Spikker 6
Arvi Tavast
Avaldatud Arvutimaailmas nr 10/98
Arvutusvõimsused muudkui kasvavad. Lisaks ainsa arvutis oleva protsessori töökiiruse tõstmisele rakendatakse üha suurema võimsuse saavutamiseks sageli protsessorite arvu suurendamist. Selleks on mitu võimalust, millest igaüks sobib teatud liiki rakendustesse.
Palju arvutit
Kõigepealt üldised mõisted:
Multitegumtöö (multitasking) on operatsioonisüsteemi võime täita ühel protsessoril vaheldumisi mitut tegumit nii, et kasutajale jääb mulje nende üheaegsest täitmisest. Seda oskavad tänapäeval pea kõik levinud operatsioonisüsteemid. Traditsiooniliselt on umbes samas tähenduses kasutatud ka multiprogrammtööd (multiprogramming), kuid uuemates sõnastikes esineb teda üha vähem. Rangelt võttes nad päris sünonüümid ei ole: nagu arvata võikski, vaheldatakse multitegumtöö puhul tegumeid ja multiprogrammtöö puhul programme, aga samas on nt ISO standardis tegum defineeritud kui moodul ja moodul kui programmiüksus, nii et praktilisel igapäevasel tasemel pole vaja vahet teha. Multiprogrammingu teine tähendus on inimese tegevus multiprotsessorsüsteemile programmide kirjutamisel, eesti vaste multiprogrammeerimine.
Hargtöötlus (multithreading) on rakenduse võime täita enda sees mitut ülesannet üheaegselt, näiteks printida dokumenti ja jätkata samal ajal teksti sisestust. Väga paljud uuemad rakendused saavad sellega vähemalt mingis ulatuses hakkama.
Rööptöötlus (parallel processing) tähendab mitmes omavahel ühendatud, umbes ühesuguses protsessoris üheaegselt toimuvat töötlust.
Multitöötlust (multiprocessing) kasutatakse sageli rööptöötluse sünonüümina. Kui tahetakse teises tähenduses rööptöötlusest eristada, siis tehakse seda nii: rööptöötluses on kõigile protsessoritele õnnestunud anda umbes ühesugust tööd, aga multitöötluses võivad protsessorid olla spetsialiseeritud. Mõnikord kasutatakse sama sõna ka multitegumtöö sünonüümina.
Ja nüüd konkreetsed realisatsioonide klassid:
SMP, sümmeetriline multitöötlus (symmetric multiprocessing): tugevalt sidestatud (tightly coupled) ehk ühismäluga (shared memory) SMP on arvutiarhitektuur, milles kaks või enam protsessorit kasutab ühist põhimälu, ühist operatsioonisüsteemi eksemplari ja ühist rakendusprogrammi eksemplari, ning töötleb samu andmeid. Koormust jaotab protsessorite vahel operatsioonisüsteem, kuid rakendus peab enda jaotamist võimaldama (st peab oskama hargtöötlust). "Sümmeetriline" tähistab protsessorite võrdsust, igaüks võib täita suvalist osa ülesandest. Praktilistes realisatsioonides kiputakse siiski protsessoreid spetsialiseerima (näiteks et üks töötleb kõiki katkestusi või teine teeb kõik andmebaasipöördused) või vähemalt korraldama tööd nii, et võimaluse korral käib iga protsess lõpuni sellel protsessoril, kus ta alustas. Ühiste ressursside kasutamise tõttu on protsessorite võimalik arv sellises süsteemis piiratud enamasti 8-ga; edasine protsessorite lisamine ei suurenda jõudlust ning hakkab teda lõpuks koguni vähendama. Näide: nelja Pentium II-ga Windows NT server.
Nõrgalt sidestatud (loosely coupled) ehk ühiskettaga (shared disk) SMP on ühise ketassalvestiga arhitektuur, kus põhimälu on igal protsessoril oma. Selliseid SMP-süsteeme nimetatakse mõnikord ka klastriteks (cluster) ning nende eelis on suurem liiasus: igal protsessoril on enamasti oma korpus ja toiteplokk. Klastrid oskavad tavaliselt ühe töötlusseadme tõrke korral koormust "lennult" teiste vahel ümber jaotada, suurendades nii tõrkekindlust. Ühiskettaga süsteemi võib protsessoreid lisada veidi rohkem, enamasti kuni 12. Koormust jaotab endiselt operatsioonisüsteem, kuid kuna ketta kaudu andmete vahetamine protsessorite vahel on aeglasem kui ühismälu puhul, siis seatakse kõrgemad nõudmised rakenduse hargtöötlusvõimele. Näide: mitmesuguste tootjate UNIX-serverid Oracle'i andmebaasiga.
MPP, hulgirööptöötlus (massively parallel processing). Arvutiarhitektuur, kus ühe ülesande kallal töötab suur hulk protsessoreid, millest igaühel on oma mälu, oma operatsioonisüsteemi eksemplar, oma rakenduse eksemplar ja oma osa andmetest, mida ta töötleb sõltumatult ülejäänutest. MPP-arvutites on tavaliselt 64 protsessorit või rohkem, sageli tuhandeid. Protsessorid suhtlevad omavahel sõnumite vahetamise teel spetsiaalse ülikiire võrgu kaudu, kasutajate jaoks on eraldi tavaline Ethernet. Kõige paremini sobib MPP ülesannetesse, mida saab kergesti jagada omavahel sõltumatuteks osadeks, näiteks pilditöötlus, andmebaasiotsingud, teadusarvutused. Jaotamise eest peab hoolitsema rakendus, mis teeb rakendusprogrammeerimise nendel süsteemidel keerukamaks. Raskemini jaotatavates rakendustes kulub protsessorite omavahelisele sidele nii palju ressursse, et MPP eelised lähevad kaduma. Näide: IBM-i SP2 või selle tuntud teisend malearvuti Deep Blue.
Viisard
Veel tahaksin lühidalt mainida üht sõna, millega veidi aega tagasi ise hädas olin ja millega on jama olnud varemgi.
Arvutikasutaja sõnastikus ja Office'i raamatus on wizardi vastena kasutatud sõna tark, sõnastikus kirjeldatud kui "interaktiivne abivahend MS tarkvaratoodetes, aitab kasutajal teha keerukamaid operatsioone". See sõna sai omal ajal valitud ta liitumisomaduste poolest, sest Office'i juures läks vaja hulgaliselt liitsõnu nagu kirjatark, faksitark jne. Targa nõrk külg on nadi kasutatavus eraldiseisvana.
Nüüd on elu niipalju edasi läinud, et need elukad pole enam sugugi piiratud MS-i toodetega, vaid muutunud pigem üleüldiseks suundumuseks kasutajaliideste alal. Kõikvõimalikud asjad on wizard-based, simplified by wizards vms. Tõlgetes on hakanud üha enam vaja minema wizardit kui niisugust.
Kui olin ühe järjekordse tõlkega hädas, pakkus Vello Hanson sõna viisard, tulenevalt murdesõnast viisas (tähendusega 'tark, kaval'), mis sobib väga hästi ka praegu kõnekeeles kasutatava inglise wizardi mugandatud hääldusega. Ühele väga soliidsele asutusele tehtud tõlkes olen pakutud sõnaga juba tähistanud installiprogrammi, soovitan teistelegi. Kõik vastuargumendid on väga teretulnud aadressil Arvi.Tavast@mail.ee.
©
Imprimaatur
Kõik
õigused reserveeritud