8.Вс классификация по Флинну

1. ОКОД (1 поток команд – 1 поток данных):

Обычные машины, где идет обмен инфы.

Многомашинные – различные ОС, где между машинами осуществляется только обмен инфы.

Многопроцессорная система – система работает под управлением единой ОС.

2. МКОД: (много команд – 1 поток данных):

Процессорно-конвейерная система, системы типа Cray, Ciber (быстродействие максимальное). Процесорно-мультимедийные приложения, обработка изображений и звуков с максимальной производительностью.

3.ОКМД: (1 поток команд – много данных):

к/д – команда/данные.

Каждая ЭМ работает со своими данными, но все они выполняют одни и те же команды.

Обработка изображений по пикселям, распознавание образов.

Если ЭМ заменить ОЭВМ, то эта система – транспьютер.

Матричные процессоры – системы типа Solomon (каждый процессор работает со своим потоком данных, затем данные соединяются).

4. МКМД: (Много команд – много данных):

Всевозможные нерегулярные структуры, где каждая машина работает по своим алгоритмам и образует свой поток данных.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

9.Машины упр потоками данных(df-машины)

Осн особенность таких машин отсутствие в них счетчика команд.

Машина Массачусетского технолог ун-та

Память разбивается на командные ячейки (КЯ), в каждой из которых содержаться код выполняемой операции, адреса, откуда берутся операнды (номера КЯ) и адреса, куда помещается результат операции. УУ управления через устройство выборки проверяет и находит те КЯ для которых определены операнды. Эти КЯ ч/з схему селекции подаются на блок процессоров (в каждый момент времени процессор обрабатывает одну КЯ). Схема распределения записывает результаты выполнения операции в следующие КЯ.

Команда выполняется тогда, когда готова командная ячейка.

Использование микропроцессорной машины с применением командных ячеек позволяет распараллеливать исходный алгоритм, где команды выполняются по мере готовности операндов (не нужен счетчик команд).

Пример: x_1,2=(-b±(b²-4*a*c))/2*a

1 такт Я0 Я2 Я5 Я8

2 такт Я1

3 такт Я3

4 такт Я4

5 такт Я6,Я7

6 такт Я9,Я10

Коэфф распараллеливания К_р=11/6=1,8.

Машина управляемая по запросу - выполняет команды по мере необходимости . Главная машина анализирует исходный алгоритм разбивает его на командные составляющие и поставляет запросы подчиненным машинам на формирование требуемых фрагментов алгоритма. Так же происх распараллеливание но фрагменты алго-ритма по мере выполнения возвращаются в главную машину.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

10. Общие полож.Risc-проц. Берклинская арх.

При разработке ПО существует правило 80/20, т.е. каждым разработчиком при реализации данной проги используется 20% команд процессора и на их выполнение уходит 80% времени. Появилась задача изобретения ориентированного процессора.

Разработчики RISC-процов:

1) определяют область применения и круг решаемых задач

2) выделяются min необходимый перечень команд, выбранные команды реализуются аппаратно для получения max быстродействия, обычно одна команда выполн за 1 такт. При этом использ простые способы адресации и простые инструкции.

3) если дополнительные команды не требует существ аппаратных затрат, то они тоже реализуются на всякий случай.

4) для получения max быстродействия используются простые способы реализации.

Разр RISC-процессоров ориентируется на поддержку ЯВУ и на конвейерный тип выполнения команд. Условно выполнение любой команды можно разбить на фазы:

1 команда выполн 5 тактов, однако каждый след такт мы получаем рез-т. Все этапы выполн команды условно занимают одинаковый интервал времени. После заполнения конвейера за каждый такт на выходе имеем результат => высокая производительность.

Минус: команды должны быть одинаковы по времени.

Берклинская архитектура.

Анализ работы ЭВМ показывает что основные затраты времени приходятся на обращение проц к памяти и ВУ. Разработчики Берк. арх решили сократить число обращений к памяти и ВУ, а также кол-во команд пересылок между ронами. Для этого на кристалле ЦП предлагается разместить большое кол-во РОН.

RISC II – 138 РОНов, которые разбиваются на 8 виртуальных регистровых окон, в каждом из которых содержится 32 РОНа.

6	Верхние регистры
10	Локальные регистры
6	Нижние регистры
10	Глобальные регистры

В нижн рг помещается результаты выполненной процедуры в текущем окне. Одновременно они являются верхн регистром для следующего окна и исходной информацией для следующей процедуры. Это уменшяет количество команд пересылок между РОНами.

Глоб рег доступны из любого окна, в них находятся переменные доступные для всех процедур.

Такая организация регистровых окон приводит к тому, что примерно 95-97% всех текущих переменных располагаются в РОНах и не требуют обращения к внешней памяти.

Достоинства: мин обращения к внешней памяти, маленькое число команд пересылок.

Недостатки: большие аппаратные затраты, увеличение числа РОНов приводит к увеличению паразитных емкостей внутренне системной магистрали (внутри кристалла). Это приводит к снижению тактовой частоты процессора.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------