Классификация параллельных КС по структурно-функциональным признакам.

  • 24 окт. 2010 г.
  • 7312 Слова
Классификация параллельных КС по структурно-функциональным признакам.
По-видимому, самой ранней и наиболее известной является классификация архитектур вычислительных систем, предложенная в 1966 году М.Флинном. Классификация базируется на понятии потока.
Классификация по Флинну:
• Вычислительная система с одним потоком команд и данных (однопроцессорная ЭВМ — SISD, Single Instruction streamover a Single Data stream).
• Вычислительная система с общим потоком команд (SIMD, Single Instruction, Multiple Data — одиночный поток команд и множественный поток данных).
• Вычислительная система со множественным потоком команд и одиночным потоком данных (MISD, Multiple Instruction Single Data — конвейерная ЭВМ).
• Вычислительная система со множественным потоком команд и данных (MIMD, MultipleInstruction Multiple Data)
К минусам можно отнести, что слишком много ВС попадает в класс MIMD.

Пытаясь систематизировать машины внутри класса MIMD Р. Хокли получил иерархическую структуру.
Основная идея: Множественный поток команд может быть обработан 2 способами:
1. Одним конвейерным устройством, работающем в режиме разделения времени.
2. Каждый поток обрабатывается собственнымустройством.
Классификация по Р. Хокли:
1. MIMD
2. Конвейерные устройства
3. С собственным устройством для каждого потока
4. MIMD компьютеры в которых в которых возможна связь каждого вычислителя с каждым (с переключателями)
5. MIMD компьютеры у которых возможна связь только с ближайшими.
6. С общей памятью
7. с распределенной памятью
8. регулярные решетки
9. гиперкубы
10. иерархические структуры
11.изменяющиеся конфигурации
Среди MIMD-компьютеров с переключателями выделяются те, в которых вся память распределена между процессорами.
Если память – разделяемый ресурс, доступный для всех процессоров через переключатели, то MIMD-машина является системой с общей памятью. В соответствии с конфигурацией переключателя различают:
• простой переключатель
• многокаскадный переключатель
• общая шина
Многиесовременные компьютерные системы имеют как общую разделяемую память, так и распределенную, такие системы Хокли рассматривал как гибридные MIMD-системы с переключателями.
Если рассматривать MIMD-системы с сетевой структурой (8, 9, 10, 11), то все они имеют распределенную память, а дальнейшая классификация может проводиться в соответствии с топологией сети.
Классификация Шнайдера
В 1988 году Л.Шнайдер(L.Snyder) предложил новый подход к описанию архитектур параллельных вычислительных систем, попадающих в класс SIMD систематики Флинна. Основная идея заключается в выделении этапов выборки и непосредственно исполнения в потоках команд и данных. Именно разделение потоков на адреса и их содержимое позволяет описать такие ранее "неудобные" для классификации архитектуры, как компьютеры с длиннымкомандным словом, систолические массивы и целый ряд других.

Классификация Скилликорна
Классификация Скилликорна (1989) была очередным расширением классификации Флинна. Архитектура любого компьютера в классификации Скилликорна рассматривается в виде комбинации четырёх абстрактных компонентов:
• процессоров команд (Instruction Processor — интерпретатор команд, может отсутствовать в системе),
•процессоров данных (Data Processor — преобразователь данных),
• иерархии памяти (Instruction Memory, Data Memory — память программ и данных),
• переключателей (связывающих процессоры и память).
Переключатели бывают четырёх типов — «1-1» (связывают пару устройств), «n-n» (связывает каждое устройство из одного множества устройств с соответствующим ему устройством из другого множества, то есть фиксирует попарнуюсвязь), «n x n» (связь любого устройства одного множества с любым устройством другого множества). Классификация Скилликорна основывается на следующих восьми характеристиках:
• Количество процессоров команд IP
• Число ЗУ команд IM
• Тип переключателя между IP и IM
• Количество процессоров данных DP
• Число ЗУ данных DM
• Тип переключателя между DP и DM
•...
tracking img