parallel processing n.
Download
Skip this Video
Download Presentation
Parallel Processing

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 28

Parallel Processing - PowerPoint PPT Presentation


  • 128 Views
  • Uploaded on

Parallel Processing. Organisasi Komputer II STMIK – AUB SURAKARTA. Introduction. Tradisional  Komputer dianggap sebagai mesin sekuensial  CPU mengeksekusi program sesuai instruksi mesin secara berurutan dan satu per satu  TIDAK SELURUHNYA BENAR! Bukti :

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Parallel Processing' - shaun


Download Now An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
parallel processing

Parallel Processing

Organisasi Komputer II

STMIK – AUB SURAKARTA

introduction
Introduction
  • Tradisional  Komputer dianggap sebagai mesin sekuensial  CPU mengeksekusi program sesuai instruksi mesin secara berurutan dan satu per satu  TIDAK SELURUHNYA BENAR!
  • Bukti :
    • Operasi mikro  sinyal kontrol dibuat bersamaan
    • Pipelining instruksi
  • Perkembangan teknologi  penggunaan paralelisme lebih lanjut
introduction1
Introduction
  • Multiprocessing
  • Komputasi vektor
  • Organisasi prosesor paralel
multiprocessing
MULTIPROCESSING
  • Loosely Coupled Microprocessing
    • Terdiri dari kumpulan sistem yang relatif bersifat otonom, masing-masing CPU memiliki memori utama dan saluran I/Onya sendiri
    • Sering disebut multikomputer
  • Functionality Specialized Processors
    • Contoh : prosesor I/O
    • Terdapat sebuah master, general-purpose CPU, dan CPU khusus dikontrol oleh CPU master dan memberikan layanan kepadanya.
multiprocessing1
Multiprocessing
  • Tightly Coupled Multiprocessing
    • Mutiprosesor
      • Terdiri dari himpunan prosesor yang menggunakan bersama memori utama dan berada di bawah kontrol terintegrasi suatu sistem operasi.
  • Parallel Processing
    • Multiprosesor yang dipasangkan dengan kuat yang dapat mengerjakan secara kooperatif sebuah pekerjaan secara paralel
tightly coupled multiprocessing multiprosesor
Tightly Coupled Multiprocessing - Multiprosesor
  • Mengandung dua atau lebih prosesor general-purpose yang memiliki kemampuan yang setara.
  • Semua prosesor memiliki akses bersama ke memori global (umum). Beberapa memori lokal (private) dapat juga digunakan.
  • Semua prosesor memiliki akses bersama ke perangkat I/O, baik melalui saluran yang sama atau melalui saluran yang berbeda yang menyediakan lintasan ke perangkat yang sama
  • Sistem dikontol oleh sebuah sistem operasi yang terintegrasi yang menyediakan interaksi antara prosesor dengan program-program pada tingkatan job,task, file, dan data
organisasi sistem multiprosesor
Organisasi Sistem Multiprosesor
  • Time-Shared Bus
  • Multiport Memory
  • Central Control Unit
time shared bus
Time-Shared Bus
  • Mekanisme pembentukan sistem multiprosesor yang paling sederhana.
  • Struktur dan antarmuka sama seperti sistem prosesor tunggal yang menggunakan interkoneksi bus.
feature feature bus
Feature-feature Bus
  • Addresing
    • Pengalamatan harus dapat membedakan modul-modul pada bus untuk menentukan sumber dan tujuan data.
  • Arbitration
    • Setiap modul I/O dapat berfungsi sebagai “master” pada sementara waktu.
    • Mekanisme disediakan untuk menentukan permintaan-permintaan yang melakukan persaingan dalam memperoleh kontrol bus dengan menggunakan sejumlah teknik prioritas.
  • Time Sharing
    • Apabila sebuah modul sedang melakukan pengontrolan terhadap bus, maka modul-modul lainnya dikunci dan apabila perlu, harus menahan operasi sampai dengan akses bus diperoleh
kelebihan organisasi bus
Kelebihan Organisasi Bus
  • Kesederhanaan
    • Antarmuka fisik dan logika pengalamatan, arbitrasi serta time-sharing seluruh prosesor tetap sama seperti pada sistem prosesor tunggal.
  • Fleksibilitas
    • Organisasi bus pada umumnya mudah untuk dikembangkan dengan cara menambahkan CPU yang lebih banyak ke bus
  • Reliabilitas
    • Pada dasarnya bus adalah media yang pasif, dan kegagalan suatu perangkat yang terhubung tidak akan menyebabkan kegagalan sistem secara keseluruhan.
kekurangan organisasi bus
Kekurangan Organisasi Bus
  • Penurunan Kinerja  seluruh referensi memori dilewatkan melalui bus umum  kecepatan sistem dibatasi oleh siklus waktu.
  • Untuk meningkatkan kinerja  melengkapi setiap CPU dengan memori cache untuk mengurangi jumlah akses
  • Penggunaan cache menimbulkan pertimbangan rancangan yangbaru  jika suatu word diubah pada sebuah cache dapat menginvalidkan word pada cache lainnya.  CPU harus selalu diberitahu tiap kali terjadi update
multiport memory
Multiport Memory
  • Memungkinkan akses modul-modul memori utama secara langsung dan independen oleh CPU dan modul I/O.
  • Diperlukan logika berkaitan dengan memori agar tidak terjadi konflik  Meng-assign prioritas yang permanen bagi semua port memori.
  • Kinerja lebih baik dibanding bus  masing-masing prosesor memiliki llintasan berdedikasi ke masing-masing modul memori.
  • Memungkinkan melakukan konfigurasi memori secara “private” bagi sebuah CPU atau lebih dan modul-modul I/O  mencegah akses yang tidak diizinkan dan pengubahan oleh prosesor lain
central control unit
Central Control Unit
  • Menyalurkan aliran data yang terpisah secara bolak-balik di antara modul-modul yang independen : CPU, memori, modul I/O.
  • Pengontrol dapat membufferkan permintaan dan melakukan fungsi arbitrasi dan pewaktuan.
  • Pengontrol dapat melewatkan pesan-pesan status dan kontrol di antara CPU-CPU dan melakukan peringatan update cache.
central control unit1
Central Control Unit
  • Seluruh logika untuk pengkoordinasian konfigurasi multiport dikonsentrasikan di unit kontrol pusat  antarmuka modul I/O, memori dan CPU tidak begitu terganggu.  fleksibilitas dan kemudahan interfacing pendekatan bus.
  • Kelemahan  unit kontrol menjadi cukup rumit
  • Umum digunakan untuk sistem mainframe berprosesor jamak  IBM S/370
sistem operasi multiprosesor
Sistem Operasi Multiprosesor
  • Adanya suatu sistem operasi tunggal yang mengontrol sumber-sumber daya sistem  tampak sebagai sistem multiprogramming berprosesor tunggal.
  • Sistem operasilah yang memiliki tanggung jawab untuk menjadwalkan eksekusi job dan proses tersebut dan mengalokasi sumber daya.
sistem operasi multiprosesor1
Sistem Operasi Multiprosesor
  • Memiliki tujuh fungsi :
    • Alokasi sumber daya dan manajemen
    • Tabel dan proteksi data
    • Penghindaran deadlock sistem
    • Penghentian tak normal
    • Penyeimbangan pembebanan I/O
    • Penyeimbangan pembebanan prosesor
    • Konfigurasi kembali
sistem operasi multiprosesor2
Sistem Operasi Multiprosesor
  • Tanggungjawab SO  mengetahui keefisienan penggunaan sumber daya  jika tidak diketahui, akan terjadi pemborosan pada sistem CPU yang berjumlah banyak.
  • Merekonfigurasi sistem apabila terjadi kegagalan prosesor, dengan melanjutkan operasi pada tingkatan kinerja yang lebih rendah.
penjadwalan multiprosesor
Penjadwalan Multiprosesor
  • Dua fungsi penjadwalan job :
    • Apakah proses didedikasikan bagi prosesor
    • Bagaimana proses dijadwalkan oleh prosesor
  • Sistem operasi harus menjamin bahwa dua prosesor tidak memilih proses yang sama dan proses-proses tidak akan hilang dari antrian
komputasi vektor
KOMPUTASI VEKTOR
  • Kinerja komputer general purpose berukuran mainframe terus berkembang  perkembangan aplikasi berada di luar kemampuan mainframe modern  masalah-masalah matematik di bidang aerodinamika, seismologi, meteorologi, fisika.
  • Ditandai dengan kebutuhan perhitungan program yang besar dan berulang-ulang untuk melakukan operasi aritmetik floating point terhadap array bilangan.
  • Untuk menangani  SUPERKOMPUTER
superkomputer
Superkomputer
  • Mampu melakukan ratusan juta operasi floating point per detik dengan harga 10-15 juta dollar.
  • Superkomputer bertolakbelakang dengan mainframe yang dirancang untuk kebutuhan multiprogramming, superkomputer ditujukan untuk keperluan kalkulasi numerik  umumnya digunakan untuk keperluan pusat penelitian dan kantor yang bergerak di bidang ilmiah dan rekayasa.
peningkatan kinerja superkomputer
Peningkatan Kinerja Superkomputer
  • Superkomputer dioptimasikan untuk kebutuhan komputasi vektor, namun pada dasarnya superkomputer adalah sebuah komputer general-purpose yang memiliki kemampuan menangani tugas-tugas pengolahan skalar dan data yang umum.
  • Tugas utama : melakukan operasi-operasi aritmatik terhadap array atau vektor bilangan-bilangan floating point.
  • Iterasi diubah menjadi vector processing (paralelisme dalam komputasi vektor) atau parallel processing
peningkatan komputasi vektor
Peningkatan Komputasi Vektor
  • ALU Pipelined
  • ALU Paralel  unit kontrol mengirimkan data ke ALU-ALU sehingga ALU-ALU tersebut dapat berfungsi secara paralel.
  • Prosesor Paralel  pembagian tugas menjadi beberapa proses yang akan dieksekusi secara paralel.
multiple processor organization
MULTIPLE PROCESSOR ORGANIZATION
  • Single instruction, single data stream - SISD
  • Single instruction, multiple data stream - SIMD
  • Multiple instruction, single data stream - MISD
  • Multiple instruction, multiple data stream- MIMD
single instruction single data stream sisd
Single Instruction, Single Data Stream - SISD
  • Single processor
  • Single instruction stream
  • Data stored in single memory
  • Uni-processor
  • Satu CPU yang mengeksekusi instruksi satu persatu dan menjemput atau menyimpan data satu persatu
single instruction multiple data stream simd
Single Instruction, Multiple Data Stream - SIMD
  • Single machine instruction
  • Controls simultaneous execution
  • Number of processing elements
  • Lockstep basis
  • Each processing element has associated data memory
  • Each instruction executed on different set of data by different processors
  • Vector and array processors
  • Satu unit kontrol yang mengeksekusi aliran tunggal instruksi, tetapi lebih dari satu Elemen Pemroses
multiple instruction single data stream misd
Multiple Instruction, Single Data Stream - MISD
  • Sequence of data
  • Transmitted to set of processors
  • Each processor executes different instruction sequence
  • Never been implemented
  • Mengeksekusi beberapa program yang berbeda terhadap data yang sama.
multiple instruction multiple data stream mimd
Multiple Instruction, Multiple Data Stream- MIMD
  • Set of processors
  • Simultaneously execute different instruction sequences
  • Different sets of data
  • SMPs, clusters and NUMA systems
  • Juga disebut multiprocessors, dimana lebih dari satu proses dapat dieksekusi berikut terhadap dengan datanya masing-masing