Simd-компьютеры
SIMD (Single Instruction Stream - Multiple Data Stream) или ОКМД - один поток команд и множество потоков данных. SIMD компьютеры состоят из одного командного процессора (управляющего модуля), называемого контроллером, и нескольких модулей обработки данных, называемых процессорными элементами (ПЭ).
ПДN
Рис. 1.3. SIMD- архитектура
Управляющий модуль принимает, анализирует и выполняет команды. Если в команде встречаются данные, контроллер рассылает на все процессорные элементы команду, и эта команда выполняется на нескольких или на всех процессорных элементах.
Все процессорные элементы идентичны и каждый из них представляет собой совокупность управляющее–обрабатывающего органа (быстродействующего процессора) и процессорной памяти небольшой емкости. Процессорные элементы выполняют операции параллельно над разными потоками данных (ПД) под управлением общего потока команд (ПК). В любой момент в каждом процессоре выполняется одна и та же команда, но обрабатываются различные данные.
Misd компьютеры
MISD (Multiple Instruction Stream - Single Data Stream) или МКОД - множество потоков команд и один поток данных. MISD компьютеры представляет собой, как правило, регулярную структуру в виде цепочки последовательно соединенных процессоров П1, П2, ..., ПN, образующих процессорный конвейер (рис. 1.4).
Рис.1.4. MISD-архитектура
В такой системе реализуется принцип конвейерной (магистральной) обработки, который основан на разбиении всего процесса на последовательно выполняемые этапы, причем каждый этап выполняется на отдельном процессоре. Одинарный поток исходных данных для решения задачи поступает на вход процессорного конвейера.
Каждый процессор решает свою часть задачи, и результаты решения в качестве исходных данных передает на вход последующего процессора. К каждому процессору подводится свой поток команд, т. е. наблюдается множественный поток команд ПК1, ПК2, ..., ПКN.
Mimd компьютеры
Рис. 1.5. MIMD-архитектура
MIMD (Multiple Instruction Stream - Multiple Data Stream) или МКМД - множество потоков команд и множество потоков данных. Эта категория архитектур вычислительных машин наиболее богата, если иметь в виду примеры ее успешных реализаций. В неё попадают симметричные параллельные вычислительные системы, рабочие станции с несколькими процессорами, кластеры рабочих станций и т.д. Уже довольно давно появились компьютеры с несколькими независимыми процессорами. На таких компьютерах реализован параллелизм вычислительных процессов, то есть на разных процессорах одновременно выполнялись разные и независимые программы. MIMD-системы по способу взаимодействия процессоров (рис. 1.5.) делятся на системы с сильной и слабой связью.
Многопроцессорные вычислительные системы(мпвс)
Сильно-связанные вычислительные системы класса MIMD или многопроцессорные вычислительные системы основаны на объединении процессоров на общем поле оперативной памяти. Это поле называется разделяемой памятью (Shared Memory). При этом достигаются более быстрый обмен информацией между процессорами, чем между ЭВМ в многомашинных вычислительных системах (комплексах), и более высокая суммарная производительность системы. Иногда их называют «истинными» мультипроцессорами.
В таких системах, как правило, число параллельных процессов невелико и управляет ими централизованная операционная система. Процессоры обмениваются информацией через общую оперативную память. При этом возникают задержки из-за межпроцессорных конфликтов.