Оқулық Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі бекіткен Алматы, 2011

92 
Әрбір ПЭ колдау схемаларында бірнеше кіріс және шығыс синхрондау 
регистрлері қарастырылған. Бұл регистрлердің әрбір разряды барьерді іске 
асыратын ӛзінің тәуелсіз ӛрімдерімен жалғастырылған. Синхрондаудың 
барлық ӛрімі бірдей, ал олардың жалпы саны компьютердің 
конфигурациясына байланысты. Әрбір ӛрім құрылғының екі типі негізінде 
екілік ағаш қағидасы бойынша тұрғызылады
(31 сурет). Бір құрылғылар 
логикалық кӛбейтуді (&) іске асырса, басқалары кірісті ӛзінің екі шығысына 
(«1-2») қайталауды орындайды. Соңғы құрылғының шығысы (&) бірінші 
қайталау құрылғысының «1-2» кірісі болады. Қайталау құрылғысы алынған 
мәндерді ӛз ӛрімімен барлық ПЭ таратып және оларды шығыс регистрінің 
сәйкес разрядына жазып отырады. 
31 сурет. Cray Т3D/T3E компьютерлеріндегі барьерлі синхрондау 
Бір ӛрімнің жұмысын қарастырайық. Алғашқыда әрбір ПЭ кіріс және 
шығыс регистрінің сәйкес разряды нӛлге тең. Процессорлық элементтің 
шығыс разрядында «бірдің» пайда болуы барлық процесстердің барьерге 
жеткендігінің белгісін береді. Процесс барьерге жетісімен сәйкес ПЭ кіріс 
регистрінің разряды бірге ӛзгертіледі. Кезкелген құрылғының шығысында 
(&) «бір» тек сол жағдайда ғана пайда болады, егер екі кірісте де бірлік 
болса. Егер қандай да бір процесс әлі барьерге жетпесе, онда осы ПЭ 
кірісіндегі нӛл логикалық кӛбейту құрылғыларының ӛрімімен ӛтеді және 
соңғы құрылғының (&) шығысында нӛлді анықтайды. Бұдан шығары: әрбір 
ПЭ шығыс разрядтарында да нӛлдер болады. Соңғы процесс қалай ӛзінің 
кіріс разрядына бірді жазса, солай соңғы құрылғының (&) шығысында бірлік 
пайда болады және қайталау құрылғылары ӛрімімен әрбір ПЭ шығыс 
разрядтарына жеткізіледі. Шығыс разрядының мәні бойынша әрбір процесс 
қалған барлық процесстердің барьерлік синхрондау нүктесіне жеткенін 
біледі. 
Қарастырылып жатқан компьютерлерде бұл ӛрімдер басқаша да 
пайдаланылады. Егер схемада барлық логикалық кӛбейту құрылғыларын 
логикалық қосу құрылғыларымен алмастыратын болсақ, онда «Эврика» 
механизмін іске асыратын ӛрім алынады. Кезкелген логикалық қосу 
құрылғысының шығысында «бір» сол жағдайда пайда болады, егер бір оның 
кірісінің кемінде қандай да біреуінде бар болса ғана. Яғни, қалай бір ПЭ 
ӛзінің кіріс регистріне бірді жазып алса, берілген ПЭ қандай да оқиғаның 

93 
орын алғанын білдіріп, бұл бір барлық ПЭ таратылады. Бұл қарастырылған 
механизмнің қолданылу аймағының бірі – іздеу есептері. 
Cray T3E немесе IBM SP типті дәстүрлі суперкомпьютерлерден басқа, 
таратылған жадылы компьютерлер класы соңғы жылдары есептеу 
кластерлері есебінен белсенді түрде кеңеюде. Айта кету керек, компьютерлік 
әдебиетте «кластер» ұғымы әртүрлі мағынады қолданылады. Мысалы, 
«кластерлік» технология деректер базасы серверлерінің немесе Web-
серверлер сенімділігі және олардың жұмыс істеу жылдамдығын арттыру 
үшін пайдаланылады. Бұл жерде біз есептеу сипатындағы есептерді шешуге 
бағытталған кластерлер туралы айтатын боламыз. 
Классикалық 
суперкомпьютерлер 
әрқашанда 
ӛздерінің 
үлкен 
ӛлшемдерімен, жоғары ӛнімділіктерімен, үлкен жадысымен және де ӛте 
қымбат бағаларымен ерекшеленеді. Әрине, бұл түсінікті де, керемет бірегей 
шешімдер мен рекордтты кӛрсеткіштерге ие бұл машиналар арзан тұруы 
мүмкін емес те. Бірақ-та, соңғы уақыттағы электроникадағы прогресс 
айтарлықтай ӛзгерістер енгізуде. Ӛткен ғасырдың 90-шы жылдары әлем 
рыногында қымбат емес және ӛте тиімді микропроцессорлар мен 
коммуникациялық шешімдер пайда болды. Жаппай ӛндірістің құрамдас 
бӛліктерінен суперкомпьютерлерді құрастырудың нақты мүмкіндіктері 
ұсынылды. Бұл ӛз кезегінде, параллель компьютерлердің дамуындағы жеке 
бағыттардың бірі болатын кластерлік есептеу жүйелерінің ӛмірге келуіне 
септігін тигізді. 
Қысқаша айтар болсақ, есептеу кластері дегеніміз бір есепті шешуге 
арналған қандай да бір желі аймағында біріктірілген компьютерлер жиыны 
(32 сурет). Әдетте есептеу тораптары ретінде рынокта қолжетімді 
бірпроцессорлы компьютерлер, екі немесе тӛрт процессорлы SMP-серверлері 
пайдаланылады. Әрбір торап операциялық жүйенің ӛз кӛшірмесінің 
басқаруымен жұмыс істейді. Мұндай операциялық жүйелер ретінде кӛбіне 
стандартты ОЖ: Linux, Windows NT, Solaris және т.б. пайдаланылды. 
Тораптардың құрамы және қуаты бір кластер аймағында да ӛзгеруі мүмкін, 
ал ол біртекті емес жүйелерді құрастыруға мүмкіндік береді. Нақты 
коммуникациялық ортаны таңдау кӛптеген факторлармен анықталады: 
шешілетін есептер класының ерекшеліктері, қаржылық қолжетімділік, 
кластердің одан ары кеңейтілу қажеттілігінің туындауы және т.б. Кластер 
конфигурациясына арнайы компьютерлерді, мысалы, файл-серверді енгізу 
мүмкіндігі бар. Әрине, Интернет арқылы кластерге қашықтан қатынас 
мүмкіндігі де ескерілген. 

94 
32 сурет. Есептеу кластерінің жалпы схемасы 
Кластерлерді жобалауда творчество үшін кеңістік ӛте кең екені түсінікті. 
Тораптарда жергілікті дискілер болмауы, коммуникациялық ортаның 
бірмезгілде әртүрлі желілік технологияларды пайдалана алу мүмкіндігі, 
тораптардың бәрі бірдей болуының міндетті еместігі және т.с.с. Шеткі 
нүктелерді қарастыра отырып, кластер ретінде жергілікті 10-мегабиттік 
Ethernet желісімен байланысқан дербес компьютерлер жұбын, бірнеше 
мыңдаған жұмыс станциялары біріктірілген жоғары жылдамдықты желілерді 
де есептеуге болады.

жүктеу/скачать 2,81 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: