Архитектура вс

Архитектура ВС- совокупность характеристик и параметров, определяющих функционально- логическую и структурную организацию системы.

Поскольку ВС появились как параллельные системы, то рассмотрим классификацию архитектур под этой точкой зрения.

Эта классификация была предложена М. Флинном в начале 60-х гг. Согласно этой классификации существует четыре основных архитектуры ВС:

1. Одиночный поток команд- одиночный поток данных (ОКОД) или Single Instruction Single Data (SISD)- одиночный поток инструкций- одиночный поток данных.

ОК

ОД

ВС

Архитектура ОКОД охватывает все однопроцессорные и одномашинные варианты систем, т.е.с одним вычислителем. Все ЭВМ классической структуры попадают в этот класс. Здесь параллелизм вычислений обеспечивается путем совмещения выполнения операций отдельными блоками АЛУ, а также параллельной работы устройств ввода-вывода информации и процессора.

2. Одиночный поток команд- множественный поток данных (ОКМД) или Single Instruction Multiple Data (SIMD)- одиночный поток инструкций- одиночный поток данных.

ОД₁

Пр-р 1

ОК

Пр-р 2

ОД₂

Пр-р п

ОД_п

Архитектура ОКМД предполагает создание структур векторной и матричной обработки. Системы этого типа обычно строятся как однородные, т.е. процессорные, элементы, входящие в систему, идентичны, и все они управляются одной и той же последовательностью команд. Однако каждый процессор обрабатывает свой поток данных.

Структуры ВС этого типа являются структурами специализированных суперЭВМ.

3. Множественный поток команд- одиночный поток данных (МКОД) или Multiple Instruction Single Data (MISD)- множественный поток инструкций- одиночный поток данных.

ОК₁

ОК₂

ОК_п

Пр-р п

ОД

Пр-р 1

Пр-р 2

МКОД предполагает построение своеобразного процессорного конвейера, в котором результаты обработки передаются от одного процессора к другому по цепочке. Прототипом таких вычислений может служить схема любого производственного конвейера.

4. М

   ОК₂

   ОК₁

   ОД₁

   ОД₂

   ОД_п

   Пр-р п

   Пр-р 2

   Пр-р 1

   

   ОК_п

   ножественный поток данных- множественный поток данных (МКМД) или Multiple Instruction Multiple Data (MIMD)- одиночный поток инструкций- множественный поток данных.

Архитектура МКМД 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.

Организация шин

Шину образует набор коммуникационных линий, каждая из которых способна передавать сигналы, представляющие двоичные цифры 1 и 0.

Операции на шине называют транзакциями. Основные виды транзакций- транзакции чтения и транзакции записи. Если в обмене участвует устройство ввода/вывода, можно говорить о транзакциях ввода и вывода, по сути эквивалентных транзакциям чтения и записи соответственно.