Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti nukus filiali

AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARNI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI


MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI NUKUS FILIALI


TELEKOMMUNIKATSIYA TEXNOLOGIYALARI VA KASBIY TA’LIM FAKULTETI


Kasbiy ta’lim yo’nalishi

2-kurs talabasi To’liboyeva Yorqinoyning

Kompyuterni tashkil qilish fanidan

MUSTAQIL ISHI

Mavzu: Flinn klassifikatsiyasi. SISD, MISD, SIMD, MIMD.

Qabul qildi: Bekbosinov Alisher

Nukus 2021 yil

Mavzu: Flinn klassifikatsiyasi. SISD, MISD, SIMD, MIMD.

Reja:

1. 
   Flinn haqida qisqa malumot.
   
2. 
   Flinn klassifikatsiyasi.
   
3. 
   SISD, MISD, SIMD, MIMD.
   

Ko'rinishidan, eng qadimgi va eng taniqli 1966 yilda M. Flinn tomonidan taklif qilingan hisoblash tizimlari me'morchiligining tasnifi [1,2]. Tasniflash oqim tushunchasiga asoslanadi, bu protsessor tomonidan qayta ishlangan elementlar, ko'rsatmalar yoki ma'lumotlar ketma-ketligi. Buyruqlar oqimlari va ma'lumotlar oqimlari soniga ko'ra Flinn to'rt xil arxitektura sinfini ajratadi: SISD, MISD, SIMD, MIMD.

SISD (bitta buyruq oqimi / bitta ma'lumot oqimi) - bu bitta buyruq oqimi va bitta ma'lumotlar oqimi. Bu sinfga, avvalambor, klassik ketma-ketlikdagi mashinalar yoki boshqacha tarzda, fon Neumann tipidagi mashinalar kiradi, masalan, PDP-11 yoki VAX 11/780. Bunday mashinalarda faqat bitta buyruq oqimi mavjud, barcha buyruqlar ketma-ket ketma-ket ishlov beriladi va har bir buyruq ma'lumotlar oqimi bilan bitta operatsiyani boshlaydi. Buyruqlarni qayta ishlash tezligini va arifmetik operatsiyalarni bajarish tezligini oshirish uchun truboprovoddan foydalanishning ahamiyati yo'q - ikkalasi ham skalar funktsional birliklari bo'lgan CDC 6600 mashinasi va quvurli funktsiyalari bo'lgan CDC 7600 ushbu sinfga kiradi.

SIMD (bitta ko'rsatma oqimi / bir nechta ma'lumotlar oqimi) - bitta buyruq oqimi va bir nechta ma'lumotlar oqimi. Ushbu turdagi me'morchilikda bitta ko'rsatma oqimi saqlanadi, shu jumladan, avvalgi sinfdan farqli o'laroq, vektor ko'rsatmalari. Bu sizga bir vaqtning o'zida ko'plab arifmetik operatsiyalarni bajarishga imkon beradi - vektor elementlari. Vektorli operatsiyalarni bajarish usuli nazarda tutilmagan, shuning uchun vektor elementlarini qayta ishlash ILLIAC IV da bo'lgani kabi protsessor matritsasi orqali yoki masalan, CRAY-1 mashinasida quvur liniyasi yordamida amalga oshirilishi mumkin.

MISD (bir nechta ko'rsatmalar oqimi / bitta ma'lumot oqimi) - bir nechta ko'rsatmalar oqimi va bitta ma'lumotlar oqimi. Ta'rif, arxitekturada bir xil ma'lumot oqimini qayta ishlaydigan ko'plab protsessorlar mavjudligini taxmin qiladi. Biroq, Flinn ham, boshqa kompyuter arxitektorlari ham ushbu printsip asosida qurilgan haqiqiy hisoblash tizimining ishonchli namunasini taqdim eta olishmadi. Bir qator tadqiqotchilar [3,4,5] konveyer mashinalarini ushbu sinfga tegishli deb hisoblashadi, ammo bu ilmiy jamoatchilikda so'nggi tan olinmagan. Ushbu sinf hozircha bo'sh deb o'ylaymiz.

MIMD (bir nechta ko'rsatmalar oqimi / bir nechta ma'lumotlar oqimi) - bir nechta ko'rsatmalar oqimi va bir nechta ma'lumotlar oqimi. Ushbu sinf hisoblash tizimida bitta kompleksga birlashtirilgan va ularning har biri o'z buyruqlar va ma'lumotlar oqimi bilan ishlaydigan bir nechta buyruqlarni qayta ishlash moslamalari mavjud deb taxmin qiladi.

Xo'sh, har bir sinf aniq nima? SISD disklari, aytib o'tilganidek, VAX 11/780 kabi bitta protsessorli ketma-ket kompyuterlarni o'z ichiga oladi. Biroq, ko'plab tanqidchilar, agar vektor mos keladigan buyruq uchun bo'linmaydigan bitta deb hisoblansa, vektor-konveyer mashinalarini ushbu sinfga kiritish mumkinligini payqashdi. Bunday holda, CRAY-1, CYBER 205, FACOM VP oilasining mashinalari va boshqalar kabi tizimlar ham ushbu sinfga kiradi.

SIMD sinfining shubhasiz vakillari protsessor matritsalari: ILLIAC IV, ICL DAP, Goodyear Aerospace MPP, Connection Machine 1 va boshqalar. Bunday tizimlarda bitta boshqaruvchi bir nechta ishlov berish elementlarini boshqaradi. Har bir protsessor elementi har bir belgilangan vaqt momentida boshqaruv moslamasidan bir xil buyruqni oladi va uni mahalliy ma'lumotlarida bajaradi. Klassik protsessor matritsalari uchun hech qanday savol tug'ilmaydi, ammo vektor-konveyer mashinalari, masalan, CRAY-1 bir xil sinfga kiritilishi mumkin. Bunday holda, vektorning har bir elementi ma'lumotlar oqimining alohida elementi sifatida qaralishi kerak.

MIMD klassi juda keng, chunki u barcha ko'p protsessorli tizimlarni o'z ichiga oladi: Cm *, C.mmp, CRAY Y-MP, Denelcor HEP, BBN Butterfly, Intel Paragon, CRAY T3D va boshqalar. Shunisi qiziqki, agar truboprovod ko'rsatmalar to'plamining bajarilishi deb hisoblansa (qadamlarning operatsiyalari ham hisoblandi). Ushbu sinf hisoblash tizimida bitta kompleksga birlashtirilgan va ularning har biri o'z buyruqlar va ma'lumotlar oqimi bilan ishlaydigan bir nechta buyruqlarni qayta ishlash moslamalari mavjud deb taxmin qiladi. Xo'sh, har bir sinf aniq nima? SISD disklari, aytib o'tilganidek, VAX 11/780 kabi bitta protsessorli ketma-ket kompyuterlarni o'z ichiga oladi. Biroq, ko'plab tanqidchilar, agar biz vektorni mos keladigan buyruq uchun berilgan bo'linmas deb hisoblasak, vektor-konveyer mashinalarini ham ushbu sinfga kiritish mumkinligini payqashdi. Bunday holda, CRAY-1, CYBER 205, FACOM VP oilasining mashinalari va boshqalar kabi tizimlar ham ushbu sinfga kiradi.

SIMD sinfining shubhasiz vakillari prots essor matritsalari: ILLIAC IV, ICL DAP, Goodyear Aerospace MPP, Connection Machine 1 va boshqalar. Bunday tizimlarda bitta boshqaruvchi bir nechta ishlov berish elementlarini boshqaradi. Har bir protsessor elementi har bir belgilangan vaqt momentida boshqaruv moslamasidan bir xil buyruqni oladi va uni mahalliy ma'lumotlarida bajaradi. Klassik protsessor matritsalari uchun hech qanday savol tug'ilmaydi, ammo vektor-konveyer mashinalari, masalan, CRAY-1 bir xil sinfga kiritilishi mumkin. Bunday holda, vektorning har bir elementi ma'lumotlar oqimining alohida elementi sifatida qaralishi kerak. MIMD klassi juda keng, chunki u barcha ko'p protsessorli tizimlarni o'z ichiga oladi: Cm *, C.mmp, CRAY Y-MP, Denelcor, BBN Butterfly, Intel Paragon, CRAY T3D va boshqalar. Qizig'i shundaki, agar truboprovod ko'rsatmalar to'plamining bajarilishi (quvur bosqichlari operatsiyalari) bitta vektorli ma'lumotlar oqimida emas, balki bir nechta skaler oqimida bajarilishi deb hisoblansa, unda yuqorida ko'rib chiqilgan barcha vektorli quvurlar kompyuterlari joylashgan bo'lishi mumkin bu sinf.

Tavsiya etilgan tasniflash sxemasi, hozirgi kungacha, ma'lum bir kompyuterning boshlang'ich xarakteristikasi uchun eng ko'p ishlatilgan. Agar kompyuter SIMD yoki MIMD sinfiga tegishli deb aytsa, unda uning ishlashining asosiy printsipi darhol aniq bo'ladi va ba'zi hollarda bu etarli. Biroq, aniq kamchiliklar ham mavjud. Xususan, ba'zi bir diqqatga sazovor arxitekturalar, masalan, oqim oqimi va vektorli konveyer mashinalari ushbu tasnifga aniq mos kelmaydi. Yana bir kamchilik - MIMD sinfining haddan tashqari ko'pligi. Flinnning fikriga ko'ra bir xil sinfga kiradigan, lekin protsessorlar soni, ular orasidagi aloqa tabiati va topologiyasi, xotirani tashkil qilish uslubi va umuman farq qiladigan arxitekturalarni yanada tanlab tizimlashtiradigan vosita kerak. , dasturlash texnologiyasida. Bo'sh sinfga (MISD) ega bo'lish sxemaning kamchiliklari emas. Bunday sinflar, arxitektura tasnifi sohasidagi ba'zi tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, hisoblash tizimlarini qurish nazariyasi va amaliyotida tubdan yangi tushunchalarni ishlab chiqish uchun juda foydali bo'lishi mumkin.