Практические работы по ААС (2). Классификация эвм по принципу действия, по поколениям, по назначению, по размерам
 Скачать 0.89 Mb.
|
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:1.Классификация ЭВМ по принципу действия 2. Классификация ЭВМ по назначению 3. Классификация ЭВМ по размерам и функциональным возможностям 4. Классификация ЭВМ по поколению Практическая работа №4 Тема: Классификация параллельных компьютеров. Классификация архитектур вычислительных систем: классическая архитектура, классификация Флинна. Цель занятия: обобщение, систематизация, углубление, закрепление полученных теоретических знаний о классификации параллельных компьютерах и архитектур вычислительных систем, развитие интеллектуальных аналитических умений. Основные требования по технике безопасности при выполнении практической работы: изучить правила техники безопасности, руководствоваться ими и обеспечить их строгое соблюдение при проведении учебного процесса Краткие теоретические сведения, необходимые для выполнения практической работы: Архитектурой компьютера называется его описание на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т. д. Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного ЗУ, внешних ЗУ и периферийных устройств. Архитектуры параллельных компьютеров могут значительно отличаться друг от друга. Параллельные компьютеры состоят из трех основных компонент: процессоры; модули памяти; коммутирующая сеть. Процессоры осуществляют обработку информации, работая параллельно. Модули памяти хранят данные для обработки, промежуточные и конечные результаты. Коммутирующая сеть обеспечивает связь процессоров с другими процессорами или памятью. Коммутирующая сеть собственно и создает параллельный компьютер. Наиболее распространены следующие архитектурные решения: 1. Классическая архитектура (архитектура Дж. фон Неймана) 2. Многопроцессорная архитектура. Наличие в компьютере нескольких процессоров означает, что параллельно может быть организовано много потоков данных и команд, т. е. могут выполняться несколько фрагментов одной задачи. 3. Многомашинная вычислительная система. Несколько процессоров, входящих в вычислительную систему, не имеют общей оперативной памяти, а каждый имеет свою локальную. Каждый компьютер в многомашинной системе имеетклассическую архитектуру, и такая система применяется достаточно широко. Классическая архитектура (фон-неймановская) - это однопроцессорный компьютер, в котором все функциональные блоки связаны между собой общей шиной, называемой также системной магистралью (рис. 1).  Рисунок 1-Общая схема компьютера Общая классификация архитектур ЭВМ по признакам наличия параллелизма в потоках команд и данных была предложена Майклом Флинном в 1966 году и расширена в 1972 году.  Все разнообразие архитектур ЭВМ сводится к четырём классам: ОКОД — Вычислительная система с одиночным потоком команд и одиночным потоком данных(SISD, Single Instructionstreamovera Single Datastream). ОКМД — Вычислительная система с одиночным потоком команд и множественным потоком данных(SIMD, Single Instruction, Multiple Data). МКОД — Вычислительная система со множественным потоком команд и одиночным потоком данных(MISD, Multiple Instruction Single Data). МКМД — Вычислительная система со множественным потоком команд и множественным потоком данных(MIMD, Multiple Instruction Multiple Data). Типичными представителями SIMD являются векторные архитектуры. К классу MISD ряд исследователей относит конвейерные ЭВМ, однако это не нашло окончательного признания, поэтому можно считать, что реальных систем — представителей данного класса не существует. Класс MIMD включает в себя многопроцессорные системы, где процессоры обрабатывают множественные потоки данных.В настоящее время наметился устойчивый интерес к архитектурам MIMD, т.к: 1. Может работать как однопользовательская система, обеспечивая высокопроизводительную обработку данных для одной прикладной задачи, как многопрограммная машина, выполняющая множество задач параллельно, и как некоторая комбинация этих возможностей; 2. Может использовать все преимущества современной микропроцессорной технологии на основе строгого учета соотношения стоимость/производительность. Задание к практической работе: Задание 1. Дайте определение понятию «архитектура компьютера» Задание 2. Представьте в виде схемы основные компоненты параллельного компьютера с описанием их функций. Задание 3. Оформите в виде таблицы архитектурные решения Таблица 1- Виды архитектур
Задание 4. Представьте в виде рисунка классификацию архитектур ЭВМ, предложенную Майклом Флинном. Задание 5. Оформите в виде таблицы классы архитектур ЭВМ по М. Флинну Таблица 1- Классы архитектур
|