1. Поколения вычислительных машин. 5

• Название: 1. Поколения вычислительных машин. 5
• Дата: 30.05.2022
• Размер: 2.93 Mb.
• Имя файла: ovs_voprosy.docx
• Тип: Документы; #557969
• страница: 8 из 38

16.Алгоритм управления конвейером.

17. Метрики производительности конвейера

N – Команды

K - Позиции

Ускорение – отношение времени обработки без конвейера и при его использовании(S).

Время обработки потока из N команд на конвейере с K позициями и тактом конвейера :

T_k = (K+(N-1))*

Время обработки потока из N команд без конвейера: NK:

S =

Эффективность – доля ускорения, проходящая на одну позицию конвейера (E).



Пропуская способность(P) – эффективность, деленная на длительность такта конвейера

S =

18. Методы решения условного перехода. Буферы предвыборки. Множественные потоки. Задержанный переход. Предсказание перехода.

Предсказание перехода.

До момента выполнения команды условного перехода делается предположение о наиболее вероятном исходе этой команды. Последующие команды поступают на конвейер в соответствии с предсказанием. Различают статические и динамические предсказания.

19. Суперконвейерная обработка. Многоконвейерная обработка.

Суперконвейерная обработка – увеличение количества стадий конвейера за счет добавления новых ступеней и дробления, имеющихся на несколько простейших подступеней.



Многоконвейерная обработка – блок выборки команд извлекает из памяти сразу несколько команд и помещает каждую из них в один из конвейеров. Условие нормальной работы – отсутствие конфликтов.

20. Классификация вычислительных систем. Классификация по Флину.

Самой ранней и наиболее известной является классификация архитектур вычислительных систем, предложенная в 1966 году М.Флинном. Всего Флинн рассматривает 4 архитектуры - SISD, SIMD, MISD, MIMD.

• 
  SISD - единственный поток команд и единственный поток данных. По сути дела, это классическая машина фон Неймана. К этому классу относятся все однопроцессорные системы.
  
• 
  SIMD - единственный поток команд и множественный поток данных. Типичными представителями являются матричные компьютеры, в которых все процессорные элементы выполняют одну и ту же программу, применяемую к своим локальным данным. Некоторые авторы к этому классу относят и векторно-конвейерные компьютеры, если каждый элемент вектора рассматривать как отдельный элемент потока данных.
  
• 
  MISD - множественный поток команд и единственный поток данных. М. Флинн не смог привести ни одного примера реально существующей системы, работающей на этом принципе. Некоторые авторы в качестве представителей такой архитектуры называют векторно-конвейерные компьютеры, однако такая точка зрения не получила широкой поддержки.
  
• 
  MIMD - множественный поток команд и множественный поток данных. К этому классу относятся практически все современные многопроцессорные системы.
  

21. Классификация вычислительных систем. Классификация по Флину.

Большое разнообразие вычислительных систем породило естественное желание ввести для них какую-то классификацию. Эта классификация должна однозначно относить ту или иную вычислительную систему к некоторому классу, который, в свою очередь, должен достаточно полно ее характеризовать. Таких попыток предпринималось множество.

Одна из первых классификаций, ссылки на которую наиболее часто встречаются в литературе, была предложена М. Флинном в конце 60-х. Она базируется на понятиях двух потоков: команд и данных. На основе числа этих потоков выделяется четыре класса архитектур:

• 
  SISD (Single Instruction Single Data) - единственный поток команд и единственный поток данных. К этому классу относятся все однопроцессорные системы. По сути, это машина фон Неймана.
  
• 
  SIMD (Single Instruction Multiple Data) - единственный поток команд и множественный поток данных. Типичными представителями являются матричные компьютеры, в которых все процессорные элементы выполняют одну и ту же программу, применяемую к своим (различным для каждого ПЭ) локальным данным. Некоторые авторы к этому классу относят и векторно-конвейерные компьютеры, если каждый элемент вектора рассматривать как отдельный элемент потока данных.
  
• 
  MISD (Multiple Instruction Single Date) - множественный поток команд и единственный поток данных. М. Флинн не смог привести ни одного примера реально существующей системы, работающей на этом принципе. Некоторые авторы в качестве представителей такой архитектуры называют векторно-конвейерные компьютеры, однако такая точка зрения не получила широкой поддержки.
  
• 
  MIMD (Multiple Instruction Multiple Date) - множественный поток команд и множественный поток данных. К этому классу относятся практически все современные многопроцессорные системы.
  

Поскольку в этой классификации все современные многопроцессорные системы принадлежат одному классу, то вряд ли эта классификация представляет сегодня какую-либо практическую ценность. Тем не менее, мы привели ее потому, что используемые в ней термины достаточно часто упоминаются в литературе по параллельным вычислениям.

Недостатки и достоинства классификации: 

· определяет базовый принцип работы ВС по начальным характеристикам 

· некоторые структуры (векторно-конвейерные машины, например) четко не вписываются в определенные классы 

· чрезмерная загруженность класса MIMD 

· пустой класс MISD