Основные классы вычислительных систем

Основными типами систем ОК МД С являются ансамбли процессоров, системы с векторным потоком данных и матричные системы. Характерной особенностью таких систем является то, что они обрабатывают данные параллельно и обращаются к ним при помощи адресов, а не при помощи тегов или выборки по содержимому ячеек памяти. Ансамбль процессоров представляют собой такие параллельные системы в которых процессорные модули упорядочиваются общим потоком управления и обработки. Как правило это небольшие процессоры без взаимосвязей, либо с низкой степенью связности. Системы с векторным потоком данных и матричные системы представляют собой такие параллельные системы в которых процессорные модули сравнительно небольшие процессоры с высокой степенью связности. В системах с векторным потоком данных процессоры имеют обычно общую оперативную память и являются фактически составными арифметико-логическими устройствами обработки, которые выполняют последовательно команду за командой над векторами операндов. В матричных системах процессоры имеют индивидуальную оперативную память и составляет матрицу со связями между непосредственными соседями.

Основные типы вычислительных систем

Характерной особенностью ассоциативных систем является то что их процессорные модули реализуют адресацию на основе свойств содержимого данных большей степени чем с помощью адресов. Ассоциативные системы подразделяются на системы с ассоциативной памятью и системы с ассоциативными процессорами.

Системы с ассоциативной памятью представляют собой такие параллельные системы типа ОК МД Р, которые оперируют с данными при доступе к ним, при помощи тегов или выборки по содержимому ячеек памяти в большей степени чем при помощи адресов. Системы с ассоциативными процессорами обычно оперируют с разрядами данных. Срез разряда данных это совокупность разрядов одной и той же фиксированной позиции во множестве слов данных. К параллельным системам класса МК ОД относятся прежде всего магистральные или конвейерные.

Магистральные или конвейерные системы – это такие системы в которых осуществляется одновременное выполнение нескольких команд, при помощи последовательного прохождения слов потока данных через магистраль нескольких специализированных блоков обработки, при этом обработка разбивается на соответствующее число подзадач, каждая из которых выполняется на одном из указанных специализированных блоков обработки. Принцип магистральной обработки основан на разделении вычислительного процесса, на несколько подпроцессов каждый из которых выполняется на отдельном устройстве. При этом последовательные процессы могут выполнятся одновременно на своих устройствах. Принцип конвейерной обработки может применятся на различных уровнях вычислительного процесса, в зависимости от уровня применения принципа конвейерной обработки можно выделить арифметико-магистральные, командно-магистральные и макро-магистральные системы. В качестве систем МК ОД Р можно рассматривать системы конвейером одноразрядных процессоров. Системы класса МК МД называется некоторая параллельное вычислительная система с несколькими модулями управления работы нескольких процессорных модулей, при чем эти модули выполняют несколько потоков команд.

Многопроцессорной системой называется такая параллельная система типа МК МД С которая содержит два или более сильно связанных центральных процессора. Общую для них оперативную память и целиком или частично общие периферийные устройства, управление которыми как единым комплексом осуществляет единственная операционная система. Более подробно характерные черты многопроцессорных систем можно представить следующим образом. Многопроцессорная система включает два или несколько центральных устройств обработки информации, эти устройства могут иметь как одинаковые, так и различные характеристики. Основная память должна находиться в общем пользовании и должна быть доступной для всех процессоров системы. Процессоры могут иметь некоторую собственную память. В системе должен быть общий доступ ко всем устройствам ввода-вывода. В системе должна быть единая интегрированная операционная система, осуществляющая общее управление аппаратными и программными средствами, при этом должна быть предусмотрена возможность тесного взаимодействия аппаратных средств и программного обеспечения. Во-первых на уровне системного программного обеспечения при выполнении системных задач. Во-вторых на программном уровне при выполнении частей одной и той же программы несколькими процессорами. В третьих на уровне обмена данными. В четвертых – на уровне аппаратных прерываний.