Принципы векторной обработки
Принцип векторной обработки основан на существовании значительного класса задач использующих операции над векторами. Алгоритмы этих задач в соответствии с терминологией Флинна относятся к классу «одиночный поток команд – множественный поток данных». Реализация операций обработки векторов на скалярных процессорах с помощью обычных циклов ограничивает скорость вычислений по следующими причинам.
Перед каждой скалярной операцией необходимо вызывать и декодировать скалярную команду.
Для каждой команды необходимо вычислять адреса элементов данных
Данные должны вызываться из памяти, а результаты запоминаться в памяти. В больших ЭВМ память выполняется, как правило, в виде набора модулей, доступ к которым может осуществляться одновременно. В условиях когда каждая команда вырабатывает свой собственный запрос к памяти, такой раздробленный доступ может стать причиной возникновения конфликтов обращения к памяти, препятствующих эффективному использованию ее потенциальной пропускной способности.
Необходимо осуществлять упорядочение выполнения операций в функциональных устройствах. В целях увеличения производительности эти устройства строятся по конвейерному принципу. Эффективному использованию конвейерных устройств препятствует последовательная “природа” оператора цикла.
Реализация команд построения циклов (счетчик и переход) сопровождается накладными расходами. Кроме того, наличие в цикле команды перехода препятствует эффективному использованию принципа опережающего просмотра.
Влияние перечисленных отрицательных факторов уменьшается при введении векторных команд, с помощью которых задается одна и та же операция над элементами одного или нескольких векторов, и организации, системы, которая обеспечивает эффективное исполнение таких команд. Этот подход реализуется в системах двух типов: матричных и векторно-конвейерных.
В матричной системе исполнение векторной команды включает чтение из памяти элементов векторов, распределение их по процессорам, выполнение заданной операции и засылку результатов обратно в память.
В векторно-конвейерной системе выполнение векторной команды осуществляется путем засылки элементов векторов в конвейер с интервалом, равным длительности прохождения одной, стадии обработки. При этом скорость вычислений зависит только от длительности стадии и не зависит от задержек в процессоре в целом.
Оба подхода в принципе позволяют достичь значительного ускорения по сравнению со скалярными машинами. Более того, ускорение в системах матричного типа может быть больше, чем в конвейерных, поскольку увеличить число процессорных элементов проще, чем число ступеней в конвейерном устройстве. В настоящее время созданы и успешно применяются системы обоих типов.
-
Содержание
- 1 Основные характеристики и области применения эвм различных классов 2
- 2 Архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных машин различных классов 37
- Архитектура системы команд. Архитектуры cisc и risc.
- Классификация компьютеров по областям применения
- Иформационно-логические основы вычислительных машин их функциональная и структурная организация
- Процессоры
- Cisc-процессоры ПроцессорыIntel8086
- ПроцессорыPentium
- ПроцессорыPentium4
- Risc-процессоры Особенности процессоров с архитектурой sparc
- Процессоры SuperSparc
- ПроцессорыHyperSparc
- Иерархия памяти, кэш-память
- Виртуальная память
- Физическая организация памяти
- Внешняя память
- Дисковая память
- Память на гибких магнитных дисках
- Память на жестких магнитных дисках
- Кэширование диска
- Основные стадии выполнения команды. Рабочий цикл процессора
- Организация прерываний в эвм
- Каналы и интерфейсы ввода вывода
- Обзор интерфейсов ввода вывода
- Характеристики современных интерфейсов ввода-вывода
- Периферийные устройства
- Печатающие устройства (принтеры)
- Матричные принтеры
- Струнные принтеры
- Лазерные иLed-принтеры
- Принтеры с термопереносом восковой мастики
- Принтеры с термосублимацией красителя
- Принтеры с изменением фазы красителя
- Плоттеры
- Протоколы
- Сканеры
- Видеосистема
- Видеоадаптеры
- Мониторы
- Общие параметры видеосистемы
- Программное обеспечение
- Классификация программного обеспечения (по)
- Операционные системы
- Архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных машин различных классов
- Классификация вычислительных систем
- Многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы
- Многомашинные вычислительные системы
- Многопроцессорные вычислительные системы
- Типовые вычислительные структуры и программное обеспечение
- Системы с конвейерной обработкой данных
- Матричные вычислительные системы
- Ассоциативные вычислительные системы
- Принципы векторной обработки
- Сети эвм.
- Общие понятия. Классификация.
- Лвс и компоненты лвс
- Локальная вычислительная сеть
- Основные компоненты вычислительной сети
- Рабочая станция
- Сетевое оборудование
- Сетевая операционная система
- Сетевое программное обеспечение
- Глобальная вычислительная сетьInternet
- Интернет – сеть виртуальных сетей
- Каналы связи
- Литература