Баранов Белин

1. Классификация параллельных компьютеров. Классификация архитектур вычислительных систем: классическая архитектура, классификация

Флинна
Выполнили: Белин Сергей, Баранов Егор
Группы ИС 24-2

2. Определение архитектуры компьютера

Взаимодействие основных компонентов
(процессор, память, устройства ввода/вывода).
Принципы работы и управления системой.
Совокупность характеристик, которые видны
программисту (система команд, способы
адресации, организация памяти).

3. Основные компоненты параллельного компьютера

Память (Общая или Распределения)
(Хранение данных и команд для всех узлов)
Процессорное ядро
(CPU) [кэш]
Процессорное ядро
(CPU) [кэш]
Процессорное ядро
(CPU) [кэш]
Системная шина / Сеть межсоединений
(Обеспечение взаимодействия между узлами)
Устройства ввода/вывода (Взаимодействие с
внешним миром)

4. Виды архитектур (Таблица)

Название архитектуры
Характеристика архитектуры
Архитектура фон Неймана
Одно арифметико-логическое
устройство (АЛУ) и одно устройство
управления (УУ), которые
последовательно обрабатывают
команды, хранящиеся в общей памяти.
Принцип хранимой программы.
Гарвардская архитектура
Разделение памяти для команд
(инструкций) и данных, что позволяет
одновременно производить их выборку.
Повышает производительность.
Гарвардская архитектура
Сочетание принципов фон Неймана и
Гарвардской архитектуры (например,
раздельные кэши команд и данных при
общей основной памяти).

5. Классификация архитектур по Флинну

Один поток
данных
Один поток
команд
Множество
потоков данных
SIMD (ОКМД)
SISD (ОКОД)
Классификация
Флинна
MIMD (МКМД)
MISD (МКОД)
Множество
потоков команд
MIMD (МКМД)
SISD (Single Instruction, Single Data): Один поток команд, один поток
данных.
SIMD (Single Instruction, Multiple Data): Один поток команд, множество
потоков данных.
MISD (Multiple Instruction, Single Data): Множество потоков команд, один
поток данных.
MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data): Множество потоков команд,
множество потоков данных.

6. Классы архитектур по Флинну

Название класса
архитектуры
SISD (ОКОД)
Характеристика класса архитектуры
Одиночный процессор, который последовательно
выполняет одну инструкцию над одним потоком
данных. Классическая фон-неймановская архитектура.
SIMD (ОКМД)
Один блок управления (процессор) управляет
несколькими арифметико-логическими устройствами
(АЛУ). Одна инструкция применяется одновременно к
множеству элементов данных. Пример: векторные
процессоры, современные GPU.
MISD (МКОД)
Несколько процессоров выполняют разные инструкции
над одним и тем же потоком данных. Редко
используется на практике.
MIMD (МКМД)
Независимые процессоры (вычислительные узлы)
выполняют разные инструкции над разными потоками
данных. Наиболее распространенная архитектура для
многопроцессорных систем и кластеров.