Читайте также:
|
Классификация вычислительных систем по режиму выполнения команд была предложена Флинном (M.Flynn) в начале 60-х годов.
В ее основу заложено два возможных вида параллелизма: независимость потоков заданий (команд), существующих в системе, и независимость (несвязанность) данных, обрабатываемых в каждом потоке.
Согласно данной классификации существует четыре основных архитектуры ВС:
· Одиночный поток команд - одиночный поток данных (ОКОД), в английской аббревиатуре Single Instruction Single Data (SISD),- одиночный поток инструкций - одиночный поток данных;
· Одиночный поток команд - множественный поток данных (ОКМД) или Single Instruction Multiple Data (SIMD), - одиночный поток инструкций - одиночный поток данных;
· Множественный поток команд - одиночный поток данных (МКОД) или Multiple Instruction Single Data (MISD), -множественный поток инструкций - множественный поток данных;
· Множественный поток команд - множественный поток данных (МКМД) или Multiple Instruction Multiple Data (MIMD), -множественный поток инструкций - множественный поток данных MIМD).
Архитектура ОКОД ( SISD) охватывает все однопроцессорные и одномашинные варианты систем, то есть ВС с одним вычислителем. Все ЭВМ классической структуры попадают в этот класс. Здесь параллелизм вычислений обеспечивается путем совмещения выполнения операций отдельными блоками АЛУ, а также параллельная работа устройств ввода-вывода информации и процессора.
Архитектура ОКМД (SIMD) предполагает создание структур векторной или матричной обработки. Системы этого типа обычно строятся как однородные, то есть процессорные элементы, входящие в систему, идентичны, и все они управляются одной и той же последовательностью команд. Однако каждый процессор обрабатывает свой поток данных. Под эту схему хорошо подходят задачи обработки матриц или векторов (массивов), задачи решения систем линейных и нелинейных, алгебраических и дифференциальных уравнений, задачи теории поля и др. В структурах данной архитектуры желательно обеспечивать соединения между процессорами, соответствующие реализуемым математическим зависимостям. Как правило, эти связи напоминают матрицу, в которой каждый процессорный элемент связан с соседними. Векторный или матричный тип вычислений является необходимым атрибутом любой суперЭВМ.
Архитектура МКОД (MISD) предполагает построение своеобразного процессорного конвейера, в котором результаты обработки передаются от одного процессора к другому по цепочке. Выгоды такого вида обработки понятны. Однако в большинстве алгоритмов очень трудно выявить подобный, регулярный характер вычислений. Кроме того, на практике нельзя обеспечить и “большую длину” такого конвейера, при котором достигается наивысший эффект. Вместе с тем конвейерная схема нашла применение в так называемых скалярных процессорах суперЭВМ, в которых они применяются как специальные процессоры для поддержки векторной обработки.
Архитектура МКМД (MIMD) предполагает, что все процессоры системы работают по своим программам с собственным потоком команд. В простейшем случае они могут быть автономны и независимы. Такая схема использования ВС часто применяется на многих крупных вычислительных центрах для увеличения пропускной способности центра.
Пример задания:
Схема какой архитектуры приведена на рисунке?
a. SISD
b. SIMD
c. MISD
d. MIMD
Ответ: «B», т.е. SIMD – одна команда и множественный поток данных.
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 300 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |