можливість інтеграції через Інтернет цілих організацій. В результаті формуються слабо пов'язані розподілені обчислювальні сітки, або грати. Такі системи тільки починають розвиватися, але їх потенціал досить високий. p> Коли два процесора або обробних елементи знаходяться поряд і обмінюються великими обсягами даних з невеликими затримками, вони називаються сильно пов'язаними (tightly coupled). Відповідно, коли два процесори або обробних елемента розташовуються далеко один від одного і обмінюються невеликими обсягами даних з великими затримками, вони називаються слабо зв'язаними (loosely coupled). [2]
1 Класифікація паралельних НД
В
1.1 Класифікація Флінна
Навіть коротке перерахування типів сучасних паралельних обчислювальних систем (ВС) дає зрозуміти, що для орієнтування в цьому різноманітті необхідна чітка система класифікації. Від відповіді на головне питання - що залежить в основу класифікації - залежить, наскільки конкретна система класифікації допомагає розібратися з тим, що являє собою архітектура НД і наскільки успішно дана архітектура дозволяє вирішувати певне коло завдань.
Загальноприйнята вдала класифікація НД, яку запропонував в 1970 р. Г. Флін (США). Основним визначальним архітектурним параметром він вибрав взаємодія потоку команд і потоку даних (операндів та результатів).
ОКОД - В«один потік команд - один потік даних В»(SISD -" Single Instruction, Single Data В»). У ЕОМ класичної архітектури ведеться послідовна обробка команд і даних. Команди надходять одна за інший (за винятком точок розгалуження програми), і для них з ОЗУ або регістрів також послідовно поступають операнди. Одній команді (операції) відповідає один необхідний їй набір операндів. Представниками цього класу є, насамперед, класичні Фоннеймановская ВМ. Те, що для збільшення швидкості обробки команд і швидкості виконання арифметичних операцій може застосовуватися конвеєрна обробка, не має значення, тому в клас SISD одночасно потрапляють як ВМ CDC 6600 зі скалярними функціональними пристроями, так і CDC 7600 з конвеєрними. Деякі фахівці вважають, що до SISD-системам можна зарахувати і векторно-конвеєрні НД, якщо розглядати вектор як неподільний елемент даних для відповідної команди. p> Тип ОКМД-В«один потік команд - багато потоків даних В»(SIMD -В« Single Instruction - Multiple Data В») охоплює НД, в яких однією командою обробляється набір даних, безліч даних, вектор, і виробляється безліч результатів. Це векторні і матричні системи, в яких по одній команді виконується одна і та ж операція над усіма елементами масиву - вектора або матриці, розподіленими між процесорними (обробними) елементами ПЕ або процесорами. Принцип обробки зображений на малюнку 1.2. p> Вітчизняні векторні НД - ПС-2000, ПС-2100. Припускають організацію матричної обробки. Класичний приклад матричної архітектури - ILLIAC-IV (США). p> До типу МКОД - В«багато потоків команд - один потік даних В»(MISD -В« Multiple Instruction - Single Data В») прийнято відносити векторний конвеєр (зазвичай у складі ЗС, щоб підкреслити основний використовуваний принцип обчислень), наприклад, у складі ЗС Сгеу-1, В«Електроніка ССБІСВ». На векторному конвеєрі проводиться послідовна обробка одного потоку даних багатьма обробними пристроями (ступенями, станціями) конвеєра.
До такого ж типу відноситься НД, що реалізує макроконвеєра (НД В«УкраїнаВ»). У ній завдання, яке вирішується циклічно, В«розрізаєтьсяВ» на послідовні етапи, що закріплюються за окремими процесорами. Запускається конвеєр багаторазового виконання циклу, що становить завдання.
Тип МКМД - В«багато потоків команд - багато потоків даних В»(MIMD -В« Multiple Instruction - Multiple Data В»). Клас передбачає наявність у обчислювальної системі безлічі пристроїв обробки команд, об'єднаних в єдиний комплекс і працюючих кожне зі своїм потоком команд і даних. Клас MIMD надзвичайно широкий, оскільки містить у собі всілякі мультипроцесорні системи. Крім того, прилучення до класу MIMD залежить від трактування. Так, раніше згадувані векторно-конвеєрні НД можна цілком віднести і до класу MIMD, якщо конвеєрну обробку розглядати як виконання безлічі команд (операцій щаблів конвеєра) над множинним скалярним потоком.
Схема класифікації Флінна аж до теперішнього часу є найбільш поширеною при первинній оцінці тієї чи іншої НД, оскільки дозволяє відразу оцінити базовий принцип роботи системи, чого часто буває достатньо. Однак у класифікації Флінна є і очевидні недоліки, наприклад нездатність однозначно віднести деякі архітектури до того чи іншого класу. Інша слабкість - це надмірна насиченість класу MIMD. Все це породило множинні спроби або модифікувати класифікацію Флінна, або запропонувати іншу систему класифікації.
В
1.2 Системи з загальної та розподіленою пам'яттю
Системи із загальною (що розділяється) оперативної пам'яттю утворюють сучасний клас НД - багатопроцесорних супер-ЕОМ. Однаковий дос...
