4. Матричные процессоры

Основные характеристики матричных процессоров:

1) способ организации данных;

2) способ организации устройств;

3) класс решаемых задач.

Под матричным процессором понимают устройство, предназначенное в основном для выполнения операции .

Матричный процессор (МП) функционирует на основе арифметического конвейера. В МП для уменьшения стоимости и упрощения программирования арифметический конвейер значительно упрощен и выполнен конструктивно в виде автономного блока. МП подключен через стандартные каналы ввода-вывода к базовому компьютеру. Собственной ОП МП не имеет. Его программа и данные находятся в ОП базового компьютера.

Структура МП и способ подключения его к базовому компьютеру (БК)

Рис.4.1.

МП вместо одного из каналов подключается на ВШ и содержит регистры для управления адресом ОП, буферные регистры для промежуточного хранения данных БХ, БИ, БУ и двухступенчатое АЛУ.

5. Ассоциативные вс (авс)

АВС, как и матричные, характеризуются большим числом операционных устройств, способных одновременно, по командам одного управляющего устройства вести обработку нескольких потоков данных. Эти системы существенно отличаются от матричных способами формирования потоков данных. В АВС информация на обработку поступает от ассоциативных запоминающих устройств (АЗУ), характеризующихся тем, что информация из них выбирается не по определенному адресу, а по ее содержанию.

Принцип работы АЗУ

Рис.5.1.

Состав АЗУ:

- запоминающий массив из n m- разрядных ячеек;

- регистр ассоциативных признаков Рг АП;

- регистр маски Рг М;

- регистр индикаторов адреса со схемами сравнения на входе;

В РгАП из УУ передаются код признака искомой информации ("компаранд"). Код имеет произвольное число разрядов от 1 до m. Если код используется не полностью, тогда ненужные разряды маскируются с помощью РгМ. Перед началом поиска информации в АЗУ все разряды регистра индикаторов адреса устанавливаются в состояние 1. После этого производится опрос первого разряда всех ячеек ЗМ и содержимое сравнивается с первым разрядом РгАП. Если содержимое первого разряда i-ой ячейки не совпадает с содержимым первого разряда РгАП, то соответствующий этой ячейке разряд регистра индикаторов адреса Тi сбрасывается в "0", если совпадает - "1". Затем эта операция повторяется для всех РгАП. После поразрядного опроса и сравнения, в состоянии "1" останутся те разряды регистра индикаторов адреса, которые соответствуют ячейкам, содержащим информацию, совпадающую с записанной в РгАП.

Время поиска информации в ЗМ по ассоциативному признаку зависит только от числа разрядов признака и от скорости опроса разрядов, но совершенно не зависит от числа ячеек ЗМ.

Запись новой информации в ЗМ производится без указания номера ячейки, а по признаку занятости. Если ячейка свободна, то УУ помещает в нее новую информацию.

В ассоциативных матрицах все слова могут одновременно поразрядно сдвигаться вправо и влево. Это усиливает возможности ассоциативной обработки. В ассоциативном процессоре имеется ряд дополнительных регистров и устройств, обеспечивающих выполнение необходимых арифметико-логических операций сразу над одноименными разрядами всех слов.

Типичными операциями поиска и сравнения, выполняемыми ассоциативным процессором являются:

1) =,;

2) меньше чем, больше чем;

3) не больше, не меньше;

4) максимальная и минимальная величины;

5) между границами, вне границ;

6) следующая величина больше, меньше и т.д.

Эти операции позволяют с помощью ассоциативных процессоров сложные виды числовой и нечисловой обработки.

Область применения:

- обработка радиолокационной информации;

- распознавание образов;

- обработка снимков и других задач с матричной структурой данных.