- •Структура эвм
- •Структура машинного цикла
- •Структура и типы команд
- •3Х адресные команды
- •2Х адресные команды
- •1О адресные команды
- •Процессоры семейства pdp-11. Вычислительные системы параллельной обработки данных. Параллельная обработка как архитектурный способ повышения производительности.
- •Преимущества параллельной архитектуры:
- •Классификация систем параллельной обработки данных.
- •Классификация мультипроцессорных систем по способу организации основной памяти.
- •Мультипроцессорные системы с распределительной памятью
- •Топология из 4х процессорных блоков. Двумерный гиперкуб.
- •Способы организации внутренней памяти мультипроцессорных систем.
- •Топология внутренних связей многопроцессорных систем.
- •Сеть связи через общую шину.
- •Общая шина с арбитром.
- •Кольцевая структура.
- •Связи типа «звезда».
- •Улучшение возможностей связывания между процессорами.
- •Коммутаторы внутренних связей.
- •Однокаскадный коммутатор «Тасовка».
- •Многокаскадная коммутирующая сеть «Омега».
- •Состояние производства использования высокопроизводительных вычислительных систем.
- •Развитие архитектурных систем с общей разделяемой памятью.
- •Шина слежения за когерентностью данных.
- •Мультипроцессорная система Power Scale.
- •Архитектура вычислительных систем с распределенной разделяемой памятью.
- •Архитектура numa.
- •Развитие архитектуры мп для высокопроизводительных вычислительных систем.
- •Увеличение состава и числа функциональных устройств.
- •Интеграция функции.
- •Тенденция изменения архитектуры систем параллельной обработки на кристалле.
- •Вычислительные системы на кристалле.
3Х адресные команды
Если расположить команды программы в соседних ячейках таким образом, что в следующей ячейке находится следующая команда, то от 4го адреса можно избавиться.
Но тогда нам надо знать номер или адрес этой ячейки памяти, в которой будет храниться следующая команда, т.е. иметь такой регистр, который указывает нам на адрес следующей команды. Такое устройство называется – счетчик команд. Программу представляем в виде некоторой ленты, расположенной в соседних ячейках памяти, а счетчик команд указывает на ту ячейку, где хранится следующая команда.
2Х адресные команды
В этом случае отказываемся от указания адреса результата и записываем результат по адресу одного из операндов
т.е. результат записывается поверх самого операнда, при этом значение операнда теряется, но длина команды существенно сокращается.
Здесь Адрес 1 – адрес источника
Адрес 2 – адрес приема
Поскольку второй операнд после выполнения операции теряется, то нужно пересылать операнды из одного места в другое. Это потребовало в архитектуру специальные команды – пересылка данных.
1О адресные команды
Предположим, что мы избавляемся от задания адреса одного из операндов. Тогда мы должны знать, где всегда находится один из операндов.
Если мы введем в состав АЛУ специальный регистр, в который будем заранее помещать один из операндов, то адресовать в команде нужно будет только второй операнд. Такой регистр называется – регистр-аккумулятор, т.е. в этот регистр помещается один из операндов и также оказывается результат операции.
Поскольку быстродействие памяти меньше быстродействия регистров, то для то для повышения всей системы в целом разработчики пошли дальше и кроме одного регистра добавили ещё несколько адресуемых регистров – регистры общего назначения. При этом появилось 2 вида команд: регистр/регистр, регистр/память.
Регистр/регистр являются наиболее компактными и быстродействующими.
Схема взаимосвязи регистров в процессоре.
.
Процессоры семейства pdp-11. Вычислительные системы параллельной обработки данных. Параллельная обработка как архитектурный способ повышения производительности.
Производительность – это важнейший показатель вычислительной системы. Имеются 3 метода повышения производительности:
-
совершенствование элементной базы;
-
совершенствование структуры вычислительных систем;
-
разработки математических методов для решения задач.
Рассмотрим подробнее:
- 1ый способ позволяет при более совершенствованной элементной базе увеличивать тактовую частоту работы системы, интегрировать отдельные блоки в 1 кристалл, тем самым уменьшая время обмена данными между группами. Позволяет увеличивать разрядность шин обмена данными между группами.
- структурные методы позволяют добиваться такой организации вычислительных систем, когда одновременно выполняется еще большее число преобразований.
- математические методы позволяют разрабатывать новые алгоритмы решения задач, допускающие еще большее распараллеливание вычислительных процессов.