Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Класифікація паралельних архітектур по Флінну





Загальна класифікація архітектур ЕОМ за ознаками наявності паралелізму в потоках команд і даних була запропонована Майклом Флінном в 1966 році і розширена в 1972 році. Все розмаїття архітектур ЕОМ в цій таксономії зводиться до чотирьох класів:

Мал.1.2. Класифікація паралельних архітектур по Флінну

ОКОД - Обчислювальна система з одиночним потоком команд і одиночним потоком даних

(SISD, SingleInstructionstreamover a SingleDatastream).

ОКМД - Обчислювальна система з одиночним потоком команд і множинним потоком даних

(SIMD, SingleInstruction, MultipleData).

МКОД - Обчислювальна система з множинним потоком команд і одиночним потоком даних

(MISD, MultipleInstructionSingleData).

МКМД - Обчислювальна система з множинним потоком команд і множинним потоком даних

(MIMD, MultipleInstructionMultipleData).

Розглянемо цю класифікацію більш докладно.SISD - комп'ютери (мал. 1.3) - це звичайні послідовні комп'ютери, що виконують в кожен момент часу тільки одну операцію над одним елементом даних. Більшість сучасних персональних ЕОМ належать саме цій категорії.

 

Мал.1.3. Схема SISD - комп'ютера

Багато сучасних обчислювальні системи включають в свій склад кілька процесорів, але кожен з них працює зі своїм незалежним потоком даних, що належать до незалежної програмою. Такий комп'ютер є, фактично, набором SISD - машин, що працюють з незалежними множинами даних.SIMD - комп'ютери (мал. 1.4 і 1.5) складаються з одного командного процесора (керуючого модуля), званого контролером, і декількох модулів обробки даних, званих процесорними елементами (ПЕ). Кількість модулів обробки даних таких машин може бути від 1 024 до 16 384. Керуючий модуль приймає, аналізує і виконує команди.

Типовими представниками SIMD є векторні архітектури.

Мал.1.4. Схема SIMD - комп'ютера з роздільною пам'ятью

 

Мал.1.5. Схема SIMD - комп'ютера з розподіленою пам'ятью

Якщо в команді зустрічаються дані, контролер розсилає на всі ПЕ команду, і ця команда виконується або на декількох, або на всіх процесорних елементах. Процесорні елементи в SIMD - комп'ютерах мають відносно простий пристрій, вони містять арифметико - логічний пристрій (АЛП), що виконує команди, що надходять з устрою управління (УУ), кілька регістрів і локальну оперативну пам'ять. Однією з переваг даної архітектури вважається ефективна реалізація логіки обчислень.До половини логічних команд звичайного процесора пов'язане з управлінням процесом виконання машинних команд, а решта їх частина відноситься до роботи з внутрішньою пам'яттю процесора.У SIMD - комп'ютері управління виконується контролером, а " арифметика" віддана процесорним елементам. Підкласом SIMD - комп'ютерів є векторні комп'ютери. Приклад такої обчислювальної системи - Hitachi S3600.Інший приклад SIMD - комп'ютера - матричні процесори (Array Processor). Як приклад можна привести обчислювальну систему Thinking Machines CM - 2, де 65536 ПЕ пов'язані між собою мережею комунікацій з топологією " гіперкуб ". Часто комп'ютери з SIMD - архітектурою спеціалізовані для вирішення конкретних завдань, що допускають матричне подання. Це, наприклад, можуть бути завдання обробки зображень, де кожен модуль обробки даних працює на отримання одного елемента кінцевого результату.

 

Клас MISD включає в себе багатопроцесорні системи, де процесори обробляють множинні потоки даних. Обчислювальних машин такого класу мало. Один з небагатьох прикладів – систолічний масив процесорів, в якому процесори знаходяться в вузлах регулярної решітки. Роль ребер в ній грають міжпроцесорні з'єднання, всі ПЕ управляються загальним тактовим генератором. У кожному циклі роботи кожен ПЕ отримує дані від своїх сусідів, виконує одну команду і передає результат сусідам. На мал. 1.6 дана схема фрагмента систолічного масиву.

 

Мал.1.6. Схема MISD - комп'ютера

Належність конкретних машин до конкретного класу сильно залежить від точки зору дослідника. Так, конвеєрні машини можуть бути віднесені і до класу SISD (конвеєр - єдиний процесор), і до класу SIMD (векторний потік даних з конвеєрним процесором) і до класу MISD (безліч процесорів конвеєра обробляють один потік даних послідовно), і до класу MIMD - як виконання послідовності різних команд (операцій щаблів конвеєра) над множинним скалярним потоком даних (вектором).

MIMD-комп’ютери.

Цей клас архітектур (рис. 1.7 і 1.8) найбільш багатий прикладами успішних реалізацій. У нього потрапляють симетричні паралельні обчислювальні системи, робочі станції з декількома процесорами, кластери робочих станцій і т. д. Досить давно з'явилися комп'ютери з декількома незалежними процесорами, але спочатку на них був реалізований тільки принцип паралельного виконання завдань, т. е. На різних процесорах одночасно виконувалися незалежні програми.Розробці перших комп'ютерів для паралельних обчислень були присвячені проекти під умовною назвою СМ * і С.ММР в університеті Карнегі (США). Технічною базою для цих проектів були процесори DEC PDP - 11. На початку 90 -х років минулого століття саме MIMD - комп'ютери вийшли в лідери на ринку високопродуктивних обчислювальних систем.Розвитком концепції MIMD - архітектури з розподіленою пам'яттю є розподілена обробка, коли замість набору процесорів в одному корпусі використовуються комп'ютери, пов'язані досить швидкої мережею. Концептуального відмінності від MIMD - архітектури з розподіленою пам'яттю немає, а особливістю є повільне мережеве з'єднання.

 

Мал.1.7. Схема MIMD - комп'ютера з роздільною пам'ятью

 

 

Мал.1.8. Схема MIMD - комп'ютера з розподіленою пам'ятью

 

Date: 2016-05-15; view: 465; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.007 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию