Типы структур
5
SISD – одиночный поток команд – одиночный поток данных (ОКОД)
А) архитектура фон-Неймана;
Б) архитектура Гарварда.
Структура:
MISD - множественный поток команд – (МКОД) одиночный поток данных.
А)
Б
)
К А) – задача стабилизации
К Б) – обыкновенный конвейерный процессор
SIMD (ОКМД) – одиночный поток команд – множественный поток данных.
Обработка видеоизображения.
MIMD (МКИД) – множественный поток команд, множественный поток данных.
Сеть вычислительных машин.
Архитектуры MISD, SIMD, MIMD позволяют построить конвейерные, матричные, мультипроцессорные и вычислительные системы с программируемой структурой.
а) Конвейерные ВС.
В основе этих систем лежит конвейерная или цепочечная система обработки информации. В реальных системах имеет место единое управляющее устройство (управляющее ЭВМ, подсистема или контроллер) формирует единый поток команд и несколько параллельных потоков данных.
б) Матричные ВС.
Основаны на принципе параллелелизма. В них обеспечивается возможность одновременной реализации большого числа операций на элементарных процессорах. Такие ВС, как правило, рассчитаны на решение задач матричной арифметики.
в) Мультипроцессорные ВС.
К этим системам относятся системы, которые состоят из множества процессоров и “общей памяти”. Взаимодействие между процессором и памятью осуществляется через коммутатор (сеть, шина,…). Вариантами этих систем являются системы потоков данных или потоковой архитектуры. Потоковые ВС – это системы, в которых заложена возможность выполнения инструкций сразу после выполнения всех данных. В этих архитектурах первичным является наличие данных, а не команд как в архитектуре фон-Неймана. Потоковая архитектура ориентирована на распараллелирование обработанной информации.
г) Система с программируемой структурой – это класс средств обработки информации, основанный на модели коллектива вычислителей (т.е. это система, которая позволяет с помощью…ВУ реконфигурировать…).
М 6атричные вс
Каноническая структура (МП) матричного процессора
МП представляет собой композицию УУ и матрицы связанных элементарных процессоров.
УУ предназначено для формирования единого потока команд на все процессоры матрицы. Все ЭП (элементарные процессоры) идентичны и включают в себя АЛУ и память (минимальная конфигурация). Сеть межпроцессорных связей регулярна и формируется таким образом, чтобы каждый элементарный процессор имел непосредственную связь не менее чем с четырьмя элементарными процессорами. Это позволяет осуществить обмен между памятью ЭП (в некоторых случаях используется режим ПДП).
Состояние каждого
ЭП и обмен информацией между ними
программируется УУ перед запуском
очередной программы.
Система ДАР (Англия). Предназначена для выполнения функций ОС, включая программу данных. Преобразование команды данных в форму, пригодную для МП; управление работой МП; для в/в информации в МП. Каждый МП представляет собой одноразрядное АЛУ и 1 Кбит памяти. Матрица процессоров представляет собой 1616=256 МП. Быстродействие 25*106оп/сек.
Connection(США). Быстродействие 109оп/сек. Ёмкость памяти 32 МБ. Число процессоров 65536. Скорость обмена между процессорами 32 МБ/сек.
Eddy. Структура:
Каждый процессор этой системы имеет связь с 8 ближними и связан с двумя УУ по широковещательным шинам. Связь между соседними процессорами в одном варианте этой системы осуществляется по последовательным каналом типа RS-232.
Широковещательная шина представляет собой 32-разрядную магистраль. В качестве ЭП используется процессор Z-8000-1. В качестве УУ используется тот же самый процессор. В настоящее время используются матрицы из 128 процессоров и 256.
В матрице 128 осуществляется связь между соседними процессорами через двухпортовое ОЗУ, а 256 – режим ПДП (пересекающиеся области памяти).
Разработчики ориентируются обеспечить передачу информации между ЭП, минуя УУ.
ВС для задачи вычисления функции
К достоинствам относятся дешевизна и надёжность.
В качестве процессора используется сдвоенный процессор 286/287. В состав ЭП входит 16 К 16-разрядных слов. Быстродействие оценивается 4*109оп/сек над 16-разрядными словами с плавающей запятой.