Описать 4 класса архитектуры вычислительных систем: SISD, SIMD, MISD, MIMD (по систематике Флинна).
Ответ :
SISD ( Single Instruction , Single Data ) – вычислительные системы с одиночным потоком команд и одиночным потоком данных. Это обычные последовательные фон-Неймановские компьютеры с одним ЦП, способным обрабатывать только один поток последовательно исполняемых команд. Сюда же относятся и вычислители суперскалярной архитектуры, позволяющей за счет специальных аппаратных решений параллельное выполнение нескольких скалярных операций (операций над парами чисел).
SIMD ( Single Instruction , Multiple Data ) – вычислительные системы с одиночным потоком команд и множественным потоком данных.
В этот класс попадают следующие типы вычислительных систем:
· однопроцессорные, векторно-конвейерные суперкомпьютеры – имеется один поток векторных команд и много потоков данных, организованных так, что каждый элемент вектора входит в отдельный поток данных;
· многопроцессорные вычислительные системы, в которых в каждый момент времени может выполняться одна и та же команда для обработки нескольких информационных элементов; такой архитектурой обладают, например, многопроцессорные системы с собственной памятью каждого процессора, единым устройством управления и «жесткой» конфигурацией.
· векторные компьютеры, использующие специально разработанные векторные центральные процессоры – при работе в векторном режиме они обрабатывают данные практически параллельно, благодаря этому скорость обработки возрастает в разы сравнительно со скалярным режимом;
|
|
|
· матричные процессоры, также имеющие векторные команды и проводящие векторную обработку, но не конвейерным методом, как векторные суперкомпьютеры, а матрицами процессоров.
MISD ( Multiple Instruction , Single Data ) – вычислительные системы с множественным потоком команд и одиночным потоком данных. Относительно этого типа вычислительных систем одно время была популярна точка зрения, что реальных систем, соответствующих данному классу, не существовало вообще, а сам этот класс был введен исключительно исходя лишь из соображений полноты и завершенности классификации. Но в настоящее время существуют адекватные MISD системы – распределенные мультипроцессорные системы с общими данными. Практический пример такой системы – обычная локальная сеть персональных компьютеров, работающая с единой базой данных, в которой несколько компьютеров обрабатывают один поток данных. Но такая «локалка» относится к MISD только до того момента, пока ряд пользователей работают над одной задачей и одной базой данных. Если пользователи переходят на обработку собственных данных, то тотчас же «локалка» превращается в MIMD.
|
|
|
MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data) – этот класс охватывает большинство многопроцессорных вычислительных систем, включая невекторные супер-ЭВМ. Класс включает все уровни параллелизма, начиная с конвейера операций. Подразумевается не только многопроцессорность в смысле аппаратного обеспечения, но и многопроцессность – одновременность выполнения множества вычислительных процессов. В качестве синонима часто используется термин «мультипроцессор». В системах MIMD каждый процессорный элемент независим от других в том смысле, что исполняет свою программу. Модель вычислений на мультипроцессоре (MIMD) – совокупность независимых процессов, эпизодически обращающихся к разделяемым данным.
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 2259; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!