Классификация вс в зависимости от числа потоков команд и данных

М. Флинн, 1966.

Поток данных	Поток команд
одиночный	множестве- нный
одиночный	SISD – Single Instruction Stream/Single Data Stream (одиночный поток команд и одиночный поток данных ОКОД)	MISD – Mul- tiple Instruc- tion Stream/ Single Data Stream (мно- жественный поток кома- нд и одино- чный поток данных МКОД)
множествен- ный	SIMD – Single Instruction Stream/Multi- ple Data Stre- am (одиноч- ный поток ко- манд и мно- жественнй поток дан- ных ОКМД)	MIMD – Mu- ltiple Instruc- tion Stream/ Multiple Data Stream (мно- жественный поток кома- нл и множе- ственный по- ток данных МКМД)

В 1966 году Флинном был предложен следующий подход классификации ар-хитектур ВС. В основу было положено понятие потока, под которым понимае- тся последовательность элементов ко- манд или данных, обрабатываемая про-цессором.

Архитектура SISD (ОКОД). Охватывает все однопроцессорные и одномашинные варианты систем, т.е. с одним вычислите- лем. Все ЭВМ классической структуры попадают в этот класс.

память

команд

_{П 1}

поток поток

данных результатов

память

данных

Архитектура SIMD (ОКМД). Предполага- ет создание структур векторной или мат-ричной обработки. Системы этого типа строятся как однородные, т.е. процессор- ные элементы идентичны и все управля- ются одной и той же последовательнос- тью команд. Однако каждый процессор обрабатывает свой поток данных. Под эту схему хорошо подходят задачи обра-ботки матриц или векторов (массивов): задачи и решения систем линейных и нелинейных уравнений, задачи теории поля. В структурах данной архитектуры желательно обеспечивать соединения ме- жду процессорами, соответствующие ре-ализуемым математич. зависимостям. По данной схеме строились системы: 1)Первая суперЭВМ ILLIAC-IV. 2)СуперЭВМ (yber-205; Gray-I, II, III.

память команд

поток команд

Пn

П2

П1

поток результат

данных

память данных

Элементы технологии SIMD реализованы в процессорах Intel, начиная с Pentium MMX.

Архитектура MISD (МКОД). Предпола- гает построение своеобразного процес-сорного конвейера, в котором результа- ты обработки передаются от одного про-цессора к другому по цепочке. ВС этого типа конвейеры должны образовать гру- ппы процессоров. Такая архитектура ис- пользуется в скалярных процессорах су- перЭВМ, в которых они применяются как спец. процессоры для поддержки ве-кторной обработки.

память команд

поток команд

П1 П2 П3

поток поток

данных результатов

память данных

Архитектура MIMD (МКМД). Предпола- гает, что все процессоры системы работа- ют по своим программам с собственным потоком данных. Такая схема часто при-меняется на вычислительных центрах для увеличения пропускной способности це- нтра. Подобные системы могут быть мно-гомашинными и многопроцессорными.

память команд

поток

команд

П1, П2,…, Пn

П_n+1, П_n+2 … П

П_m+1, П_m+2

Поток поток

данных результатов

память

данных

Пример:

Составить программу, обеспечивающую передачу 17 байт по интерфейсу RS-232C (COM1) со скоростью 9600 бит/с. Кол-во передаваемых бит 8, количество стопо- вых бит 1, контроль на четность преры- вания не используется.

.MODEL CMALL

.STACK 256

.data

DB ‘123456789ABCDEFGI’

.code

MOV AX , @data

MOV DS , AX

; выбор строки

MOV DX , 3FBh

MOV AL , 80h

OUT DX , AL ; 3FBh<7>=1

MOV DX , 3F8h ; 9600 – код 0 00 C

MOV AL , 0Ch 3F9h 3F8h

OUT DX , AL

MOV DX , 3F9h

MOV AL , 0

OUT DX , AL

; выбор формата

MOV DX , 3FBh

MOV AL , 00011011b

OUT DX , AL

; запрет прерывания

MOV DX , 3F9h

MOV AL , 0

OUT DX , AL

; продолжение

ДУФ SI , A

MOV CX , 17

AM: MOV AL , [SI]

MOV DX , 3F8h

OUT DX , AL

MOV DX , 3FDh

AS: IN AL , DX

;выделение 5 разряда

AND AL , 00100000b

JZ AS ; переход, если AL=0, <5>=0

INC SI

DEC CX

JNZ AM

MOV AM , 4C00h

INT 21h

END