Читайте также:
|
По способу взаимодействия процессорных элементов с памятью различают два вида параллельных компьютерных систем: мультипроцессоры и мультикомпьютеры.
Система параллельной обработки, в которой все процессные элементы (ПЭ) разделяют одновиртуальное адресное пространство, отображенное в общую физическую память, называется мультипроцессором или системой с совместно используемой памятью (Рис.3.1).
Рис.3.1.Мультипроцессор.
Мультикомпьютер – это параллельная вычислительная система, в которой каждый процессор имеет свою, только ему доступную, память. Поэтому его называют системой с распределенной памятью. Взаимодействие процессоров в такой системе осуществляется путем передачи сообщений по сети межсоединений (Рис.3.2).
Рис.3.2.Мультикомпьютер.
Ключевое отличие мультикомпьютера от мультипроцессора состоит в том, что каждый процессор в мультикомпьютере имеет собственную локальную память, к которой этот процессор может обращаться, выполняя команды LOAD и STORE, но никакой другой процессор с помощью этих команд не может получить доступ к локальной памяти данного процессора. Таким образом, мультипроцессоры имеют одно физическое адресное пространство, разделяемое всеми процессорами, а мультикомпьютеры содержат отдельные физические адресные пространства для каждого процессора.
Классификационным признаком может служить способ обработки данных. По этому признаку выделяют два класса компьютерных систем:
- векторные компьютеры, в которых с помощью одной команды одновременно обрабатывается много (вектор) данных;
- скалярные компьютеры, в которых ведется одновременная обработка данных многими командами.
При изучении параллельных компьютеров широко используется классификация Флинна. В ее основе лежат два понятия:
- поток команд, который ассоциируется со счетчиком команд, или программнм счетчиком;
- поток данных, состоящий из наборов операндов.
Принимая потоки команд и данных независимыми, получают следующие четыре классификационных признака, или категории:
- SISD (Single Instruction stream Single Data stream – один поток команд, один поток данных). Этому признаку соответствует компьютер с архитектурой фон Неймана, который в каждый момент времени способен выполнять только одно действие. В этом компьютере используется одна шина по которой поступает поток команд и поток данных (Рис.4а)РмР;
- SIMD (Single Instruction stream Multiple Data stream – один поток команд, несколько потоков данных). Компьютеры SIMD содержат один блок управления и несколько процессорных элементов (АЛУ). Блок управление последовательно выдает по одной команде, которые могут обрабатывать несколько наборов данных одновременно. Такую архитектуру имеет процессор ILLIAC IV и ряд современных компьютеров, используемых для научных вычислений (Рис.4б)РмР;
- MISD (Multiple Instruction stream Single Data stream – несколько потоков команд, один поток данных). К этой категории можно отнести компьютеры с конвейерной обработкой данных (Рис.4в)РмР;
- MIMD (Multiple Instruction stream Multiple Data stream – несколько потоков команд, несколько потоков данных). Здесь несколько независимых процессоров работают как часть большой системы. В эту категорию попадают большинство параллельных процессоров (Рис.4г)РмР.
Рис.4. Классификация компьютеров по количеству потоков данных и команд.
Заключение
Цель создания компьютера параллельного действия — сделать так, чтобы он работал быстрее, чем однопроцессорная машина. Если эта цель не достигнута, то никакого смысла в построении компьютера параллельного действия нет. Более того, эта цель должна быть достигнута при наименьших затратах. Машина, которая работает в два раза быстрее, чем однопроцессорная, но стоит в 50 раз дороже последней, не будет пользоваться особым спросом.
Бурный прогресс в развитии вычислительной техники привел не только к росту производительности процессоров и объема оперативной памяти компьютеров, но и сделал их общедоступным и сравнительно недорогим средством, применяемым в различных сферах человеческой деятельности. Высокопроизводительная вычислительная техника, ранее доступная ученым и военным пришла и в сугубо "мирные" отрасли. Производители компьютеров предлагают широкий спектр техники оснащенной средствами параллельной обработки данных. Речь идет не о настольных компьютерах, а о системах более производительных - от так называемых корпоративных серверов до суперкомпьютеров.
Список использованной литературы:
1. О.П.Новожилов. «Архитектура ЭВМ и систем». Учебное пособие, 2012г.
2. Э. Таненбаум. «Архитектура компьютера». 2007г.
3. Бройдо В.Л., Ильина О.П. «Архитектура ЭВМ и систем: Учебник для вузов». 2006г.
4. http://vssit.ucoz.ru/index/0-4
5. http://ru.wikipedia.org/wiki/Архитектура_компьютера
Дата добавления: 2014-12-19; просмотров: 208 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |