اقرأ في هذا المقال
- ما هي المعالجات المتعددة Multiprocessor computers in networks
- ما هي الحواسيب متعددة Multiple computers in networks
- الفرق بين المعالجات المتعددة والحواسيب المتعددة
- نماذج تأتي تحت المعالجات المتعددة Multiprocessor computers in networks
- الاختلافات الرئيسية بين الحواسيب المتعددة والمعالجات
المعالجات المتعددة والحواسيب المتعددة هي أنواع الحواسيب المتوازية، حيث يحتوي المعالجات المتعددة على العديد من عناصر المعالجة باستخدام الذاكرة المشتركة، وعلى العكس من ذلك في أجهزة الكمبيوتر المتعددة، حيث يتم توصيل العديد من أجهزة الكمبيوتر المستقلة مع بعضها البعض ولها ذاكرة موزعة خاصة بها.
ما هي المعالجات المتعددة Multiprocessor computers in networks
المعالجات المتعددة هو جهاز حاسوب يستعمل لمعالجة وتنفيذ تدفقات التعليمات المعزولة المتوفرة في مساحة عنوان واحدة، حيث إنها مجموعة واسعة من المعالجات المتعددة وهي أجهزة الذاكرة المشتركة، والتي تم إنشاؤها عن طريق ربط معالجات مختلفة ببنك ذاكرة واحده أو أكثر بمساعدة ناقل أو مفتاح.
المعالجات المتعددة عبارة عن نظام كمبيوتر به وحدتان أو أكثر من وحدات المعالجة المركزية (CPUs)، حيث تتحدّ في الوصول الكامل إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) الشائعة، والهدف الرئيسي من استعمال المعالجات المتعددة هو زيادة سرعة تنفيذ النظام مع أهداف أخرى تتمثل في التسامح مع الخطأ ومطابقة التطبيقات.
مع العلم هناك نوعان من المعالجات المتعددة، أحدهما يسمى الذاكرة المشتركة متعددة المعالجات والآخر متعدد المعالجات للذاكرة الموزعة، وفي المعالجات المتعددة للذاكرة المشتركة تشترك جميع وحدات المعالجة المركزية في الذاكرة المشتركة ولكن في المعالجات المتعددة للذاكرة الموزعة كل وحدة معالجة مركزية لها ذاكرة خاصة بها.
1. تطبيقات المعالجات المتعددة Multiprocessor
معالج متعدد ، مثل التعليمات الفردية ، ودفق بيانات متعدد (SIMD) والذي يستخدم عادة لمعالجة المتجهات وسلسلة متعددة من التعليمات في منظور واحد مثل التعليمات المتعددة، ودفق البيانات الفردي (MISD) والذي يستخدم لوصف معالجات الترابط المفرط أو المعالجات عبر الأنابيب، داخل نظام واحد لتنفيذ سلسلة فردية ومتعددة من التعليمات في وجهات نظر متعددة، مثل التعليمات المتعددة ، وتدفق البيانات المتعددة (MIMD).
2. فوائد استخدام المعالجات المتعددة Multiprocessor
- تعزيز الأداء.
- تطبيقات متعددة.
- تعدد المهام داخل التطبيق.
- الإنتاجية العالية والاستجابة.
- تقاسم الأجهزة بين وحدات المعالجة المركزية.
ما هي الحواسيب متعددة Multiple computers in networks
نظام الحواسيب المتعددة هو نظام كمبيوتر به معالجات متعددة متصلة ببعضها البعض لحل مشكلة ما، حيث لكل معالج ذاكرة خاصة به ويمكن الوصول إليها بواسطة هذا المعالج المحدد ويمكن لهذه المعالجات التواصل مع بعضها البعض عبر شبكة ربط بيني.
أجهزة الحواسيب المتعددة هي أجهزة الكمبيوتر، حيث يمكن للمعالجات تنفيذ تدفقات تعليمات منفصلة ولها ذاكرة فردية خاصة بها، وهذه ليست قادرة على الوصول إلى الذكريات الأخرى المرتبطة بمعالجات أخرى، مع العلم أنّ معظم أجهزة الكمبيوتر المتعددة هي الآلات ذاكرة مميزة تم إنشاؤها عن طريق ربط العقد، حيث تشتمل كل عقدة على معالج دقيق وبعض الذاكرة).
نظراً؛ لأن الحواسيب المتعددة قادرة على تمرير الرسائل بين المعالجات، فمن الممكن تقسيم المهمة بين المعالجات وذلك لإكمال المهمة وبالتالي يمكن استخدام كمبيوتر متعدد للحوسبة الموزعة، حيث يعتبر بناء جهاز كمبيوتر متعدد أسهل من حيث التكلفة ومن الأسهل مقارنةً ببناء المعالجات المتعددة.
الفرق بين المعالجات المتعددة والحواسيب المتعددة
المعالجات المتعددة عبارة عن نظام به وحدتان أو أكثر من وحدات المعالجة المركزية (CPUs) القادرة على أداء مهام متعددة حيث يكون الكمبيوتر متعدد المعالجات عبارة عن نظام به معالجات متعددة متصلة عبر شبكة ربط لأداء مهمة حسابية، حيث أنّ النظام متعدد المعالجات هو جهاز كمبيوتر واحد يعمل مع وحدات معالجة مركزية متعددة حيث يكون نظام متعدد المعالجات عبارة عن مجموعة من أجهزة الكمبيوتر التي تعمل كجهاز كمبيوتر واحد.
حيث يعد إنشاء أجهزة كمبيوتر متعددة أسهل وأقل تكلفة من المعالجات المتعددة في النظام متعدد المعالجات، مع العلم يميل البرنامج إلى أن يكون أسهل، وتارةً يميل البرنامج إلى أن يكون أكثر صعوبة كما هو الحال في نظام الحواسيب المتعددة كما تدعم المعالجات المتعددة الحوسبة المتوازية، وتدعم الحواسيب المتعددة الحوسبة الموزعة.
يتمثل المعالجات المتعددة والحواسيب المتعددة التنوع الأساسي بينهما في أن المعالجات المتعددة عبارة عن كمبيوتر منفرد يحتوي على العديد من المعالجات المترابطة مع موارد الحوسبة الشائعة مثل الذاكرة وأجهزة الإدخال و الإخراج، وعلى العكس من ذلك يتم إنشاء أجهزة الكمبيوتر المتعددة عن طريق ربط العديد من أجهزة الكمبيوتر المستقلة من خلال شبكة ولكل نظام مستقل مورده الحاسوبي الخاص به، وفي النموذج التالي المقارنة بين المعالجات المتعددة مقابل الحواسيب المتعددة.
| MULTICOMPUTER | MULTIPROCESSOR | BASIS FOR COMPARISON |
|---|---|---|
| Interlinked multiple autonomous computers | Multiple processors in a single computer | Basic |
| Multiple distributed | Single shared | Memory attached to the processing elements |
| Not necessary | Mandatory | Communication between processing elements |
| Static network | Dynamic network | Type of network |
| Message passing multicomputer | Sequent symmetry S-81 | Example |
نماذج تأتي تحت المعالجات المتعددة Multiprocessor computers in networks
1. نموذج UMA (الوصول الموحد للذاكرة)
يشترك هذا النموذج في الذاكرة الفعلية بطريقة موحدة بين المعالجات حيث تتمتع جميع المعالجات بوقت وصول متساوٍ لجميع كلمات الذاكرة.
2. نموذج NUMA (الوصول إلى الذاكرة غير المنتظم)
يمكن اعتباره المعالجات المتعددة للذاكرة المشتركة فقط حيث يمكن أن يختلف وقت الوصول فيما يتعلق بموقع كلمة الذاكرة هناك نوعان مختلفان من نموذج NUMA.
3. نموذج COMA (بنية ذاكرة التخزين المؤقت فقط)
يتكون هذا النموذج من مزيج من المعالجات المتعددة وذاكرة التخزين المؤقت، حيث إنه يغيّر الذاكرة الموزعة إلى ذاكرات مؤقتة وهي حالة استثنائية لـ “NUMA”، حيث إنه يفتقر إلى استخدام التسلسل الهرمي للذاكرة وتتكون مساحة العنوان العالمية من دمج جميع ذاكرات التخزين المؤقت.
4. نموذج NORMA على أجهزة الكمبيوتر المتعددة
يرمز نموذج “NORMA” إلى “No-Remote Memory Access”، حيث تتواصل العقد الذاتية المتعددة التي تحتوي على معالج وذاكرة محلية وأقراص مرتبطة وأجهزة طرفية للإدخال أو الإخراج من خلال تمرير الرسائل بدلاً من الاتصال المباشر.
الاختلافات الرئيسية بين الحواسيب المتعددة والمعالجات
المعالجات المتعددة هو جهاز كمبيوتر واحد، حيث توجد فيه العديد من المعالجات مقابل ذلك تحتوي أجهزة الكمبيوتر المتعددة على العديد من أجهزة الكمبيوتر المستقلة، حيث أنّ هناك العديد من عناصر المعالجة المستخدمة في المعالجات المتعددة ولكن ليس لديهم ذكريات فردية خاصة بهم بدلاً من ذلك تشترك في ذاكرة واحدة.
وفي المقابل تحتوي أجهزة الكمبيوتر المتعددة على العديد من عناصر المعالجة جنباً إلى جنب مع ذاكرتها الخاصة وموارد الإدخال و الإخراج، بدلاً من مشاركة الذاكرة التي تنفذ الذاكرة الموزعة، سوف يحتاج نموذج المعالجات المتعددة إلى الاتصال المناسب بين عناصر المعالجة والذاكرة من أجل التخصيص الفعال للموارد.
على العكس من ذلك، حيث لا يوجد تفاعل بين عناصر المعالجة وموارد الذاكرة، لذلك سوف تستخدم المعالجات المتعددة شبكة ديناميكية يمكن من خلالها إعادة ترتيب روابط الاتصال عن طريق ضبط وحدة التبديل النشطة للنظام، وعلى العكس من ذلك تستخدم أجهزة الكمبيوتر المتعددة شبكة ثابتة.
حيث يتم إصلاح اتصال وحدات التبديل وتحديدها عن طريق التوصيلات المباشرة من نقطة إلى نقطة، حيث يشار إلى المعالجات الدقيقة على أنها الأنظمة المترابطة بإحكام بينما تُعرف الحواسيب المتعددة بالأنظمة المترابطة بشكل فضفاض.
