Mavzu: Kirish. Fanning mazmuni, maqsadi va vazifalari. Parallel xisoblash tizimlari. Reja

Shor klassifikatsiyasi

D. Shorning 1973 yil boshida paydo bo'lgan tasnifi, asosiy bloklarning aniq soniga asoslangan hisoblash tizimlarini odatiy usullarini ajratib ko'rsatishga urinishdir: boshqaruv apparati, arifmetik mantiq birligi, buyruq xotirasi va ma'lumotlar xotirasi. Bundan tashqari, ma'lumotlar xotirasidan namuna so'zlar bo'lishi mumkin, ya'ni bitta so'zning barcha bitlari va / yoki bit qatlami - har bir so'zning bir xil pozitsiyasidan bitta raqam (ba'zida bu ikki uslub gorizontal va vertikal namunalar deb nomlanadi) bo'lishi mumkin. Albatta, bu tasnifni tahlil qilayotganda, uning paydo bo'lish vaqtini hisobga olish kerak, chunki hozirgi vaqtda juda ko'p turli xil parallel tizimlarni oldindan ko'rish imkonsizdir. Shunday qilib, Shorning tasnifiga ko'ra, barcha kompyuterlar oltita sinfga bo'linadi: u I-tipli mashina, AI va boshqalar.

Mashina I - nazorat qiluvchi qurilma, arifmetik mantiq birligi, buyruqlar xotirasi va ma'lumotlar xotirasi bilan so'zma-so'z tanlab olishni o'z ichiga olgan hisoblash tizimi. Ma'lumotlarni o'qish arifmetik mantiq birligida ularning parallel ishlashi uchun so'zning barcha bitlarini namuna olish yo'li bilan amalga oshiriladi. AMQ (arifmetik mantiqiy qurilma) ning tarkibi maxsus ishlab chiqilmagan konveyer turiga ega bo'lgan bir nechta ishlab-chiqarish uskunalari mavjudligiga imkon beradigan maxsus kelishuvga ega emas.

Shu sabablarga ko'ra klassik ketma-ket mashinalar (IBM 701, PDP-11, VAX 11/780) va skalar skalar (SDS 7600) va vektor-fan (CRAY-1) ushbu sinfga tushadi.

Mashinadagi so'zlarga ko'ra emas, balki bitta so'zning mazmunini barcha so'zlardan namuna oladigan bo'lsak, biz mashinani II ga ega bo'lamiz. Ma'lumotlar xotirasidagi so'zlar gorizontal holatda, ammo ular turli xil usullarda mavjud. Mashinada I raqamlar parallel ishlashida so'zlarni ketma-ket qayta ishlasa, II-ilovada bir qator so'zlarning parallel ishlashida bit qatlamlarini ketma-ket qayta ishlash jarayoni mavjud.

Mashinaning II tuzilishi assotsiativ kompyuterlar (masalan, STARAN mashinasining markaziy protsessori) asosida yotadi va aslida bunday kompyuterlarda bitta arifmetik mantiq apparatiga ega emas, biroq nisbatan oddiy bit protsessor uskunalari to'plami mavjud. Yana bir misol ISL DAP matritsa tizimi bo'lib, u bir vaqtning o'zida 4,096 ta so'zni birlashtira oladi.

Agar biz I va II mashinalarni qurish tamoyillarini birlashtirsak, biz III. Ushbu mashina ikkita arifmetik mantiq birligiga ega: gorizontal va vertikal va so'zlar va bit qatlamlariga kirishni ta'minlaydigan o'zgartirilgan ma'lumotlar xotirasi. Birinchi marta, 1960 yilda bunday tizimlarni qurish g'oyasi, agar ularni xotira matritsasi sifatida taqdim etsa, u holda "ma'lumotlar ortig'i" an'anaviyga yo'naltiriladi - so'zlar (chiziqlar) orqali emas, balki bit qatlamlar (ustunlar) )). Asos sifatida, ham STARAN mashinasi, ham ISL DAP mashina III funktsiyalarini bajarish uchun dasturlashtirilishi mumkin, lekin so'zlar va bit qatlamlarini qayta ishlash uchun alohida arifmetik mantiqiy qurilmalari bo'lmaganligi sababli ular ushbu klassga berilishi mumkin emas.

III toifali avtomat mashinalarining to'liq vakillari "OMEN-60" Sanders Assotsiatsiyalari oilasining avtomatlashgan tizimlari bo'lib, ular biriktirilgan diktofon mashinasi kontseptsiyasiga to'g'ridan-to'g'ri asoslangan.

Mashinada "arifmetik mantiqiy birlik - ma'lumotlar xotirasi" (ba'zida bu juftlik protsessor elementi) juftlik sonini ko'paytirsak, u holda biz IB mashinasini olamiz. Yagona boshqaruv bloki buyrug'i bilan barcha protsessor elementlariga bir vaqtning o'zida buyruq beradi. Bir tomondan, protsessor elementlari o'rtasidagi otsutstviyu birikmalari sonini yanada oshirishga yordam beradi, biroq ikkinchidan, bu sinfning mashinalarining qo'llanilishini keskin cheklaydi. Ushbu tizim 288 ta protsessor elementini birlashtiradigan PEPE hisoblash tizimiga ega.

Misol uchun, IV mashinaning qo'shni protsessor elementlari o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri chiziqli ulanishlarni joriy qilsak, masalan, matris konfiguratsiyasi ko'rinishida, V mashinasining sxemasini olamiz, har qanday protsessor elementi endi o'z xotirasida va yaqin qo'shnilarining xotirasida bo'lgan ma'lumotlarga kira oladi. Bunday struktura odatda, masalan, klassik matritsali kompyuter uchun ILLIAS IV.

Shuni esda tutingki, dastlabki beshinchi avtomat mashinalar ma'lumotlar uzatish avtotransporti yoki ular orasida ba'zi bir almashtirish elementi mavjud bo'lsa, ma'lumotlar xotirasi va arifmetik mantiqiy apparatini almashish kontseptsiyasiga mos keladi. Funktsional xotira matrisi (yoki integral mantiqli xotira) deb ataladigan VC mashinasi protsessor mantig'ini xotirada tarqatishni o'z ichiga oladi. Masalan, sodda biriktiruvchi xotira qurilmalari va kompleks biriktiruvchi protsessorlar.