应用于计算机的多处理是计算机在物理上不止一个处理器的一种操作形式。目的是愿意同时运行程序的不同部分。
这些多个中央处理器(CPU)紧密通信,共享计算机的总线,内存和其他外围设备。由于可以使用多个处理器,因此可以同时运行多个进程。
资料来源:卡扎杜姆
多处理更多地是指CPU单元的数量,而不是同时运行的进程的数量。如果硬件提供了多个处理器,那么就是多处理。这是系统利用多个处理器的计算能力的能力。
当您想以足够高的速度处理大量数据时,多处理系统非常有用。这些系统主要用于天气预报,卫星控制等应用中。
这种多处理系统首先出现在大型计算机或大型机中,然后降低其成本以确保将其包含在个人计算机中。
什么是多处理?
在多处理系统的支持下,多个进程可以并行执行。
假设进程Pr1,Pr2,Pr3和Pr4正在等待执行。在单处理器系统中,将首先运行一个进程,然后运行下一个,再运行另一个,依此类推。
但是,通过多处理,可以将每个进程设置为特定的CPU进行处理。
如果它是具有两个处理器的双核处理器,则可以同时执行两个进程,因此速度将是原来的两倍。同样,四核处理器将比单个处理器快四倍。
当分配给每个处理器执行的特定功能时,他们将能够执行自己的工作,将指令集传递到下一个处理器,并开始处理新的指令集。
例如,较大的处理器可以使用“从属”处理器来执行各种清理任务,例如内存管理。
同样,可以使用不同的处理器来管理数据通信,内存存储或算术功能。
多处理和多程序之间的区别
一个系统通过在物理上具有多个处理器来进行多处理,并且在有多个进程同时运行时可以进行多程序处理。
因此,多处理与多处理之间的区别在于,多处理在多个处理器上同时运行多个进程,而多处理则将多个程序保留在主内存中,并通过单个CPU同时运行它们。
也就是说,多处理是通过并行处理发生的,而多编程是在单个CPU从一个进程切换到另一个进程时发生的。
要求
为了有效地使用多处理系统,计算机系统必须具有以下功能:
处理器支持
您必须具有一组能够在多处理系统中使用它们的处理器。
主板支架
能够容纳和处理多个处理器的主板。这意味着增加了芯片的附加插槽或插槽。
操作系统支持
整个多处理任务由操作系统管理,该操作系统分配要由系统中各个处理器执行的不同任务。
据说设计用于多处理的应用程序是缝合的,这意味着它们被划分为可以独立运行的较小例程。
这允许操作系统允许这些线程同时在一个以上的处理器上运行,从而实现多处理和更好的性能。
多重处理的类型
对称多处理
在这种类型的多处理中,所有处理器在相同的相等级别上都具有相互关系,即它们之间没有主从关系。
所有处理器都相互通信,因为每个处理器都包含相同操作系统的副本。
对称多处理系统的一个示例是用于Multimax计算机的Unix的Encore版本。
非对称多处理
在这种类型的多处理中,有一个主处理器向所有其他处理器发出指令,并为每个处理器分配一个先前定义的任务。这是最经济的选择,可以保持处理器之间的主从关系。
这种类型的多处理仅在引入对称多处理器之前存在。
优点
更高的生产力
通过多处理,您将在更短的时间内完成更多任务。
如果多个处理器一起工作,则系统性能会通过增加每单位时间执行的进程数来提高。
更高的可靠性
当处理器出现故障时,多处理将变得更加可靠,因为在这种情况下,系统将变慢,但不会崩溃。这种即使失败仍然能够继续工作的能力被称为正常降级。
例如,如果在五个处理器中有一个出现故障,则该作业不会失败,但是其余四个处理器将共享发生故障的处理器的工作。因此,系统将运行慢20%,而不是完全崩溃。
节省金钱
这些系统可以比单处理器系统节省大量资金,因为这些处理器可以共享电源,外围设备和其他设备。
如果有多个共享数据的进程,则最好在多处理系统中对它们进行编程以共享数据,而不是让不同的计算机系统具有该数据的多个副本。
缺点
购买成本较高
尽管从长远来看,多处理系统比使用多计算机系统便宜,但它们仍然相当昂贵。
购买带有单处理器的简单系统要比多处理器系统便宜得多。
复杂的作业系统
多处理系统中需要更复杂的操作系统。
这是因为有多个共享内存,设备等的处理器。与只有一个处理器的情况相比,分配给进程的资源要复杂得多。
需要大量内存
多处理系统中的所有处理器共享主内存。因此,与单处理器系统相比,需要更大的内存池。
参考文献
- 迪内什·塔库(Dinesh Thakur)(2019)。定义多处理器操作系统。Ecomputer Notes摘自:ecomputernotes.com。
- Tutorials Point(2019)。多任务,多线程和多处理之间的区别。摘自:tutorialspoint.dev。
- 不列颠百科全书(2019)。多处理。摘自:britannica.com。
- Techopedia(2019)。多处理器。摘自:ceilingpedia.com。
- 克里斯蒂·卡斯特罗(Kristi Castro)(2018)。多处理器系统。教程点。摘自:tutorialspoint.com。