Семенихин И.Н

MIMD

SIMD

MISD

SISD

SISD (Single Instruction Stream/Single Data Stream) — одиночный поток команд и одиночный поток данных (а). Представителями этого класса являются, прежде всего, классические фон-неймановские ВМ, где имеется только один поток команд, команды обрабатываются последовательно и каждая команда инициирует одну операцию с одним потоком данных. То, что для увеличения скорости обработки команд и скорости выполнения арифметических операций может применяться конвейерная обработка, не имеет значения, поэтому в класс SISD одновременно попадают как ВМ CDC 6600 со скалярными функциональными устройствами, так и CDC 7600 с конвейерными. Некоторые специалисты считают, что к SISD-системам можно причислить и векторно-конвейерные ВС, если рассматривать вектор как неделимый элемент данных для соответствующей команды.

MISD (Multiple Instruction Stream/Single Data Stream) — множественный поток команд и одиночный поток данных (б). Из определения следует, что в архитектуре ВС присутствует множество процессоров, обрабатывающих один и тот же поток данных. Примером могла бы служить ВС, на процессоры которой подается искаженный сигнал, а каждый из процессоров обрабатывает этот сигнал с помощью своего алгоритма фильтрации. Тем не менее, ни Флинн, ни другие специалисты в области архитектуры компьютеров до сих пор не сумели представить (убедительный пример реально существующей вычислительной системы, построенной на данном принципе. Ряд исследователей относят к данному классу конвейерные системы, однако это не нашло окончательного признания. Отсюда принято считать, что пока данный класс пуст. Наличие пустого класса не (следует считать недостатком классификации Флинна. Такие классы, по мнению I некоторых исследователей, могут стать чрезвычайно полезными для разработки принципиально новых концепций в теории и практике построения вычислительных систем.

SIMD (Single Instruction Stream/Multiple Data Stream) — одиночный поток команд и множественный поток данных (в). ВМ данной архитектуры позволяют выполнять одну арифметическую операцию сразу над многими данными — элементами вектора. Бесспорными представителями класса SIMD считаются матрицы процессоров, где единое управляющее устройство контролирует множество процессорных элементов. Все процессорные элементы получают от устройства управления одинаковую команду и выполняют ее над своими локальными данными. В принципе в этот класс можно включить и векторно-конвейерные ВС, если каждый элемент вектора рассматривать как отдельный элемент потока данных.

MIMD (Multiple Instruction Stream/Multiple Data Stream) — множественный поток команд и множественный поток данных (г). Класс предполагает наличие в вычислительной системе множества устройств обработки команд, объединенных в единый комплекс и работающих каждое со своим потоком команд и данных. Класс MIMD чрезвычайно широк, поскольку включает в себя всевоз­можные мультипроцессорные системы. Кроме того, приобщение к классу MIMD зависит от трактовки. Так, ранее упоминавшиеся векторно-конвейерные ВС можно вполне отнести и к классу MIMD, если конвейерную обработку рассматривать как выполнение множества команд (операций ступеней конвейера) над множе­ственным скалярным потоком.

Схема классификации Флинна вплоть до настоящего времени является наибо­лее распространенной при первоначальной оценке той или иной ВС, поскольку позволяет сразу оценить базовый принцип работы системы, чего часто бывает достаточно. Однако у классификации Флинна имеются и очевидные недостатки, например неспособность однозначно отнести некоторые архитектуры к тому или иному классу. Другая слабость — это чрезмерная насыщенность класса MIMD. Все это породило множественные попытки либо модифицировать классификацию Флинна, либо предложить иную систему классификации.

(конспект лекций)

ШАХТЫ 2006

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 ВВЕДЕНИЕ. 4

1.1 Архитектура, организация и конфигурация ЭВМ.. 4

1.2 Общие требования к современным компьютерам. 5

1.3 Классификация компьютеров по областям применения. 8

1.4 Оценка производительности вычислительных систем. 16

2 АРХИТЕКТУРА СИСТЕМЫ КОМАНД.. 25

2.1 Классификация архитектур системы команд. 26

2.2 Классификация по месту хранения операндов. 28

2.3 CISC и RISC архитектуры.. 34

2.4 Типы и форматы операндов. 36

2.5 Символьная информация. 48

2.6 Логические данные и строки. 50

2.7 Прочие виды информации. 51

2.8 Типы и форматы команд. 53

2.9 Способы адресации операндов. 62

2.10 Система операций. 69

3 ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЭВМ.. 71

3.1 Основные понятия. 71

3.2 Информационная модель ЭВМ.. 71

3.3 Принципы Джона фон Неймана. 75

3.4 Основные компоненты ЭВМ.. 76

4 ЭВМ фон НЕЙМАНА.. 80

4.1 ЭВМ с шинной организацией. 80

4.2 ЭВМ с канальной организацией. 84

Дата добавления: 2014-01-06