Egyszeres és többszörös patakok utasításokat és adatokat - studopediya
Concepts - egyszeri és többszöri patakok utasítások és adatok, négy osztályba számítógépes rendszerek OKOD, SIMD, MC LD és MKMD be MJ Flynn ..
Áramban parancsok utal, hogy a sorszám végrehajtott utasítások a rendszer által, és egy adatfolyam - sorszáma adatok által okozott áramlási parancsok, beleértve köztes eredményeket. A multiplicitás és szálak száma definiáljuk, mint a maximálisan lehetséges számú egyidejű műveletek (parancsok) vagy operandusok (adatok) szereplő ugyanabban az eljárás lépésben.
Egy egyszerűsített tömbvázlata OKOD típusú rendszerek SIMD, MKOD, MKMD ábrán látható. 2-5.
Azokban a rendszerekben, SIMD típusú egy vezérlőkészülék működését vezérli a több processzor modulok úgy, hogy mindegyikük végez egy adott
parancsot, majd a következő, és így tovább azaz realizált szinkron párhuzamos számítási folyamatot. A alcsoportok processzor modulok áthaladhat
A parancsok végrehajtása, ami által meghatározott maszkolás műveleteket.
Az ilyen típusú rendszerek a tényleges sebesség az információfeldolgozás erősen függ a képességeit a letöltési processzormodulok (az párhuzamosítását képességek).
Az olyan rendszerekben, mint például a MKOD kezelési folyamat van osztva több szakaszban. Amelyek mindegyike megfelel az egyik processzor modulok. Ezek a modulok sokaságát tartalmazzák feldolgozó vonal / futószalag processzorok. A tényleges feldolgozási sebesség függ a vonal töltési kapacitását. A legmagasabb sebességű feldolgozás érhető el, ha a hosszú egyenes szegmensek programok hasonló műveletekkel. A gyakori megszakítását lineáris része parancsok elágazási feldolgozási sebesség csökken.
Azokban a rendszerekben típusú MKMD több ellenőrző készülékek végzik teljesítése közben különböző ellenőrzési része ugyanazt a programot, azaz a. E.
megvalósított aszinkron párhuzamos számítási folyamatot. Ezek a rendszerek nagyon rugalmasak. A tényleges feldolgozási sebesség függ a képességeit processzor terhelését, de ha a párhuzamosítás számítások végrehajtása során a program nehéz, lehetséges, kihasználva a jelenléte több vezérlők egyszerre több program, így növelve a CPU kihasználtsága. MKMD típusú rendszerek nagy megbízhatóság miatt jó lehetőséget a kölcsönös biztonsági eszközök és a hasonló gépek.
1.4 szó szerinti és bitenkénti feldolgozás.
Modern számítógépes rendszerek komplex struktúra, szervezetét és működését. Rendszerek leírása alapján négy osztályba OKOD SIMD, MKOD, MKMD túl durva. A részletesebb leírást célszerű figyelembe venni a funkciók szövegszerkesztési és radix következik.
Diagramja négy osztályba a számítógépes rendszerek OKOD, SIMD, MKOD, MKMD lehet képviseli formájában egy négyzet (ábra. 6.). Külső OKOD vertex felel meg az osztály.
Mozgó, hogy a bal oldalon a felső kapcsolódó reprodukciós adatfolyam, ami egy SIMD osztályban, és az átmenet a felső, hogy a tetején a jobb társított utasítás áramot reprodukció, ami egy osztály MKOD. Mozgó a bal és jobb, hogy az alsó csúcsai társított reprodukciós utasítás áramot és adatfolyam, illetve, ami egy n azonos osztályba MKMD
Rendszer négy osztály számos hátránya van. Például, a különböző szerkezeti és asszociatív mátrix rendszerek esnek azonos osztályú SIMD. Systems kombinált és átkonfigurálható szerkezet elfoglalni két vagy akár három
osztály négy.
Annak érdekében, hogy javítsa a áramkört módosíthatjuk úgy, hogy a különbség a szövegszerkesztő (C) és a Radix kezelés (P). Ez a rendszer az ábrán látható. 7. tartalmaz nyolc osztályt. Asszociatív és mátrix rendszer elfoglalni ebben a rendszerben, a különböző osztályok - OKMDR és OKMDS rendre. A rendszer már jobb képességekkel lokalizáció a rendszer osztályokra kombinációs és konfigurálható szerkezetét. Például, ha az eredeti rendszer a rendszer volt két vagy három osztály a négy, a módosított rendszer eltarthat két vagy három osztály nyolc, illetve t. E. A leírás segítségével az osztályozás válik bizonyos, bár természetesen nem egyszerű.
A módosított rendszer nyolc osztályok tartalmazza az alap besorolási séma, és ez a negyedik szint (ábra. 1).
1.5. Az alapvető struktúrákat.
Egy egyszerűsített tömbvázlata jellemző képviselői a számítástechnikai rendszerek a fenti nyolc osztályt ábrán mutatjuk be. 8. Az blokkdiagramjait számítástechnikai rendszerek ezen az ábrán megfelelnek a számok az osztályok a számítógépes rendszerek, ahogyan a negyedik szintű osztályozási rendszer látható. 1. megjegyzés, hogy a memória szétválasztás típusú látható. A 8. ábra, elsősorban a funkcionális jellemzők, hanem egy különleges design.
Rendszerek és OKODS OKODR gyakoriak, és egy bites processzorok, illetve, és végezze el a soros feldolgozás információkat. Más rendszerek párhuzamos és végre párhuzamosan az információ feldolgozása.
Számítástechnikai rendszerek párhuzamos információfeldolgozás vagy rövidebben párhuzamos számítási rendszerekben két vagy több processzor modulok és három fő csoportra: SIMD és MKOD MKMD. Ezek olyan rendszer, amelyben a középső rész két vagy több áramlási parancsok és (vagy) adatokat.
Típus rendszer úgynevezett SIMD néhány párhuzamos számítási rendszer egyetlen közös modul működésének vezérlésére a több processzor modulok, ahol részben vagy egészben ilyen modulok tartalmát egyszerre utasításfolyamukat Ilyen rendszereket oszlik meg egy szóról szóra feldolgozó rendszereknek és OKMDS radix OKMDR kezelést.
Együttes processzorok az ilyen párhuzamos OKMDS típusú rendszer, amelyben a processzor modulok vannak elrendezve a teljes áramlási a vezérlő és feldolgozó, mint általában, - egy viszonylag kis processzorok nélkül kötéseket vagy alacsony rokonsági fok.
Rendszerek vektorral és a mátrix adatáramlás rendszerek azok OKMDS párhuzamos típusú rendszer, amelyben a processzor modulok vannak elrendezve a teljes áramlási a vezérlő és feldolgozó, mint általában, - egy viszonylag kis processzor nagyfokú összekapcsolódás. Az első rendszer, feldolgozók általában egy közös memóriát és valójában összetett aritmetikai-logikai feldolgozó eszközök, melyek következetesen parancs parancs operandus vektorok. Másodszor rendszerek egyes processzorok és a memória képeznek mátrixot konfiguráció közötti kapcsolat közvetlen szomszédai.
Az a tény, hogy a OKMDS típusú rendszer lehet mind az alacsony, és a magas rokonsági fok, hagyományosan jelölve a 8. ábrán a szaggatott vonal összekötő képfeldolgozó processzor.
OKMDR amely rendszerint működnek bit adat (zárójelentések szelet - egy sor bit egy és ugyanazon rögzített helyzetben az adathalmazt szó).
Folytassuk számítástechnikai rendszerek, mint MKOD. Ezzel párhuzamos típusú rendszerek MKODS gerinc (szállítószalag) rendszerek - egy ilyen rendszer, amelyben az egyidejű végrehajtása több parancs segítségével a soros adatfolyam halad szavakat vezetéken keresztül (szállítószalag) több speciális feldolgozási blokkokat. Ha ez a folyamat felosztása a megfelelő számú részfeladatok (szakasz), amelyek mindegyike fut egy említett speciális feldolgozási blokkokat.
Alapelv gerinc (szállítószalag) feldolgozása alapján a szétválasztás a számítási eljárás több részfolyamatok, amelyek mindegyike kerül végrehajtásra egy külön eszköz. Így az egymást követő folyamatok végezhetők egyidejűleg a saját eszközök, mint ahogy ez megtörténik ipari folyamatokban. pipeline elv alkalmazható a különböző szinteken a hierarchia egy számítási folyamat szintjén logikai eszközök építésére áramkörök. Attól függően, hogy a szint elve pipeline lehet azonosítani, figyelembe véve a szintek felfelé számtani gerincét, parancs továbbítása és makro gerinc rendszer, és attól függően, hogy milyen típusú feldolgozási utasítások között fő lehet megkülönböztetni rendszerek és a hagyományos és vektor használati rendszert.
Amint azt a fentiekben megjegyeztük, a MKODR rendszerek lehet kezelni a konvejor rendszer egy-bites processzorok.
A rendszer bizonyos típusú MKMD úgynevezett párhuzamos számítási rendszer több modulból üzemirányító többprocesszoros modul, ezek a modulok végre több parancs patakok. A processzorok száma jellemzően egy értéket a tartományban 2 és 10, de lehet több tíz vagy több, különösen a mikroprocesszoros rendszerek. A főbb rendszerek MKMDS -mnogoprotsessornye és multicomputer rendszert.
Többprocesszoros rendszer meghatározott, hogy egy párhuzamos típusú rendszer MKMDS, amely két vagy több, erősen rokon központi processzor közös bennük memóriát, és részben vagy egészben, a közös perifériaeszközök, beleértve a perifériás processzorok és a bemeneti-kimeneti csatornát, amelyek irányítása, mint egy egységes, ez biztosítja az egyetlen operációs rendszer. A számítógépes rendszer lehet több példányt az operációs rendszer. Így a többprocesszoros számítógépes rendszer magában foglalja a két vagy több CPU alatt működő egyetlen vezérlő, és elvégzi az egyidejű feldolgozását több parancsot és az adatok a hierarchikus memóriában.
További részleteket el lehet képzelni a jellemzőit többprocesszoros rendszerek az alábbiak szerint.
Többprocesszoros rendszer két menni több központi információs feldolgozó eszközök - a központi processzor modulokat. Ezek az eszközök lehetnek azonos vagy különböző jellemzőkkel. Az elsődleges memória (RAM) kell lennie a közös használat és hozzáférhetővé kell tenni az összes rendszer processzorok. Processzorok néhány saját memóriájába. A rendszert úgy kell teljes hozzáférést biztosít az összes IO eszköz, beleértve a csatornákat, vezérlőkészülékek és perifériák. A rendszer legyen egy egységes, integrált operációs rendszer végez teljes körű irányítása hardver és szoftver. Ez lehetővé kell tenni, hogy lezárja közötti kölcsönhatás hardver és szoftver:
1. A rendszer szoftver végrehajtása során a rendszer feladatokat;
2. A szoftver szinten a teljesítménye részeinek egy és ugyanazon program vagy több processzor végrehajtó többszörös független programok (párhuzamosan futó párhuzamos feldolgozási mód);
3. A szint adatcsere;
4. hardver megszakítási szintet.
Meg kell jegyezni, hogy a kölcsönhatás a hardver és a szoftver nem csak attól függ az összekapcsolási szervezet, hanem a rendszer szoftver és az adatok feldolgozási eljárások során. Az alapvető blokkvázlata multiprocesszoros rendszerben ábrán látható. 9.
Multicomputer rendszer egy párhuzamos rendszer, mint MKMDS típusú, amely általában két vagy több, egyetlen processzor vagy többprocesszoros gyengén összekapcsolt számítástechnikai rendszerek egy közös külső memória, és / vagy kapcsolatok révén a bemeneti-kimeneti csatornák együtt dolgoznak ellenőrzése alatt az operációs rendszer. A rendszer közvetlen kapcsolat van a feldolgozók kezelni. Szerkezete tartalmazhat egyetlen-processzor és többprocesszoros rendszerek az azonos vagy különböző típusú, mint például a számítógép-rendszerben gerincét, mátrix, asszociatív és mások.
Amint azt a fentiekben megjegyeztük, a MKMDR rendszereket lehet tekinteni egy rendszer összekapcsolt egy-bites processzorok.
Systems kombinált szerkezetű fogja hívni az ilyen párhuzamos számítástechnikai rendszerek, amelyeknek szerkezetek jellemzi jellemzők kombinációjával jelentősen eltér a más osztályokba.
Az egyik legjobb ismert típusú rendszerek kombinált szerkezet ortogonális rendszerben. Ezek az ilyen párhuzamos rendszerek, amelyek feldolgozása két processzor - hagyományos processzor típusa OKODS és asszociatív processzor OKMDR típusú - és használják a teljes memóriát a hardver Division módon. Ezek a rendszerek nagyfokú koherenciát, mivel a két processzor van egy közös RAM.
Systems hangolható szerkezet fogja hívni az ilyen párhuzamos számítási rendszerek, amelyek képesek megváltoztatni a munkafolyamat típusú szerkezete, és szélsőséges esetben, az átmenet az egyik osztály a másikra lényegesen különböző osztályok. Az ilyen rendszerek az elmúlt években szerzett gyors fejlődése kapcsán a tervezési és fejlesztési elosztott számítási mikroprocesszor alapú.
A koncepció az elosztott számítási rendszerek gyorsan fejlődő és változó, és még nem állapították meg. Jelenleg az ilyen rendszerek alapján utal egy új osztályt a számítási rendszer, amelynek számos szétszórt egyetemes eszköz (erőforrások) hardver és szoftver azzal a lehetőséggel, gyors és rugalmas alkalmazkodást, önállóan is működtethető, de ugyanakkor következetesen fut egy magas szintű operációs rendszer,
Egyesítve őket együtt, és biztosítja azok kölcsönhatását a kommunikációs hálózaton keresztül;.
Elosztott számítási rendszerek megtestesítik a további fejlesztése a multicomputer és többprocesszoros rendszerek decentralizált irányítás, beleértve a már meglévő mini és mikroszámítógép rendszerekhez.
Meg kell különböztetni a számítógépes hálózatok. Ezek közé tartozik a földrajzilag elosztott központok (csomópontok) által képzett sokféle számítógépes rendszerek és kommunikációs rendszerek, a vonalak, amelyek csatlakoztassa a központok bizonyos hálózati konfiguráció. Számítástechnikai központok működnek bizonyos mértékig egymástól függetlenül, és kölcsönhatásban vannak egymással kommunikációs rendszer.
Számítógépes hálózatok, tulajdonságaik miatt jelentősen eltér a más típusú párhuzamos számítási rendszerek és van egy markáns specificitás mind a szervezet felépítését és működését, valamint része a programnak. És fog foglalkozni más tanfolyamok.
A különbség az elosztott számítógépes rendszer és a számítógépes hálózat, elvileg az a kérdés, a méret, helye és funkciója a csomópontok száma és a közöttük lévő interakciókat. Ha minden eleme a rendszer viszonylag kicsi, függő és lokalizált, akkor lehet tekinteni, mint részeinek elosztott számítási rendszer (gép). Beli, éppen ellenkezőleg, ezek meglehetősen bonyolult, és nem rabja, akkor lehet tekinteni, mint más gép hálózathoz. A sokféle kevert formái, valószínű, hogy lesz közös az elkövetkező években.
Lehetséges, hogy a CPU-koncepció elavult. A legtöbb számítógép ebben az esetben képezi tíz, száz vagy akár több ezer azonos processzorok kialakított egyetlen chip (vagy akár csak részben is a kristály), amelyek mindegyike saját funkcióját. Néhány ilyen processzorok lehet firmware összeállításához programok (minden nyelv - a processzor) elvégzésére programok összeállítása után (szintén szakirányú feldolgozók nyelven) kommunikálni online felhasználók, kezelésére nagy adatbázisok, a hardver diagnosztika és egyéb célokra.
Az egyik terület a számítógépes rendszerek foglalkozó masszívan párhuzamos feldolgozó eszköz tömege (az úton lefelé a legalapvetőbb műveletek), az úgynevezett számítástechnikai környezetben. A számítástechnikai környezet több azonos elemi gép ugyanolyan módon összekapcsolt és egyedi szoftverek bizonyos feladatok egy funkcionálisan teljes készlet. Alapelvei számítástechnikai környezetben -Párhuzamos, szerkezeti egységesség és variabilitás szoftver struktúrája.
A főbb típusai a párhuzamos számítástechnikai rendszerek ábrán mutatjuk be. 10. Az ábrán jelzett homogén és inhomogén többprocesszoros számítógépes rendszerek, mert a jellemzői homogenitás és heterogenitás erősen befolyásolja a szerkezet többprocesszoros rendszerek miatt erős kohéziót.
Számítástechnikai rendszerek fokozott megbízhatóság, valamint az elosztott számítási rendszerek és hálózatok külön feltüntetve, hogy azok jellegét.
