Классификация по программной организации

Помимо рассмотренной классификации параллельные вычислительные системы разделяют по программной организации на три следующих вида:

1.С логическим программным управлением;

2.С управлением потоками данных;

3.С редукционно-программным управлением.

В машинах с логическим программным управлением команды выполняются за счет детальной проработки последовательности управляющей информации. Любую программу здесь рассматривают как последовательное преобразование от исходного до конечного состояния операндов. При этом процессор использует запросный механизм данных: обращение к памяти производится по адресам, содержащимся в исполняемых командах. Как правило, управление передается от одной команды к другой последовательно, т.е. используется последовательный механизм выбора команд.

Последнее время развивается направление потоковых машин. В системах с потоками данных предполагается наличие большого числа специализированных операционных блоков. Каждая операция выполняется на отдельных операционных блоках. Данные снабжаются указателями типа данных. Выполнение операций осуществляется по мере готовности участвующих в них данных. Механизм функционирует по значению. По мере того, как операнды преобразуются, им присваивается индекс, и этот индекс является признаком для дальнейшего использования данного результата в программе. Чтобы выбрать операнды по мере готовности необходимо параллельное управление, т.е. одновременный анализ индексов. Множество команд разделено на две группы: команды производители данных и команды потребители данных. Как правило, программы таких машин строятся из несложных операций. Программы более высокого уровня используют предыдущий уровень в качестве составляющих частей. Здесь вновь можно вспомнить микрокоманду — элементарную операцию над данными. Такого разделения (микрокоманды) в потоковых машинах нет, чтобы не было путаницы. Устройство управления потоковой машиной загружает команды в последовательности готовности к выполнению.

Система с редукционно-программным управлением использует в качестве стимула к началу операции флаг (признак потребности ее выполнения).

Новым в организации структур вычислителей является использование однородных вычислительных сред (регулярных структур) в основе которых матрица процессоров. При этом в качестве процессора использован транспьютер. Можно привести таблицу взаимосвязи данных и управления.

Механизм управления	Механизм данных
	По значению	По запросу
Последовательный	—	Архитектура Фон Неймана
Параллельный	Потоковая структура	Параллельные машины
Рекурсивный	С цепочечной редукцией	С графической редукцией

Классификация по архитектуре

Кроме программной организации выделяют три класса машин по архитектуре:

1. централизованные машины (управление) — один процессор соединенный с памятью, единственная текущая команда передает управление единственной следующей команде.

2. Машины с коммутацией пакетов — конвейерный принцип, когда ряд процессоров, средства связи и память объединяются в последовательную структуру для решения текущей задачи.

3. Машины с обработкой выражений — формируется набор из процессора, памяти, средств связи. Этот набор формируется как регулярная структура. Программа в них достаточно большая по составу, в активном состоянии пребывают лишь некоторые составляющие, остальные находятся в состоянии ожидания.

Качество той или иной организации вычислителя можно определить неким соотношением — эффективностью:

Si Tni

Е= ——————;

Tc Si

Оценка эффективности основана на анализе временных параметров. Причем эти параметры достаточно просто можно проанализировать при работе вычислителя.

Tni — время в течение которого i-е средство в системе занято полезной работой (например процессор выполняет счет, формирует управляющий файл на устройства ввода-вывода).

Tc — суммарное, общее время работы системы при решении задачи.