Способы параллельной обработки информации. Уровни обработки (гранулярность)

1. Многоэлементная обработка

УО - устройства обработки (АЛУ, процессоры, ЭВМ)

2. Многостадийная обработка (конвейер)

3. Комбинированный

Гранулярность – единица нагрузки на каждое устройство обработки.

Типы:

1) Гранула – программа (задача), отдельные части программы, задачи (что можно нагрузить на одно УО) => УО - центральные процессоры, ЭВМ (в многомашинной системе).

2) Гранула – команда – при параллельной обработке – много одинаковых процессорных элементов, выполняющих одну и ту же операцию (общение с ОЗУ.SIMD – архитектура)

3) Выполнение без обращения к ОЗУ (работа АЛУ с регистрами) – множественные АЛУ.

Классы ВС по уровням и способам параллельной обработки:

1. многопроцессорная система с центральным процессором, многомашинная система (гранулярность на уровне задач, программ больших размеров)

2. матричный процессор (гранулярность на уровне команд)

3. процессор с многими АЛУ (суперскалярная архитектура: гранулярность на уровне операций) (SIMD)

4. процессор с конвейеризацией команд

5. комбинированное использование классов (различная гранулярность)

25. Классификация ВС неймановского типа (потоки команд – потоки данных). Примеры систем в соответствии с классификацией.

В основе классификации лежит принцип: потоки команд – потоки данных

1. Одиночный поток команд – одиночный поток данных (ОПК-ОПД, ОКОД, SISD)

Соответствует классической однопроцессорной ЭВМ неймановского типа.

2. Одиночный поток команд – множественный поток данных (ОПК-МПД, ОКМД, SIMD)

Примеры: PS2000, PS3000. ILLIAC, MX, MMX – процессоры,

Сигнальные процессоры: PowerPC, APSP 2116

3. Множественный поток команд – множественный поток данных (МПК-МПД, MIMD)

Многопроцессорная система.

4. Множественный поток команд – одиночный поток данных (МПК-ОПД, МКОД, MISD)

Конвейер (распараллеливание второго типа)

Пример: обработка вектора, скалярные переменные. При каждой смене операций меняется команда от УУ и набор микрокоманд, поступающих на УО (это уже не неймановская архитектура).

Конвейер позволяет распараллеливать алгоритм, однако участки конвейера могут разрушаться, например, при выполнении логических операций.

Использование: АЛУ, систолические структуры, принцип «пронизывания» информации на настраиваемой архитектуре.

Дата добавления: 2015-11-16