· 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

Классификация вычислительных систем Альтернативная классификация.

Четыре основные классификации:

n - кол-во разрядов, m - кол-во процессоров

1. Разрядно-последовательные (n=1) пословно-последовательные (m=1) [n=m=1]

Один двоичный запрос в единицу времени

2. Разрядно-параллельные (n>1) пословно-последовательные (m=1) [n>1, m=1]

Большинство последовательных компьютеров

3. Разрядно-последовательные (n=1) пословно-параллельные (m>1) [n=1, m>1]

Состоят из большого числа одноразрядных процессорных элементов, каждый независим от остальных

4. Разрядно-параллельные (n>1) пословно-параллельные (m>1) [n,m>1]

Большая часть параллельных ВС. Обрабатывают n*m двоичных разрядов.

Недостатки и достоинства классификации:

· введение единой числовой метрики для всех типов ВС, которая вместе с другими характеристиками позволяет сравнивать любые две системы между собой

· способ вычислительной ширины битового слоя m

· нет различия между разными ВС (процессорные матрицы, векторно-конвейерные и многопроцессорные системы)

· не определяется, за счет чего ВС может обрабатывать более одного слова

Внутренние связи в вычислительных системах

Внутренние связи в вычислительных системах могут быть разделены на три

основных типа:

· с коммутаторами связей,

· с сетями связей,

· с конвейерными связями.

В самом обширном классе вычислительных систем - МIМD - наиболее широко представлены системы с коммутаторами и с сетями внутренних связей.

В первых имеется отдельный (функционально) коммутатор — устройство,

которое связывает в систему модули ВС (процессоры и блоки памяти). Обычно

коммутатор — это сложное устройство, по стоимости сравнимое с процессором.

Во-вторых системах модули системы связываются друг с другом с помощью сети

той или иной топологии.

При использовании коммутатора все связи между процессорами реализуются

через него, а при использовании сети процессоры могут непосредственно

связываться только со своими соседями, поэтому обращение к «далекому»

процессорному элементу осуществляется через длинную цепочку

промежуточных процессорных элементов с непосредственными связями между

каждой парой соседей.

Конвейерные связи представляют собой последовательное соединение

ступеней конвейера, реализованного в вычислительной системе.

Устройство управления современного процессора. Определение. Микрокоманда. Микрооперация. Микропрограмма. Задачи решаемые устройством управления.

Управляющий автомат, устройство управления процессором (УУ) — блок, устройство, компонент аппаратного обеспечения компьютеров. Представляет собой конечный дискретный автомат. Структурно устройство управления состоит из: дешифратора команд (операций), регистра команд, узла формирования (вычисления) текущего исполнительного адреса, счётчика команд.

УУ современных процессоров обычно реализуются в виде микропрограммного автомата и в этом случае УУ включает в себя ПЗУ микрокоманд.

УУ предназначено для формирования сигналов управления для всех блоков машины.

В архитектуре Фон-Неймана является неотъемлемой частью центрального процессора.

Примеры работы УУ при исполнении команды

· Пересылка данных из одного внутреннего регистра процессора в другой.

Эта команда исполняется за 2—3 такта синхроимпульсов. В первом такте УУ выдает на шину адреса состояние счетчика команд ПК для выборки кода очередной команды и импульс чтения ОЗУ, при этом анализируется бит готовности ОЗУ. При готовности ОЗУ код команды передается в регистр текущей команды. Иначе УУ исполняет такты ожидания, не изменяя состояние линий управления/адреса.

Собственно исполнение этой команды выполняется за два такта синхроимпульсов, если выборка команды и декодирование её производится в одном такте. В первом такте УУ декодирует код регистра команды. Во втором такте на внутреннюю общую шину данных с помощью ключей выдается состояние регистра-источника и одновременно вход регистра-приемника подключается другими ключами к этой же внутренней шине данных, в результате этого регистр-приемник принимает состояние регистра-источника. Далее УУ размыкает ключи и переходит к исполнению следующей команды.