اندیشه بر خط (یادداشتهای حسین خسروی)

در این مقاله یک روش آسان برای استفاده‏ی بهینه از پردازنده‏های چندهسته‏ای در برنامه‏های پردازشی ارائه می‏کنیم. کد زیر را در نظر بگیرید:


این کد یک حلقه‏ی ساده است که در اکثر برنامه‏های پردازشی یافت می‏شود. با اجرای این کد ملاحظه می‏کنیم که تنها از توان یک هسته‏ی پردازنده استفاده شده و سه پردازنده‏ی دیگر بیکار می‏مانند. در این حالت اجرای برنامه ۱۰٫۶۰ ثانیه زمان می‏برد. برای استفاده از چند هسته باید برنامه را به صورت زیر تغییر دهیم:



با این تغییر نصف حلقه‏ی four در یک رویه و نیمه‏ی دیگر آن در رویه‏ی دیگر اجرا می‏شود. با توجه به اینکه عملیات این دو رویه کاملا از هم مستقل است، سیستم عامل، هر کدام از حلقه‏ها را به صورت خودکار به یکی از هسته‏های پردازنده می‏سپارد. به این ترتیب از توان دو هسته به خوبی استفاده می‏کنیم! و زمان اجرای برنامه به حدود نصف، ۵٫۴۸ ثانیه، کاهش می‏یابد. به همین ترتیب اگر به جای دو رویه از چهار رویه استفاده کنیم، زمان اجرای برنامه به ۲٫۸۳ ثانیه می‏رسد که ۴ بار کمتر از زمان اجرای اولیه است!

کد این برنامه را از اینجا دریافت کنید.
نکته‏ای که باید توجه داشته باشیم این است که انجام این کار همیشه ساده نیست ، چرا که خیلی اوقات عملیات داخل حلقه به نتایج قبلی پردازش شده در حلقه وابسته است. البته از این هم که بگذریم مدیریت منابع بین رویه‏ها هم ،همیشه کار آسانی نیست. در همین مثال هم برای سادگی متغیرها را سراسری تعریف کرده‏ام. در قسمت بعدی راه ساده‏تری برای استفاده از چند هسته را بیان خواهیم کرد.
—————————————————————————————————————————————————————————–

In this paper, a simple approach to efficient use of several cores of the processor is escribed. Consider the following code:


This is a simple “for” loop which is frequently used in processing applications.
After running this code, we will see that only one core of the CPU is involved and other three cores were not affected. In this case the execution time is 10.60 seconds. To use the power of two cores we should change the program as follows:



Here we used two threads where each of them is responsible for the half part of the loop. Since these two threads are completely independent, OS sends each of them to specific core of the processor. In this way we used the power of two processors and the execution time is reduced from 10.6 to 5.48 sec. This procedure can be repeated with 4 threads and as expected the execution time will be reduced to 2.83 sec.

Download VC Code
It is important to know that this process is not always so simple. we should share resources carefully within all threads, on the other hand some times the body of “for” loop is not independent from one index to another. In the next part I will introduce a simpler way to use several cores of the processor.

همان طور که در پست “وقتی تکنولو‍ژی کم می‌آورد” گفتم در این سالهای اخیر پردازنده‌های چند هسته‌ای رشد چشم گیری داشته‌اند. امروز قصد داریم ببینیم این افزایش تعداد هسته‌ها چه فایده‌ای دارد؟ شاید خیلی از شما بعد از خرید یک پردازنده‌ی ۲ هسته‌ای مثل E8400 یا پردازنده‌ی ۴ هسته‌ای مثل Q6600 چندان احساس افزایش کارایی در سیستم خود نکرده باشید! برای مثال قبلا نرم‌افزاری مثل مدیا استودیو در عرض بیست دقیقه فیلم شما را تولید می‌کرد و الان هم همین اتفاق می‌افتد. تفاوت در چیست؟ از این پس فرض می‌کنیم شما یک پردازنده‌ی چهارهسته‌ای دارید.

اگر نگاهی به Task Manager بیندازید ملاحظه می‌کنید که به جای تک گراف سبز رنگی که قبلا می‌دیدید، الان ۴ گراف کوچک وجود دارد که هر کدام نماینده‌ی یک cpu است. حال اگر درحین اجرای یک برنامه‌ی سنگین این گرافها را ببینید ملاحظه می‌کنید که تنها یکی از این گرافها در حالت بیشینه‌(۱۰۰%) است و سه گراف دیگر روی ۰% قرار دارند. گراف کلی مصرف پردازنده هم تنها ۲۵% مصرف را نشان می‌دهد. این وضعیت بیانگر این است که آن برنامه‌ی سنگین، تنها می‌تواند از توان یک پردازنده استفاده کند. متاسفانه این وضعیت برای اکثر نرم‌افزارهای موجود وجود دارد و از این رو شما هیچ سودی از تعویض پردازنده‌تان نکرده‌اید! از ویندوز هم که انتظار نمی‌رود قدرت توزیع پردازشهای یک برنامه روی چند پردازنده را داشته باشد.
نگران نباشید برای اینکه به پردازنده‌ی خود افتخار کنید!، اینبار چند برنامه‌ی سنگین را اجرا کنید؛ ملاحظه می‌کنید که هر کدام از این برنامه‌ها از یک پردازنده استفاده کرده و کارایی کاملی از خود به نمایش می‌گذارند، مثلا اگر چهار برنامه، در حال کار سنگین باشند؛ هر چهار پردازنده‌ مشغول شده و مصرف کلی به ۱۰۰% می‌رسد. در چنین زمانی پردازنده‌ی شما مثل چهار پردازنده‌ی تک هسته‌ای عمل می‌کند. خوش به حالتون!
خوب شاید شما به عنوان یک برنامه نویس بخواهید برنامه‌ای بنویسید که از هر چهار هسته استفاده کند؛ چنین کاری البته شود و لیک به خون جگر شود!
در پست بعدی یک روش تقریبا آسان برای استفاده از حداکثر کارایی پردازنده‌های چندهسته‌ای بیان خواهیم کرد.

——————————————————————————————————————–

Nowadays multi core processors are well developed and distributed through the world. Here we are going to find whether these CPUs are beneficial or not. You may don’t experience a better performance when installing new Quad Core CPU like Q6600 or Dual Core one like E8400. Here I will describe the reasons. From now on I assume that you have a Quad Core CPU.

Take a look on the performance graph of the Task Manager; you will see 4 small graphs instead of traditional single graph. Each graph represents one core of your CPU. Now run a heavy program and trace the graphs, you will see that only one graph is in maximum load and the others are not affected at all; the global CPU usage is about 25%. This is because your program can not use the power of 4 processing cores and also windows can not distribute the work load on all CPUs. So in this case no improvements happened and this multi core CPU is not different from single core CPUs!
Now run 4 heavy applications and again trace the graphs, oh all graphs were reached to the maximum value and the overall CPU usage was reached to 100%. This is a really improvement, you are using the power of four CPUs!
Is it possible that an application uses the power of all processors? Of course, and I will describe it in next posts.

تمام کارمندان یک شرکت نگران بودند. یکی مدام راه می‌رفت، دیگری در ساعت کاری مدام صحبت می‌کرد…
تعدادی کارآموز که تازه به شرکت آمده بودند تعجب کرده و از یک کارمند ارشد پرسیدند اینجا چی شده؟
جواب شنیدند: تروریستها مدیر عامل ما را دزدیده‌اند. آنها صد میلیون تومان برای آزادی او می‌خواهند و اگر فراهم نشود، قرار است او را با نفت آغشته کرده و در آتش بسوزانند.
ما داریم از کارمندان کمک می‌گیریم.

یکی از کارآموزان پرسید: به طور متوسط هر کارمند چقدر هدیه می‌کند؟
.
.
.
.
.
تقریبا یک لیتر!!!
———————————————————————————————————————

Employees of a Company are all worried. Some are roaming around. Some are in
loud discussions during office time…..
Some Trainees, who had just joined, notice this and enquire about what happened
to a senior employee, they ask, “What’s going on?”
“Terrorists have kidnapped our Boss”
They’re asking for Rs.10 Crores ransom, otherwise they’re going to
douse him with petrol and set him on fire.
We’re going from desk to desk, taking up a collection.”
One Trainee asks, “How much is everyone giving, on average?
.
.
.
.
.
“About 1 litre.”

دیروز ما اومدیم ثواب کنیم کباب شدیم! بنا به پیشنهادات مکرر بخش مدیریت وردپرس، آن را از نسخه‌ی ۲٫۵٫۱ به ۲٫۶ ارتقاء دادیم. حالا این ویرایشگر ما از دست رفته! و به شکل گومبه گومبه شده؛ ضمن اینکه در حالت html هم اصولا وارد نمی‌شود. این رو هم عرض کنم که چندین بار به نسخه‌ی قبلی و باز نسخه‌ی جدید برگشتم و تمام افزونه‌ها رو هم غیر فعال کردم ولی افاقه نکرد. اگر کسی راه حلی سراغ داره دریغ نکنه…

با همه مودب رفتار کن
حتی کسانی که با تو گستاخی می‌کنند،
نه به خاطر اینکه آنها خوب نیستند
بلکه به خاطر اینکه تو خوبی…

Treat every one with politeness
Even those who are rude to you,
Not because they are not nice
But because you are nice

دکلهای فشار قوی وقتی که برق می‌ره!
صبر کنید تا انیمیشن به طور کامل آماده شود.

سلام

میلاد مسعود بزرگمرد عرصه‌ی شجاعت و عدالت،

مولای متقیان حضرت علی علیه‌السلام

بر تمام مسلمانان جهان مبارک باد.

فردا روز پدر هم هست، این روز را بر تمام پدران و آنهایی که بالقوه قابلیت پدر شدن را دارند! تبریک عرض می‌کنم. چند تا حدیث زیبا از امام علی (ع) رو به عنوان عیدی تقدیم می‌کنم:

* علم گنج بزرگی است که با خرج کردن تمام نمی شود.

* شادی مومن در رخسار او و اندوهش در دل است.

*کسی که میانه‌ی خود و خدایش را درست کند، خداوند میانه‌ او و مردم را به سامان می‌کند.

*دل دفتر دیده است.

* از دنیا آنچه به سوی تو می آید بگیر و از آنچه از تو دور می شود روی بگردان.