nagygépekben, majd csökkentette költségeit annak biztosítása érdekében, hogy beépítsék a személyi számítógépekbe.

Mi a multiprocessing?

Egy multiprocesszoros rendszer támogatásával több folyamat is végrehajtható párhuzamosan.

Tegyük fel, hogy a Pr1, Pr2, Pr3 és Pr4 folyamatok végrehajtására várnak. Egy processzorrendszerben az egyik az első fut, majd a következő, majd a másik és így tovább.

A többfolyamatos feldolgozással azonban minden folyamat beállítható egy adott CPU-ra feldolgozás céljából.

Ha ez egy kétmagos processzor, két processzorral, akkor két folyamatot hajthat végre egyszerre, így ezek kétszer gyorsabbak lesznek. Hasonlóképpen, a négymagos processzor négyszer gyorsabb lesz, mint egyetlen processzor.

Mivel az egyes processzorok elvégzik egy meghatározott funkció végrehajtását, képesek lesznek végrehajtani a munkájukat, az utasításkészletet átadni a következő processzornak, és elkezdenek dolgozni egy új utasításkészleten.

Például egy nagyobb processzor „slave” processzorokat használhat különféle tisztítási feladatok elvégzésére, például memóriakezelésre.

Hasonlóképpen, különféle processzorok használhatók az adatkommunikáció, a memória tárolása vagy a számtani funkciók kezelésére.

Különbség a multiprocesszálás és a multiprogramozás között

A rendszer többprocesszálódik, mivel fizikailag több processzorral rendelkezik, és akkor is programozható, ha több folyamata egyszerre fut.

Ezért a multiprocessing és a multiprocessing közötti különbség az, hogy a multiprocessing több folyamatot futtat egyszerre több processzoron, míg a multiprocessing több programot tart fenn a fő memóriában, és egyidejűleg egy CPU-n keresztül futtatja azokat.

Vagyis a többfolyamatos feldolgozás párhuzamos feldolgozással történik, míg a többprogramozás akkor történik, amikor egy CPU vált az egyik folyamatról a másikra.

követelmények

A multiprocesszoros rendszer hatékony felhasználásához a számítógépes rendszernek a következőkkel kell rendelkeznie:

Processzor támogatás

Rendelkeznie kell egy processzorkészlettel, amely képes használni őket egy többfeldolgozó rendszerben.

Alaplap konzol

Több processzor tárolására és kezelésére képes alaplap. Ez további foglalatokat vagy nyílásokat jelent a hozzáadott chipekhez.

Operációs rendszer támogatása

A teljes többprocessziós feladatot az operációs rendszer kezeli, amely a rendszer különböző processzorainak elvégzendő feladatokat jelöli ki.

A multiprocesszoros alkalmazásra szánt alkalmazásokat varrottnak mondják, ami azt jelenti, hogy kisebb rutinokra oszlanak, amelyek egymástól függetlenül futtathatók.

Ez lehetővé teszi az operációs rendszer számára, hogy ezek a szálak egyszerre több processzoron is futhassanak, ami több feldolgozást és jobb teljesítményt eredményez.

A multiprocesszálás típusai

Szimmetrikus multiprocessing

Az ilyen típusú többfolyamatos feldolgozásban az összes processzor kölcsönös kapcsolattal rendelkezik az egyenlőség azonos szintjén, vagyis nincs közöttük master-slave kapcsolat.

Minden processzor kommunikál egymással, mivel mindegyik ugyanazon operációs rendszer másolatát tartalmazza.

A szimmetrikus többfeldolgozó rendszer példája az Unix Encore verziója a Multimax számítógéphez.

Aszimmetrikus multiprocessing

Az ilyen típusú többprocesszoros eljárásban van egy masterprocesszor, amely utasításokat ad az összes többi processzor számára, és mindegyikhez korábban meghatározott feladatot rendel hozzá. Ez a leggazdaságosabb lehetőség, a master-slave kapcsolat fenntartása a processzorok között.

Ez a típusú multiprocessing csak a szimmetrikus multiprocesszorok bevezetéséig létezett.

Előny

Magasabb termelékenység

A multiprocessing használatával sokkal több feladatot fog elvégezni sokkal rövidebb idő alatt.

Ha több processzor működik együtt, akkor a rendszer teljesítménye növekszik az időegységen végrehajtott folyamatok számának növelésével.

Nagyobb megbízhatóság

Ha egy processzor meghibásodik, a multiprocessing megbízhatóbbá válik, mivel ebben a helyzetben a rendszer lelassul, de nem fog összeomlani. Az a képesség, hogy továbbra is működik a kudarc ellenére, kecses degradációnak nevezik.

Például, ha az egyik processzor meghiúsul az ötből, akkor a feladat nem fog megbukni, de a fennmaradó négy processzor megosztja a meghibásodott processzor munkáját. Ezért a rendszer 20% -kal lassabban fog futni, ahelyett, hogy teljesen összeomlik.

Pénzt spórolni

Ezek a rendszerek hosszú távú pénzmegtakarítást eredményezhetnek az egyprocesszoros rendszerekkel szemben, mivel a processzorok megoszthatják a tápegységeket, perifériás eszközöket és más eszközöket.

Ha több folyamat is megosztja az adatokat, akkor jobb, ha azokat többfeldolgozó rendszerekben programozzák az adatok megosztására, ahelyett, hogy különféle számítógépes rendszerek lennének az adatok több példányával.

hátrányok

Magasabb beszerzési költség

Bár a multiprocesszoros rendszerek hosszú távon olcsóbbak, mint a több számítógépes rendszer használata, ezek még mindig meglehetősen drágák.

Sokkal olcsóbb egy egyszerű processzort vásárolni egyetlen processzorral, mint a multiprocesszoros rendszerrel.

Komplex operációs rendszer

A többprocessziós rendszerekben összetettebb operációs rendszerre van szükség.

Ennek oka az, hogy több processzorral rendelkezik, amelyek megosztják a memóriát, eszközöket stb. az erőforrások elosztása a folyamatok számára bonyolultabb, mintha csak egy processzor lenne.

Nagy mennyiségű memória szükséges

A többprocesszoros rendszer összes processzora megosztja a fő memóriát. Ezért sokkal nagyobb memóriakészletre van szükség az egyprocesszoros rendszerekhez képest.

Irodalom

1. Dinesh Thakur (2019). Meghatározás Többprocesszoros operációs rendszer. E-számítógép megjegyzések Készítette: ecomputernotes.com.
2. Oktató pontok (2019). Különbség a multitasking, a többszálú és a multiprocessing között. Forrás: tutorialspoint.dev.
3. Encyclopaedia Britannica (2019). Multiprocessing. Forrás: britannica.com.
4. Techopedia (2019). Többprocesszoros. Feltöltve: roofpedia.com.
5. Kristi Castro (2018). Többprocesszoros rendszerek. Oktató pontok. Forrás: tutorialspoint.com.