मल्टीप्रोसेसर इंटरप्रोसेसर आर्बिट्रेशन की संरचना

मल्टीप्रोसेसर इंटरप्रोसेसर आर्बिट्रेशन की संरचना - Structure of Multiprocessor Interprocessor Arbitration in Hindi

मल्टीप्रोसेसर इंटरप्रोसेसर आर्बिट्रेशन क्या है?

मल्टीप्रोसेसर सिस्टम में इंटरप्रोसेसर आर्बिट्रेशन (Interprocessor Arbitration) एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है, जो विभिन्न प्रोसेसरों के बीच संसाधनों को साझा करने और एक्सेस को नियंत्रित करने में सहायता करती है। यह सुनिश्चित करता है कि एक से अधिक प्रोसेसर मेमोरी, बस (Bus), और I/O डिवाइसेस तक समान रूप से पहुंच प्राप्त करें।

मल्टीप्रोसेसर आर्किटेक्चर में इंटरप्रोसेसर आर्बिट्रेशन निम्नलिखित घटकों पर आधारित होता है:

घटक	कार्य
साझा मेमोरी (Shared Memory)	सभी प्रोसेसर द्वारा उपयोग की जाने वाली मुख्य मेमोरी।
सिस्टम बस (System Bus)	प्रोसेसर और मेमोरी के बीच डेटा संचार को नियंत्रित करता है।
आर्बिट्रेशन यूनिट (Arbitration Unit)	यह तय करता है कि कौन सा प्रोसेसर सिस्टम बस या संसाधनों का उपयोग करेगा।
इंटरप्रोसेसर संचार (Interprocessor Communication)	प्रोसेसरों के बीच डेटा और संदेशों का आदान-प्रदान करता है।
सिंक्रोनाइज़ेशन मैकेनिज्म	प्रोसेसरों के बीच समन्वय और डेडलॉक रोकने में सहायता करता है।

मल्टीप्रोसेसर इंटरप्रोसेसर आर्बिट्रेशन के प्रकार

इंटरप्रोसेसर आर्बिट्रेशन के विभिन्न प्रकार होते हैं, जिनमें प्रमुख हैं:

1. सेंट्रलाइज्ड आर्बिट्रेशन (Centralized Arbitration)

इस पद्धति में एक केंद्रीय नियंत्रक (Central Arbiter) होता है, जो संसाधनों को आवंटित करता है।

एक मास्टर प्रोसेसर होता है, जो अनुरोधों को नियंत्रित करता है।
अन्य प्रोसेसर स्लेव की तरह कार्य करते हैं और मास्टर से अनुमति मांगते हैं।
आसान कार्यान्वयन लेकिन एकल विफलता बिंदु (Single Point of Failure) की समस्या हो सकती है।

2. डिस्ट्रीब्यूटेड आर्बिट्रेशन (Distributed Arbitration)

इस पद्धति में कोई केंद्रीय नियंत्रक नहीं होता, बल्कि सभी प्रोसेसर स्वायत्त रूप से संसाधनों को साझा करते हैं।

प्रत्येक प्रोसेसर स्वतंत्र रूप से बस और संसाधनों के लिए प्रतिस्पर्धा करता है।
अधिक विश्वसनीय लेकिन अधिक जटिलता के साथ आता है।
डेटा ट्रांसफर में उच्च गति और लोड बैलेंसिंग प्रदान करता है।

3. दइसी इंटरलॉकिंग आर्बिट्रेशन (Daisy Chain Arbitration)

इस तकनीक में संसाधन एक्सेस को प्राथमिकता के आधार पर नियंत्रित किया जाता है।

एक प्राथमिकता श्रृंखला (Priority Chain) बनती है, जिसमें उच्च प्राथमिकता वाला प्रोसेसर पहले संसाधन प्राप्त करता है।
यदि उच्च प्राथमिकता वाला प्रोसेसर व्यस्त नहीं है, तो संसाधन अगले प्रोसेसर को सौंपा जाता है।
सरल कार्यान्वयन लेकिन प्राथमिकता निम्न प्रोसेसरों के लिए देरी उत्पन्न कर सकता है।

4. टाइम-शेयरिंग आर्बिट्रेशन (Time-Sharing Arbitration)

इसमें प्रोसेसरों को एक निश्चित समय के लिए संसाधनों तक पहुंचने की अनुमति दी जाती है।

प्रत्येक प्रोसेसर को एक निश्चित समय स्लॉट आवंटित किया जाता है।
समान संसाधन वितरण प्रदान करता है, लेकिन कुछ मामलों में प्रदर्शन कम हो सकता है।

इंटरप्रोसेसर संचार (Interprocessor Communication)

इंटरप्रोसेसर संचार एक महत्वपूर्ण घटक है, जो विभिन्न प्रोसेसरों के बीच डेटा के आदान-प्रदान को सक्षम बनाता है। इसके दो मुख्य प्रकार होते हैं:

1. साझा मेमोरी आधारित संचार (Shared Memory Communication)

सभी प्रोसेसर एक ही साझा मेमोरी तक पहुंच सकते हैं।
डेटा को मेमोरी में स्टोर करके अन्य प्रोसेसर द्वारा एक्सेस किया जाता है।
तेज़ लेकिन डेटा समन्वय और डेटा रेस की समस्या हो सकती है।

2. संदेश-आधारित संचार (Message Passing Communication)

प्रोसेसर एक-दूसरे से सीधे संदेशों के माध्यम से संवाद करते हैं।
डेटा पैकेट के रूप में भेजा जाता है और रिसीवर द्वारा प्रोसेस किया जाता है।
नेटवर्क आधारित मल्टीप्रोसेसर सिस्टम में उपयोग किया जाता है।

मल्टीप्रोसेसर इंटरप्रोसेसर आर्बिट्रेशन के लाभ

प्रोसेसर के बीच बेहतर समन्वय।
लोड बैलेंसिंग और संसाधनों का कुशल उपयोग।
तेज़ डेटा एक्सेस और समानांतर प्रोसेसिंग को बढ़ावा।
मल्टीप्रोसेसिंग सिस्टम की विश्वसनीयता और दक्षता में वृद्धि।

मल्टीप्रोसेसर इंटरप्रोसेसर आर्बिट्रेशन के नुकसान

जटिल कार्यान्वयन और उच्च लागत।
डेटा रेस और समन्वय समस्याएँ।
प्राथमिकता नीतियों में संभावित विलंब।

निष्कर्ष

मल्टीप्रोसेसर सिस्टम में इंटरप्रोसेसर आर्बिट्रेशन संसाधनों को नियंत्रित करने और प्रोसेसरों के बीच समानुपातिक भार वितरण को सुनिश्चित करने के लिए एक आवश्यक प्रक्रिया है। सेंट्रलाइज्ड, डिस्ट्रीब्यूटेड, डेजी चेन और टाइम-शेयरिंग जैसी विभिन्न आर्बिट्रेशन तकनीकों का उपयोग किया जाता है। सही आर्बिट्रेशन मेथड का चयन सिस्टम की गति, दक्षता और विश्वसनीयता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।