Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Информатика Лекция09.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
19.12.2018
Размер:
198.66 Кб
Скачать

2. Архитектура вычислительных систем

Архитектура ВС - совокупность характеристик и параметров, опре­деляющих функционально-логическую и структурную организацию системы и затрагивающий в основном уровень параллельно работающих вычислителей.

Классификация архитектур была предложена М. Флинном (М. Flynn) в начале 60-х гг. XX в. В основу такой классификации заложено два возможных вида параллелизма:

  • независимость потоков заданий (команд), существующих в системе,

  • независимость (несвязанность) данных, об­рабатываемых в каждом потоке.

С появлением систем, ориентирован­ных на потоки данных и использование ассоциативной обработки, данная классификация может быть некорректной. Но она является справедливой для ВС, в которых вычислительные модули построены на принципах классической структуры ЭВМ:

  • ОКОД - одиночный поток команд - одиночный поток данных (SISD - Single Instruction Single Data - одиноч­ный поток инструкций - одиночный поток данных) (Слайд 7);

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

  • ОКМД - одиночный поток команд - множественный поток данных (SIMD - Single Instruction Multiple Data - одиночный поток инструкций - множественный поток данных) (Слайд 8);

Архитектура ОКМД предполагает создание структур векторной или 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 - задачи обработки матриц или векто­ров (массивов), задачи решения систем линейных и нелинейных ал­гебраических и дифференциальных уравнений, задачи теории поля и др. В структурах данной архитектуры, как правило, соединения между процессорами напоминают мат­рицу.

  • МКОД - множественный поток команд - одиночный поток данных (MISD - Multiple Instruction Single Data - множествен­ный поток инструкций - одиночный поток данных) (Слайд 9);

Архитектура МКОД предполагает построение своеобразного процессорного конвейера, в котором результаты обработки переда­ются от одного процессора к другому по цепочке. В современных ЭВМ по этому принципу реализована схема совмещения операций, в которой параллельно работают различные функциональные блоки, и каждый из них делает свою часть в общем цикле обработки команды.

  • МКМД - множественный поток команд - множественный поток данных (MIMD - Multiple Instruction Multiple Data - множественный поток инструкций - множественный поток данных) (Слайд 10).

Архитектура МКМД предполагает, что все процессоры системы работают с различными программами и с индивидуальным набором данных. В простейшем случае они могут быть автономны и независи­мы. Такая схема использования ВС часто применяется во многих круп­ных вычислительных центрах для увеличения пропускной способ­ности центра.

МКМД - архитектура является наиболее перспективной для вычислительных систем. Ей присущи все перечисленные виды параллелизма. Этот класс дает большое разнообразие структур, сильно отличающихся друг от друга своими характеристиками (См. Рис. 2-10).

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.