К этим системам относятся системы, которые состоят из множества процессоров и “общей памяти”. Взаимодействие между процессором и памятью осуществляется через коммутатор (сеть, шина,…). Вариантами этих систем являются системы потоков данных или потоковой архитектуры. Потоковые ВС – это системы, в которых заложена возможность выполнения инструкций сразу после выполнения всех данных. В этих архитектурах первичным является наличие данных, а не команд как в архитектуре фон-Неймана. Потоковая архитектура ориентирована на распараллелирование обработанной информации.
г) Система с программируемой структурой – это класс средств обработки информации, основанный на модели коллектива вычислителей (т.е. это система, которая позволяет с помощью…ВУ реконфигурировать…).
Каноническая структура конвейерного процессора
В КВС (конвейерные ВС) основной объём вычислений производится одним или несколькими вычислительными процессорами.
Конвейер образуется из модуля обработки
информации (МОi) и модулей памяти (МПi)
В простейшем случае модули конвейера могут реализовывать отдельные фазы операций (приём операндов, выполнение операции над операндами, размещение результата).
Все модули конвейера работают параллельно. Время обработки на конвейере конкретных элементов равно суммарному времени (в том числе и элементов памяти) пребывания этих элементов в конвейере. Время выполнения одной конкретной команды в КП больше чем в неконвейерном за счёт введённых элементов памяти, но суммарная производительность выше, т.к. конвейер обрабатывает параллельно несколько команд.
1. Cray-2 – мультиконвейерная система, включающая 4 КП. Быстродействие 109 опер/сек над 64 разрядными словами с плавающей запятой. Применяется жидкостное охлаждение.
2. Х-МР/48 (Texas Instruments) – мультиканальная система (двух- или четырёхпроцессорная конфигурация). Быстродействие растёт 1010-1011 над 64-разрядными словами с плавающей запятой. Объём ОЗУ каждого процессора до 8 ГБ. Используется для расчётов аэрокосмических объектов и прогноза погоды.
Системы из векторных процессоров (ВП)
Векторный процессор (матричный) говорит о проблемной ориентации процессоров на классе решаемых задач.
ВП подключается к вычислительному устройству как ВУ, снабжённого каналом прямого доступа к памяти. Поэтому их иногда называют периферийными. Эти процессоры имеют свою память для хранения массива данных и результатов вычисления.
ВП выполняет
свои функции параллельно ВМ и независимо от её работы.
 |
а)
б)
Двухпортовое ОЗУ – т.е. позволяет читать и писать в обоих направлениях.
Mars-432. Обеспечивает 108 операций в секунду над 32-разрядными словами с плавающей запятой.
FPS-164. 15*106 оп/сек
над 64-разрядными словами с плавающей запятой.
В этой системе 7 векторных процессоров (ВП) используются для вычислительной работы уже отложенного ПО. А 3 ВП используются для отработки программы. Каждый ВП снабжён 16 МВ ОЗУ. Каналы связи обеспечивают пропускную способность до 16 МВ/сек.
Анализ конвейерных вычислительных систем (КВС)
КВС имеют уровень быстродействия до 1012 оп/сек. Это быстродействие достигается за счёт конвейеризации на всех уровнях обработки информации как на микроуровне выполнение микрокоманд, на макроуровне выполнение команд и на более высоком уровне – предсказатели при ветвлении программного обеспечения.
Для КВС характерна идентичность модулей, из которых состоит вся система.
Возможность КВС ограничены по следующим причинам:
1. Число КП в системе определяется алгоритмическими возможностями решения задач, надёжностью управляющего устройства и технико-экономическими показателями.
2. Число модулей в одном КП не может быть произвольно большим, что следует из алгоритма решения сложных задач и неабсолютной надёжности электрических компонентов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.