LE MULTITRAITEMENT: EN QUOI IL CONSISTE, TYPES, EXIGENCES, AVANTAGES - LA TECHNOLOGIE - 2025

Le multitraitement, appliqué à l'ordinateur, est une forme de fonctionnement d'un ordinateur où il s'agit physiquement de plus d'un processeur. Le but est d'être prêt à exécuter différentes parties d'un programme en même temps.

Ces multiples unités centrales de traitement (CPU) sont en étroite communication, partageant le bus, la mémoire et d'autres périphériques de l'ordinateur. Étant donné que plusieurs processeurs sont disponibles, plusieurs processus peuvent s'exécuter en même temps.

Source: Khazadum

Le multitraitement fait davantage référence au nombre d'unités centrales, plutôt qu'au nombre de processus exécutés simultanément. Si le matériel fournit plusieurs processeurs, il s'agit du multitraitement. C'est la capacité du système à exploiter la puissance de calcul de plusieurs processeurs.

Le système multitraitement est très utile lorsque vous souhaitez avoir une vitesse suffisamment élevée pour traiter un grand ensemble de données. Ces systèmes sont principalement utilisés dans des applications telles que la prévision météorologique, le contrôle des satellites, etc.

Ce type de système multitraitement est d'abord apparu dans les gros ordinateurs ou mainframes, avant de réduire son coût pour assurer son inclusion dans les ordinateurs personnels.

Qu'est-ce que le multitraitement?

Avec le support d'un système multitraitement, plusieurs processus peuvent être exécutés en parallèle.

Supposons que les processus Pr1, Pr2, Pr3 et Pr4 attendent d'être exécutés. Dans un système à processeur unique, un processus s'exécutera en premier, puis le suivant, puis l'autre, et ainsi de suite.

Cependant, avec le multitraitement, chaque processus peut être défini sur une CPU particulière pour le traitement.

S'il s'agit d'un processeur dual-core, avec deux processeurs, deux processus peuvent être exécutés simultanément et donc ils seront deux fois plus rapides. De même, un processeur quadricœur sera quatre fois plus rapide qu'un seul processeur.

Étant donné qu'une fonction spécifique est assignée à être exécutée par chaque processeur, ils seront en mesure d'exécuter leur travail, de fournir l'ensemble d'instructions au processeur suivant et de commencer à travailler sur un nouvel ensemble d'instructions.

Par exemple, un processeur plus grand pourrait utiliser des processeurs "esclaves" pour effectuer diverses tâches de nettoyage, telles que la gestion de la mémoire.

De même, différents processeurs peuvent être utilisés pour gérer les communications de données, le stockage en mémoire ou les fonctions arithmétiques.

Différence entre le multitraitement et la multiprogrammation

Un système est multitraitement en ayant plus d'un processeur physiquement, et il peut être multiprogrammé lorsqu'il a plusieurs processus exécutés simultanément.

Par conséquent, la différence entre le multitraitement et le multitraitement est que le multitraitement exécute plusieurs processus en même temps sur plusieurs processeurs, tandis que le multitraitement garde plusieurs programmes dans la mémoire principale et les exécute simultanément via un seul processeur.

Autrement dit, le multitraitement se produit via un traitement parallèle, tandis que la multiprogrammation se produit lorsqu'un seul processeur passe d'un processus à un autre.

Exigences

Afin d'utiliser efficacement le système multitraitement, le système informatique doit avoir les éléments suivants:

Prise en charge du processeur

Vous devez disposer d'un ensemble de processeurs capables de les utiliser dans un système multitraitement.

Support de carte mère

Une carte mère capable de contenir et de gérer plusieurs processeurs. Cela signifie des sockets ou des emplacements supplémentaires pour des puces supplémentaires.

Prise en charge du système d'exploitation

L'ensemble de la tâche multitraitement est gérée par le système d'exploitation, qui attribue les différentes tâches à effectuer par les différents processeurs du système.

Les applications conçues pour être utilisées en multitraitement sont dites cousues, ce qui signifie qu'elles sont divisées en routines plus petites qui peuvent être exécutées indépendamment.

Cela permet au système d'exploitation de permettre à ces threads de s'exécuter simultanément sur plusieurs processeurs, ce qui se traduit par un multitraitement et de meilleures performances.

Types de multitraitement

Multitraitement symétrique

Dans ce type de multitraitement, tous les processeurs ont une relation mutuelle au même niveau d'égalité, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de relation maître-esclave entre eux.

Tous les processeurs communiquent entre eux, car chacun contient une copie du même système d'exploitation.

Un exemple de système multitraitement symétrique est la version Encore d'Unix pour l'ordinateur Multimax.

Multitraitement asymétrique

Dans ce type de multitraitement, il existe un processeur maître qui donne des instructions à tous les autres processeurs, en attribuant à chacun une tâche préalablement définie. C'est l'option la plus économique, en maintenant une relation maître-esclave entre les processeurs.

Ce type de multitraitement n'existait que jusqu'à l'introduction des multiprocesseurs symétriques.

avantage

Une plus grande productivité

Avec le multitraitement, vous aurez plus de tâches accomplies dans un laps de temps beaucoup plus court.

Si plusieurs processeurs fonctionnent ensemble, les performances du système augmentent en augmentant le nombre de processus exécutés par unité de temps.

Fiabilité supérieure

Lorsqu'un processeur tombe en panne, le multitraitement s'avère plus fiable, car dans cette situation, le système ralentira, mais il ne plantera pas. Cette capacité à continuer à fonctionner malgré l'échec est connue sous le nom de dégradation progressive.

Par exemple, si un processeur échoue sur un total de cinq, le travail n'échouera pas, mais les quatre processeurs restants partageront le travail du processeur défaillant. Par conséquent, le système fonctionnera 20% plus lentement, au lieu de s'écraser complètement.

Économiser de l'argent

Ces systèmes peuvent générer des économies à long terme par rapport aux systèmes à processeur unique, car les processeurs peuvent partager des blocs d'alimentation, des périphériques et d'autres périphériques.

S'il existe plusieurs processus qui partagent des données, il est préférable de les programmer dans des systèmes multitraitement pour partager les données, plutôt que d'avoir différents systèmes informatiques avec plusieurs copies de ces données.

Désavantages

Coût d'achat plus élevé

Bien que les systèmes multiprocesseurs soient moins chers à long terme que l'utilisation de plusieurs systèmes informatiques, ils sont encore assez chers.

Il est beaucoup moins coûteux d'acheter un système simple avec un seul processeur qu'un système multiprocesseur.

Système d'exploitation complexe

Un système d'exploitation plus complexe est requis dans les systèmes multiprocesseurs.

En effet, en ayant plusieurs processeurs qui partagent de la mémoire, des périphériques, etc. la répartition des ressources entre les processus est plus compliquée que s'il n'y avait qu'un seul processeur.

Une grande quantité de mémoire est requise

Tous les processeurs du système multitraitement partagent la mémoire principale. Par conséquent, un pool de mémoire beaucoup plus grand est requis par rapport aux systèmes à processeur unique.

Références

1. Dinesh Thakur (2019). Définition du système d'exploitation multiprocesseur. Notes sur l'ordinateur Extrait de: ecomputernotes.com.
2. Tutoriels Point (2019). Différence entre le multitâche, le multithreading et le multitraitement. Tiré de: tutorialspoint.dev.
3. Encyclopédie Britannica (2019). Multitraitement. Tiré de: britannica.com.
4. Techopedia (2019). Multiprocesseur. Tiré de: plafondpedia.com.
5. Kristi Castro (2018). Systèmes multiprocesseurs. Tutoriels Point. Tiré de: tutorialspoint.com.