MULTIPROCESSING: WAARUIT HET BESTAAT, SOORTEN, VEREISTEN, VOORDELEN - TECHNOLOGIE - 2025

De multiprocessing , toegepast op de computer, is een vorm van werking van een computer waarbij het fysiek meer dan één processor is. Het doel is om bereid te zijn om verschillende delen van een programma tegelijkertijd te laten draaien.

Deze meerdere centrale verwerkingseenheden (CPU's) staan ​​in nauwe verbinding met elkaar en delen de bus, het geheugen en andere randapparatuur van de computer. Omdat er meerdere processors beschikbaar zijn, kunnen meerdere processen tegelijkertijd worden uitgevoerd.

Bron: Khazadum

Multiprocessing verwijst meer naar het aantal CPU-eenheden dan naar het aantal processen dat tegelijkertijd wordt uitgevoerd. Als de hardware meer dan één processor biedt, is dat multiprocessing. Het is het vermogen van het systeem om de rekenkracht van meerdere processors te benutten.

Het multiprocessing-systeem is erg handig als u een voldoende hoge snelheid wilt hebben om een ​​grote set gegevens te verwerken. Deze systemen worden meestal gebruikt in toepassingen zoals weersvoorspelling, satellietcontrole, etc.

Dit type multiprocessing-systeem verscheen voor het eerst in grote computers of mainframes, voordat het de kosten verlaagde om ervoor te zorgen dat het in personal computers werd opgenomen.

Wat is multiprocessing?

Met de ondersteuning van een multiprocessing-systeem kunnen meerdere processen parallel worden uitgevoerd.

Stel dat de processen Pr1, Pr2, Pr3 en Pr4 wachten om te worden uitgevoerd. In een systeem met één processor wordt het ene proces eerst uitgevoerd, dan het volgende, dan het andere, enzovoort.

Bij multiprocessing kan elk proces echter voor verwerking op een bepaalde CPU worden ingesteld.

Als het een dual-core processor is, met twee processoren, kunnen twee processen tegelijkertijd worden uitgevoerd en zijn deze dus twee keer zo snel. Op dezelfde manier zal een quad-coreprocessor vier keer sneller zijn dan een enkele processor.

Omdat elke processor een bepaalde functie moet uitvoeren, kunnen ze hun werk uitvoeren, de set instructies aan de volgende processor bezorgen en aan een nieuwe set instructies gaan werken.

Een grotere processor zou bijvoorbeeld "slaaf" -processors kunnen gebruiken om verschillende schoonmaaktaken uit te voeren, zoals geheugenbeheer.

Evenzo kunnen verschillende processors worden gebruikt om datacommunicatie, geheugenopslag of rekenkundige functies te beheren.

Verschil tussen multiprocessing en multiprogrammering

Een systeem is multiprocessing door fysiek meer dan één processor te hebben, en het kan multiprogrammering zijn als er meerdere processen tegelijkertijd worden uitgevoerd.

Daarom is het verschil tussen multiprocessing en multiprocessing dat multiprocessing meerdere processen tegelijkertijd op meerdere processors uitvoert, terwijl multiprocessing meerdere programma's in het hoofdgeheugen houdt en ze tegelijkertijd door een enkele CPU laat lopen.

Dat wil zeggen, multiprocessing vindt plaats via parallelle verwerking, terwijl multiprogrammering plaatsvindt wanneer een enkele CPU van het ene proces naar het andere overschakelt.

Voorwaarden

Om het multiprocessing-systeem effectief te gebruiken, moet het computersysteem het volgende hebben:

Processor ondersteuning

U moet een reeks processors hebben die de mogelijkheid hebben om ze in een multiprocessing-systeem te gebruiken.

Moederbord beugel

Een moederbord dat meerdere processors kan bevatten en verwerken. Dit betekent extra sockets of slots voor extra chips.

Besturingssysteem ondersteuning

De volledige multiprocessing-taak wordt beheerd door het besturingssysteem, dat de verschillende taken toewijst die door de verschillende processors in het systeem moeten worden uitgevoerd.

Toepassingen die zijn ontworpen om te worden gebruikt in multiprocessing, zijn naar verluidt gestikt, wat betekent dat ze zijn onderverdeeld in kleinere routines die onafhankelijk kunnen worden uitgevoerd.

Hierdoor kan het besturingssysteem deze threads tegelijkertijd op meer dan één processor laten draaien, wat resulteert in multiprocessing en betere prestaties.

Soorten multiprocessing

Symmetrische multiprocessing

Bij dit type multiprocessing hebben alle processors een onderlinge relatie op hetzelfde niveau van gelijkheid, dat wil zeggen dat er geen master-slave-relatie tussen hen is.

Alle processors communiceren met elkaar, aangezien elk een kopie van hetzelfde besturingssysteem bevat.

Een voorbeeld van het symmetrische multiprocessing-systeem is de Encore-versie van Unix voor de Multimax-computer.

Asymmetrische multiprocessing

Bij dit type multiprocessing is er een masterprocessor die instructies geeft aan alle andere processors en elk een vooraf gedefinieerde taak toewijst. Dit is de meest economische optie, waarbij een master-slave-relatie tussen de processors wordt gehandhaafd.

Dit type multiprocessing bestond alleen totdat symmetrische multiprocessors werden geïntroduceerd.

Voordeel

Hogere productiviteit

Met multiprocessing heb je meer taken in een veel kortere tijd voltooid.

Als meerdere processors samenwerken, nemen de systeemprestaties toe door het aantal uitgevoerde processen per tijdseenheid te verhogen.

Hogere betrouwbaarheid

Als een processor uitvalt, blijkt multiprocessing betrouwbaarder te zijn, omdat het systeem in deze situatie wel vertraagt, maar niet crasht. Dit vermogen om ondanks een storing te blijven werken, staat bekend als gracieuze degradatie.

Als bijvoorbeeld één processor uitvalt op een totaal van vijf, zal de taak niet mislukken, maar zullen de resterende vier processors het werk van de defecte processor delen. Daarom zal het systeem 20% langzamer werken in plaats van volledig te crashen.

Geld sparen

Deze systemen kunnen op lange termijn geld besparen ten opzichte van systemen met één processor, omdat de processors voedingen, randapparatuur en andere apparaten kunnen delen.

Als er meerdere processen zijn die gegevens delen, is het beter om ze in multiprocessing-systemen te programmeren om de gegevens te delen, in plaats van verschillende computersystemen te hebben met meerdere kopieën van die gegevens.

Nadelen

Hogere aanschafkosten

Hoewel multiprocessing-systemen op de lange termijn goedkoper zijn dan het gebruik van meerdere computersystemen, zijn ze nog steeds vrij duur.

Het is veel goedkoper om een ​​eenvoudig systeem met één processor te kopen dan een multiprocessorsysteem.

Complex besturingssysteem

Bij systemen met meerdere verwerkingen is een complexer besturingssysteem vereist.

Dit komt doordat er meerdere processors zijn die geheugen, apparaten enz. Delen. de verdeling van bronnen over de processen is ingewikkelder dan wanneer er maar één processor zou zijn.

Er is een grote hoeveelheid geheugen vereist

Alle processors in het multiprocessing-systeem delen het hoofdgeheugen. Daarom is een veel grotere geheugenpool vereist in vergelijking met systemen met één processor.

Referenties

1. Dinesh Thakur (2019). Definitie Besturingssysteem met meerdere processors. Ecomputernotities Afkomstig van: ecomputernotes.com.
2. Tutorials Point (2019). Verschil tussen multitasking, multithreading en multiprocessing. Genomen uit: tutorialspoint.dev.
3. Encyclopaedia Britannica (2019). Multiprocessing. Genomen uit: britannica.com.
4. Techopedia (2019). Multiprocessor. Genomen van: ceilingpedia.com.
5. Kristi Castro (2018). Multiprocessor-systemen. Tutorials Point. Genomen van: tutorialspoint.com.