Использование нескольких процессоров для выполнения параллельной обработки

Многие компьютеры используют несколько процессоров при выполнении вычис­лительных задач. Например, в ПК использование сопроцессора продиктовано соображениями увеличения производительности при выполнении таких специ­фических задач, как выполнение математических вычислений или работа с гра­фикой.

Ускорение обработки может достигаться в том случае, когда несколько про­цессоров занято выполнением одной и той же задачи. На рис. 5.6 сравниваются параллельная и последовательная обработки, реализуемые на обычном компью­тере. В процессе параллельной обработки несколькими центральными вычисли-

В процессе последовательной обработки выполнение каждой задачи производится ЦПУ, который обрабатывает одну инструкцию за единицу времени. При параллельной обработке несколько задач назначаются блокам, выполняющим обработку, благодаря чему конечный результат формируется значительно быстрее

тельными устройствами (ЦПУ) одна большая задача разбивается на несколько маленьких подзадач, работа над выполнением которых производится одновре­менно. Использование группы процессоров для решения одной и той же задачи требует переформулировки самой задачи, а также наличия специального ПО, по­зволяющего разделить одну задачу на несколько меньших по размеру подзадач наиболее эффектным способом. При этом поддерживаются требуемые данные, а также производится повторная сборка результатов многих подзадач, в резуль­тате чего получается необходимое решение.

Компьютеры с массовым параллелизмом включают огромные сети, состоя­щие из сотен (или даже тысяч) процессоров, с помощью которых реализуются сложные (и вместе с тем гибкие) методы решения больших вычислительных за­дач. В отличие от параллельной обработки, когда несколько дорогих специализи­рованных процессоров работают в «одной упряжке», в компьютерах с массовым параллелизмом сотни (или даже тысячи) недорогих универсальных процессоров решают небольшие по объему подзадачи, на которые разбивается исходная «гро­моздкая» задача. Например, в фирме Wal-Mart подобные компьютеры применя­ются для работы с базой данных, содержащей сведения о запасах на складе и тен­денциях продаж. Причем объем информации, содержащейся в этой базе данных, составляет 24 млрд Кбайтов.

..

Организация памяти, а также ввод и вывод данных

Возможности компьютерных систем определяются не только параметрами ЦПУ. Далеко не последнюю роль играют быстродействие, емкость и конструктивные особенности памяти, а также устройств ввода/вывода информации. Эти компо­ненты называются периферийными устройствами, поскольку находятся за пре­делами основного системного модуля.

Технологии, применяемые в устройствах вторичной памяти

Большая часть данных, используемых компьютерным приложением, хранится в устройствах вторичной памяти, которые не относятся к области первичной па­мяти. Эти устройства применяются в целях организации относительно долго­временного хранения данных, не использующихся ЦПУ. При этом хранящаяся информация не изменяется даже в том случае, если компьютер отключается. К наиболее важным устройствам вторичной памяти можно отнести магнитный диск, оптический диск и магнитную ленту.

Магнитные диски

В настоящее время в качестве среды организации вторичной памяти чаще всего применяется магнитный диск. Существуют две разновидности этих устройств: дискеты (применяются в ПК) и жесткие диски (применяются в больших ком­мерческих дисковых массивах и в ПК). В мэйнфреймах и компьютерах, относя­щихся к средней категории, используется несколько жестких дисков. Благодаря этому обеспечивается емкость устройств для хранения данных, измеряемая гига­байтами и терабайтами. В ПК до сих пор* используются дискеты, которые отно-

Secondary storage (вторичная память)

Сравнительно долговременное неизменяемое хранилище данных, находя­щихся вне ЦПУ и первичной памяти.