Архитектура вычислительных систем. Терминология, классификационные принципы презентация

РАЗДЕЛ 1 ТЕРМИНОЛОГИЯ КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ ПРИНЦИПЫ

КЛАССИФИКАЦИЯ ВС ПОТОКАМ ПК\ПД (Flynn)

КЛАССЫ КЛАССИФИКАЦИИ ПО ПОТОКАМ SISD – фон-Неймановская архитектура: каждая команда арифметической обработки инициирует выполнение одной арифметической операции: ► Единое вычислительное устройство из ПРЦ, ОП, последовательного УУ ► Линейная структура адресации памяти (ОП – вектор слов) ► Низкий уровень машинного языка – отсутствие типов слов SIMD – векторная архитектура: ► Векторная команда обеспечивает одновременное выполнение операций в нескольких (m) арифметических ПРЦ ► ОП должна быть либо в m раз скорее, либо расслоена (разделена) на m секций с независимым доступом MISD – конвейерная архитектура: ► Обеспечивает одновременное выполнение множества операций одной формулы, связанных по промежуточным результатам ► Одновременное выполнение множества операций не связанных промежуточными результатами и принадлежащих либо разным формулам, либо независимо вычисляемым фрагментам одной формулы MIMD – архитектура многопроцессорной матрицы

КЛАССИФИКАЦИЯ ВС ПОТОКАМ ПК\ПД (Flynn)

КЛАССЫ КЛАССИФИКАЦИИ ШОРА I – обычная ВМ с последовательной обработкой слов и параллельной обработкой разрядов слов (считывание данных – параллельная выборка всех разрядов слова) II – система с параллельной обработкой слов и последовательной обработкой разрядов в ассоциативном (вертикальном) ПРЦ за одну команду осуществляет параллельную обработку 1 разряда всех слов ОП (или разрядного среза). За счет этого поразрядно осуществляется параллельный поиск или обработка всех слов ОП одновременно. Адресация и выбор данных осуществляется по разрядам, выделенным маской и удовлетворяющим отношению из множества { = ≠ < ≤ > ≥ min max} Достигается высокая скорость выполнения логических операций и их последовательностей, скорость выполнения арифметических операций ниже, чем в I. III - ортогональная система объединяет преимущества машин I и II. Обеспечивается эффективный поиск данных при обработке разрядных срезов в вертикальном ПРЦ и эффективная обработка найденных слов в горизонтальном ПРЦ

КЛАССЫ КЛАССИФИКАЦИИ ШОРА IV – ансамбль ПРЦ получается путем интеграции модулей машины I в единую вычислительную структуру с общей шиной. Эта структура эффективна для обработки векторов, но по сравнению с машиной I скорость обработки < lg2M V – матричная структура, получается введением наряду с ОШ прямых связей между соседними ПРЦ. Структура эффективна для обработки векторов и матриц, по сравнению с машиной I скорость обработки ~ lg2M VI – объединяет логическую обработку с ассоциативным поиском прямо в ОП, поскольку в матричной ОП содержатся элементы логической обработки, которые осуществляют погические операции на проходе при доступе к ячейкам ОП

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО СТЕПЕНИ ПАРАЛЛЕЛИЗМА ОБРАБОТКИ

ЗАКОНЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРЫ

ЗАКОНЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРЫ Закон Джина Амдала в более точной формулировке: P=N/(X*N+1-X), где X – последовательная часть вычислений, N – число обработчиков (процессоров), P – степень распараллеливания.

КЛАССИФИКАЦИЯ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ ЭЛЕМЕНТАМИ ММА

ЧТО ПОСЛЕ СУПЕРСКАЛЯРНОЙ АРХИТЕКТУРЫ СУПЕРСКАЛЯРНУЮ АРХИТЕКТУРУ сменит Мультимашинная (MultyСore)

Тест 1 Найти в интернете и распечатать описания архитектур современных ВС известных фирм: Intel Sun IBM HP  и подготовиться классифицировать архитектуры по степени параллелизма обработки и типам связей в соответствии с выданным заданием

Intel Itanium

Intel Itanium 2

Intel Itanium 2 Montecito

ARM

ARM

Core 2 Micro architecture

Intel Itanium VLIW Architecture

Elbrus 2K

AMD 64 Athlonex

NEC SX5

Характеристики