Паралельноє програмирование (стр. 1 из 10)
ЗМІСТ
1БАГАТОЯДЕРНІ АМД ПРОЦЕСОРИ.. 5
2ЗАСОБИ МОВ С#, ADA ДЛЯ ПРОГРАМУВАННЯ ПОТОКІВ.. 16
2.1 Вирішення завдання синхронізації в мові С#. 16
2.2 Засоби синхронізації в мові С#. 20
2.3 ВИРІШЕННЯ ЗАВДАННЯ СИНХРОНІЗАЦІЇ В МОВІ АДА.. 29
4.1 Задача 
...................... 38
4.2 Задача 
...................................... 41
4.2 Задача 
............................... 44C:\www\doc2html\work\bestreferat-232132-13965101163743\input\Бакалаврська Вайнагій Олександр.docx - _Toc263737444
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ.. 52
ВСТУП
Сьогодні все більше комп'ютерів оснащується багатоядерними процесорами. Такі чіпи – наприклад Core| Duo| корпорації Intel| або Athlon| 64 X2| від AMD| – містять|утримують| два (Dual| Core|) або навіть чотири (Quad| Core|) процесори.
Довгий час виробники процесорів – для підвищення продуктивності процесорів підвищували їх тактову частоту. Проте|однак| при тактовій частоті більше 3,8 ГГц чіпи просто перегріваються, відповідно, про вигоду можна забути.
Було потрібно нові ідеї і технології, одній з яких і стала ідея створення|створіння| багатоядерних чіпів. У такому чіпі паралельно працюють два і більше процесорів, які при меншій тактовій частоті забезпечують велику продуктивність. Виконувана в даний момент програма ділить завдання|задачі| по обробці даних на обоє|обидва| ядра. Це дає максимальний ефект, коли і операційна система, і прикладні програми розраховані на паралельну роботу.|із||застосуваннями| «Багатоядерність» впливає і на одночасну роботу стандартних застосувань. Так, наприклад, одне ядро процесора може відповідати за програму, що працює у фоновому режимі, тоді як антивірусна програма займає|позичає| ресурси другого ядра.
Та все ж управління паралельними завданнями|задачами| теж|також| вимагає часу і задіює ресурси ПК, крім того, часом для вирішення однієї з них доводиться чекати результату виконання інший. Тому на практиці двоядерні процесори не виробляють|справляють| обчислення|підрахунку| в два рази швидше одноядерних: хоча приріст швидкодії і виявляється|опиняється| значним, але|та| при цьому він залежить від типа|типу| додатка|застосування|. В|у| ігор, які поки що зовсім не використовують нову технологію, швидкодію, на жаль, збільшується всього на 5% при однаковій тактовій частоті. А ось|от| оптимізовані під багатоядерні процесори програми для обробки музики і відео працюють швидше вже на 50%.
Наявність декількох ядер дозволяє розподіляти фонові завдання|задачі| операційної системи по декількох ядрах процесорів, всі процеси, що вимагають інтенсивних обчислень|підрахунків|, протікають швидше:
Обробка відео: стискування|стиснення| і обробка відеофайлів відбуваються|походять| помітно швидше.
Відтворення відео: якісне відтворення фільмів з|із| високим дозволом, наприклад з дисків Blu-ray| або HD-DVD| можливо лише з|із| багатоядерними процесорами. Адже при декомпресії такого відео, що містить|утримує| великі об'єми|обсяги| даних, процесор повинен виробляти|справляти| величезну кількість обчислень|підрахунків|;
ігри: перевага за швидкістю в|у| ігор поки|поки| невелика, вони дістали користь лише від великого розміру кеша процесора, встановленого|установленого| у вашому ПК. Пройде ще деякий час, поки|доки| з'являться|появлятимуться| ігри, які на багатоядерних процесорах працюватимуть помітно швидше;
Використання|споживання| електроенергії: понижене|знизити| енергоспоживання давно стало актуальним для процесорів мобільних систем – це дозволяє продовжити автономну роботу ноутбука від акумуляторів. Багатоядерні чіпи, в яких реалізовані всі сучасні технології енергозбереження, швидше звичайних|звичних| справляються з|із| поставленими завданнями|задачами| і тому швидше можуть перейти в режим з|із| меншою тактовою частотою і, відповідно, з|із| меншим енергоспоживанням.
Розробники корпорацій Intel| і AMD| постійно розробляють нові ідеї, як зробити процесори продуктивнішими і, як наслідок, більш конкурентоздатними|конкурентоспроможними|. Так, новітнє|найновіше| покоління багатоядерних процесорів, окрім іншого, використовує наступні|слідуючі| прийоми:
інтегрований кеш: оскільки|тому що| прочитування і запис даних в оперативній пам'яті триває набагато довше, ніж вимагається процесору для обчислень|підрахунків|, ці чіпи використовують особливо швидкий кеш, який, на відміну від старих рішень|вирішень|, разом з електронікою (так званим кеш-контроллером), що управляє, вбудований в той же чіп, що і ядра. Це дозволяє процесору дуже швидко звертатися|обертатися| до вбудованої кеш-пам'яті, що в черговий раз|у черговий раз| підвищує швидкодію. У багатоядерних процесорах від AMD| кожне ядро має свій власний кеш, завдяки чому досягається певна перевага: коди, що зберігаються в кеші, і дані одночасно виконуваних програм не заважають|мішають| один одному;
покращування|поліпшувати| схеми: з|із| кожним поколінням процесорів розробники оптимізують електронні схеми, зменшуючи кількість елементів. За рахунок цього нові чіпи виконують операції набагато швидше своїх попередників;
вузькі струмопровідні доріжки: ширина робочих елементів найсучасніших мікропроцесорів складає всього 65 нанометрів. Завдяки цьому на одній і тій же площі|майдані| уміщається більше схем, а відстані між ними стають коротшими, що дозволяє значно прискорити виконання операцій;
багатоступінчасті|багатоступінчаті| енергозбережні функції: новітні|найновіші| процесори набагато економніше витрачають електроенергію, що подовжує|продовжує| термін служби і безперервної роботи акумуляторів в ноутбуках. Залежно від міри|ступеня| завантаженості окремі ділянки чіпа можуть поетапно відключатися, витримуючи таким чином різні «фази сну». Наприклад, використовується динамічна кеш-пам'ять: якщо вся буферна пам'ять в даний момент не використовується, сучасні багатоядерні процесори можуть відключати її фрагменти.
1 БАГАТОЯДЕРНІ АМД ПРОЦЕСОРИ
1.1 АМД ПРОЦЕСОРИ
Перехід до багатоядерних процесорів стає основним напрямом|направленням| підвищення продуктивності. Такими є сучасні багатоядерні процесори |AMD.| Ці процесори по більшості показників продуктивності випереджають своїх х86-конкурентов| від Intel|, будучи лідерами цілочисельної продуктивності серед серверних процесорів, лише трохи поступаючись IBM| Power5| і Intel| Itanium| 2
Розробка досконалішої|довершеної| мікроархітектури, що містить|утримує| більше число функціональних виконавчих пристроїв|устроїв|, з метою підвищення кількості команд, що одночасно виконуються за один такт, — традиційний альтернативний зростанню|зросту| тактової частоти метод|колія| підвищення продуктивності. Але|та| такі розробки дуже складні і дорогі; складність розробки зростає із|із| складністю логіки експоненціально.
Ще один підхід до вирішення даної проблеми був реалізований в VLIW/EPIC-архітектурі IA-64|, де частина|частка| проблем перекладена з апаратури на компілятор; проте|однак| сьогодні розробники визнають, що для високої продуктивності мікроархітектура важливіша.
Крім того, при великому числі функціональних блоків мікросхеми і великому її розмірі виникає фундаментальна проблема обмеженості швидкості поширення|розповсюдження| сигналу: за один такт сигнал не встигає|устигає| добратися у всі необхідні блоки. Як можливий вихід в мікропроцесорах Alpha| були введені|запроваджувати| так звані «кластери», де пристрої|устрої| частково дублювалися, та зате усередині|всередині| кластерів відстані були менше.
Можна сказати, що ідея побудови|шикування| багатоядерних мікропроцесорів є розвитком ідеї кластерів, але|та| в даному випадку дублюється цілком процесорне ядро. Іншим попередником багатоядерного підходу можна вважати|лічити| технології Intel| HyperThreading|, де також є невелике дублювання апаратури.
Про випуск двоядерних процесорів з|із| архітектурою х86| в AMD| і Intel| оголосили майже одночасно.
AMD| пропонує 64-розрядні двоядерні процесори Opteron| для серверних систем і робочих станцій і 64-розрядні двоядерні Athlon64| — для настільних систем. Intel| використовує аналогічну 64-розрядну архітектуру EM64T| в своїх серверних процесорах Xeon| і «настільних» Pentium| 4.
Процесори Opteron| і до появи двоядерних версій випереджали своїх х86-конкурентов| від Intel| по продуктивності на більшості додатків|застосувань|. Opteron| взагалі є лідером серед всіх серверних процесорів по цілочисельній продуктивності, хоча на тестах SPECint2000| і поступається «настільному» Pentium| 4/3,8 ГГц. На тестах SPECfp2000| він поступається IBM| Power5| і Intel| Itanium| 2. Проте|однак| останні процесори досягають настільки|так| високих показників у тому числі і за рахунок дуже великої ємкості|місткості| кеша. Можна порівняти дані SPECfp2000| для Itanium| 2/1,4 ГГц з|із| 1,5-мегабайтним| кешем третього рівня (порівнянно з|із| 1 Мбайт в|у| Opteron|) і для Itanium| 2 з|із| тією ж частотою і кешем в 3 Мбайт. При такому збільшенні ємкості|місткості| кеша продуктивність Itanium| 2 зростає на 15% (дані для SGI| Altix| 350), а Opteron| відстає від Itanium| 2 з|із| кешем на 9 Мбайт всього на 30% (таблиця. 1).
Таблиця 1. Продуктивність серверних процесорів на тестах SPECcpu2000| (пиковое/базовое значення)