مدیریت منابع پردازنده در LINQ
حافظه اصلی در محاسبات موازی یا به صورت حافظه اشتراکی است یا حافظه توزیع شده. معماری حافظه توزیع شده یا Distributed گاهی به صورت فیزیکی و گاهی به صورت منطقی است که در بهترین حالت پردازنده های سیستم در محاسبات موازی باید از حافظه های فیزیکی که به صورت محلی است، استفاده کنند.
همان طور که می دانید، محاسبات همزمان و موازی به چند صورت انجام می پذیرد: در حد بیت، خط دستور، اطلاعات و اجرای تکالیف همزمان که هر کدام از این انواع در چیدمان و معماری سیستم های همزمان تأثیر گذار هستند.
زمانی که پردازنده های کامپیوترها تک هسته ای بود، همزمانی اجرای دستورات نرم افزار با استفاده از Multi Threading انجام می شد که اگر چه واقعاً Cuncurrency یا همزمانی مطلق تحقق پیدا نمی کرد، اما با استفاده از نرم افزار امکان اجرای دستورات موازی با استفاده از رشته پردازشی (Thread) امکان پذیر بود. به عنوان مثال، در دات نت یا جاوا می توان نرم افزارهایی را طراحی کرد که چند عمل را به صورت موازی و همزمان انجام دهند.
از طرفی هر چه که پیش می رویم، هسته های پردازنده کامپیوتر ها بیشتر و بیشتر می شود. در دات نت ۴ که به تازگی از طرف شرکت مایکروسافت به بازار عرضه شده، قابلیت استفاده از چند پردازنده بیشتر از نسخه های قبلی تقویت شده است.
استفاده از کلاس هایی که در دات نت ۴ برای اجرای همزمان دستورات وجود دارد، از نسخه های قبلی بسیار آسان تر است تا آنجا که حتی دیگر به استفاده از رشته پردازشی و Thread Pool نیز به صورت مستقیم نیازی وجود ندارد ( با استفاده از System.Threading.Tasks در VS۲۰۱۰ می توان از این قابلیت ها استفاده کرد)، یکی از کامپوننت های دات نت که می توان تأثیر همزمانی را در آن بیشتر احساس کرد، LINQ است که از نسخه ۳ دات نت پا به عرصه وجود گذاشت و تحول عظیمی در سیستم های نرم افزاری که با پایگاه داده کار می کنند، ایجاد کرد.
LINQ با قابلیت پرس وجو یا Query در منابع اطلاعاتی به صورت جست وجو در Collection های (ListT) عمل می کند و PLINQ که Parallel LINQ است، اجرای الگوی همزمانی در این جست وجوها است که در دات نت ۴ به بازار معرفی شد. در PLINQ هدف استفاده کامل از تمامی پردازشگر ها و تمام ظرفیت آن ها است.
PLINQ این کار را با تکه تکه کردن منبع اطلاعاتی به تکه های Segment و اجرای جست وجو برای هر Segment در یک رشته به صورت موازی در چند پردازنده انجام می دهد. که این کار به افزایش سرعت اجرای Query ها کمک می کند.
شاید تا اینجا فکر کنید که همزمانی در اجرای پرس وجو ها همیشه سرعت سیستم را بالا می برد. اما همیشه این طور نیست و ملاحظاتی وجود دارد که باید در طراحی و اجرای دستورات PLINQ به آن توجه کرد. باید توجه داشت که سرعت بالاتر در PLINQ با استفاده از روش های خاصی به وجود می آید.
به عنوان مثال، اگر اجرای دستوری دو میلی ثانیه زمان بخواهد، اگر به صورت سریال اجرا شود برای اجرای صد دستور دویست میلی ثانیه زمان نیاز خواهیم داشت. اما اگر از یک سیستم با چهار هسته استفاده شود سیستم باید درپنجاه میلی ثانیه این عملیات را انجام دهد که باعث خواهد شد ۱۵۰ میلی ثانیه صرفه جویی زمانی به وجود آید.
حال محاسبه کنید اگر یک عملیات یک ثانیه طول بکشد، چه میزان صرفه جویی در زمان انجام عملیات به وجود می آید. در عملیاتی که سرعت، اهمیت بالایی در آن دارد و زمان اجرای آن طولانی است، استفاده از PLINQ کارایی بیشتری به سیستم می دهد.
عواملی را که در افزایش سرعت در جست وجوهای PLINQ تأثیر گذار است، می توان به چند دسته تقسیم کرد: نخست آن که باید قبل از استفاده از دستورات PLINQ به هزینه ای که پرس وجوها دارند، دقت کرد (مطابق مثال بالا). نکته دیگر دقت کردن به تعداد هسته هایی است که سیستم دارد. تعداد هسته های پردازنده و اختصاص دادن هر عملیات به هسته خاص تأثیر فراوانی در کار خواهد داشت.
عامل دیگر توجه به این موضوع است که در پرس وجو به چه ترتیبی از منابع استفاده می شود و چه ایندکس هایی در پایگاه داده قرار داده شده است. همچنین باید به تعداد و نوع عملیاتی که PLINQ انجام می دهد، دقت و نوع جمع آوری اطلاعات از آرایه ها و فهرست هایی که از جست وجوی هر کدام از منابع اطلاعاتی به دست می آید، توجه کرد. نکته آخر این که نحوه تقسیم بندی یا Partitioning اطلاعات در سگمنت ها برای سرعت در جست وجو از اهمیت بالایی برخوردار است.
منبع:افتاب
ارسال توسط کاربر محترم سایت : mohamadaminsh
همان طور که می دانید، محاسبات همزمان و موازی به چند صورت انجام می پذیرد: در حد بیت، خط دستور، اطلاعات و اجرای تکالیف همزمان که هر کدام از این انواع در چیدمان و معماری سیستم های همزمان تأثیر گذار هستند.
زمانی که پردازنده های کامپیوترها تک هسته ای بود، همزمانی اجرای دستورات نرم افزار با استفاده از Multi Threading انجام می شد که اگر چه واقعاً Cuncurrency یا همزمانی مطلق تحقق پیدا نمی کرد، اما با استفاده از نرم افزار امکان اجرای دستورات موازی با استفاده از رشته پردازشی (Thread) امکان پذیر بود. به عنوان مثال، در دات نت یا جاوا می توان نرم افزارهایی را طراحی کرد که چند عمل را به صورت موازی و همزمان انجام دهند.
از طرفی هر چه که پیش می رویم، هسته های پردازنده کامپیوتر ها بیشتر و بیشتر می شود. در دات نت ۴ که به تازگی از طرف شرکت مایکروسافت به بازار عرضه شده، قابلیت استفاده از چند پردازنده بیشتر از نسخه های قبلی تقویت شده است.
استفاده از کلاس هایی که در دات نت ۴ برای اجرای همزمان دستورات وجود دارد، از نسخه های قبلی بسیار آسان تر است تا آنجا که حتی دیگر به استفاده از رشته پردازشی و Thread Pool نیز به صورت مستقیم نیازی وجود ندارد ( با استفاده از System.Threading.Tasks در VS۲۰۱۰ می توان از این قابلیت ها استفاده کرد)، یکی از کامپوننت های دات نت که می توان تأثیر همزمانی را در آن بیشتر احساس کرد، LINQ است که از نسخه ۳ دات نت پا به عرصه وجود گذاشت و تحول عظیمی در سیستم های نرم افزاری که با پایگاه داده کار می کنند، ایجاد کرد.
LINQ با قابلیت پرس وجو یا Query در منابع اطلاعاتی به صورت جست وجو در Collection های (ListT) عمل می کند و PLINQ که Parallel LINQ است، اجرای الگوی همزمانی در این جست وجوها است که در دات نت ۴ به بازار معرفی شد. در PLINQ هدف استفاده کامل از تمامی پردازشگر ها و تمام ظرفیت آن ها است.
PLINQ این کار را با تکه تکه کردن منبع اطلاعاتی به تکه های Segment و اجرای جست وجو برای هر Segment در یک رشته به صورت موازی در چند پردازنده انجام می دهد. که این کار به افزایش سرعت اجرای Query ها کمک می کند.
شاید تا اینجا فکر کنید که همزمانی در اجرای پرس وجو ها همیشه سرعت سیستم را بالا می برد. اما همیشه این طور نیست و ملاحظاتی وجود دارد که باید در طراحی و اجرای دستورات PLINQ به آن توجه کرد. باید توجه داشت که سرعت بالاتر در PLINQ با استفاده از روش های خاصی به وجود می آید.
به عنوان مثال، اگر اجرای دستوری دو میلی ثانیه زمان بخواهد، اگر به صورت سریال اجرا شود برای اجرای صد دستور دویست میلی ثانیه زمان نیاز خواهیم داشت. اما اگر از یک سیستم با چهار هسته استفاده شود سیستم باید درپنجاه میلی ثانیه این عملیات را انجام دهد که باعث خواهد شد ۱۵۰ میلی ثانیه صرفه جویی زمانی به وجود آید.
حال محاسبه کنید اگر یک عملیات یک ثانیه طول بکشد، چه میزان صرفه جویی در زمان انجام عملیات به وجود می آید. در عملیاتی که سرعت، اهمیت بالایی در آن دارد و زمان اجرای آن طولانی است، استفاده از PLINQ کارایی بیشتری به سیستم می دهد.
عواملی را که در افزایش سرعت در جست وجوهای PLINQ تأثیر گذار است، می توان به چند دسته تقسیم کرد: نخست آن که باید قبل از استفاده از دستورات PLINQ به هزینه ای که پرس وجوها دارند، دقت کرد (مطابق مثال بالا). نکته دیگر دقت کردن به تعداد هسته هایی است که سیستم دارد. تعداد هسته های پردازنده و اختصاص دادن هر عملیات به هسته خاص تأثیر فراوانی در کار خواهد داشت.
عامل دیگر توجه به این موضوع است که در پرس وجو به چه ترتیبی از منابع استفاده می شود و چه ایندکس هایی در پایگاه داده قرار داده شده است. همچنین باید به تعداد و نوع عملیاتی که PLINQ انجام می دهد، دقت و نوع جمع آوری اطلاعات از آرایه ها و فهرست هایی که از جست وجوی هر کدام از منابع اطلاعاتی به دست می آید، توجه کرد. نکته آخر این که نحوه تقسیم بندی یا Partitioning اطلاعات در سگمنت ها برای سرعت در جست وجو از اهمیت بالایی برخوردار است.
منبع:افتاب
ارسال توسط کاربر محترم سایت : mohamadaminsh
/ج
