logo
AOM / Мельник А

12.4.2. Класифікація Фліна

Одну з перших практично значимих класифікацій паралельних комп'ютерних систем подав у 1966 році співробітник фірми IBMМайкл Флін, який зараз є професором Стен-фордського університету (США). Його класифікація базується на оцінці потоку інформа­ції, яка поділена на потік даних між основною пам'яттю та процесором, та потік команд, які виконує процесор. При цьому потік даних та команд може бути як одиничним, так і множинним. Згідно з М. Фліном, усі комп'ютерні системи поділяють наступним чином:

436

Розглянемо запропоновану М. Фліном класифікацію детальніше. На поданих нижче рисунках позначено: ПК - пристрій керування, IIP- процесор, ПД - пам'ять даних.

До класу комп'ютерних систем з одиничним потоком команд та одиничним потоком даних належить, зокрема, комп'ютер з архітектурою Джона фон Неймана, яким, напри­клад, є розповсюджений персональний комп'ютер. Структура цієї системи представлена на рис. 12.14а. Організація роботи комп'ютерних систем цього класу була розглянута в попередніх розділах книги.

Структура комп'ютерної системи з множинним потоком команд та одиничним пото­ком даних показана на рис. 12.14b.Комерційні універсальні комп'ютерні системи цього типу на даний час невідомі, проте вони можуть з'явитися у майбутньому. До цього типу систем з деякими умовностями можна віднести спеціалізовані потокові процесори, зо­крема систолічні, які використовують, наприклад, при обробці зображень.

В комп'ютерній системі з одиничним потоком команд та множинним потоком даних (рис. 12.14 с) одночасно обробляється велика кількість даних. До цього класу, зокрема, належать раніше розглянуті векторні процесори. До комп'ютерних систем з одиничним потоком команд та множинним потоком даних можна віднести також апаратну підсис­тему процесорів Pentium,яка реалізовує технологію ММХ опрацювання даних для гра­фічної операційної системи Windows.

Характерним прикладом комп'ютерної системи з одиничним потоком команд та мно­жинним потоком даних може служити система, яка складається з двох частин: зовніш­нього комп'ютера з архітектурою Джона фон Неймана, який виконує роль пристрою керування, і масиву ідентичних синхронізованих елементарних процесорів, здатних од­ночасно виконувати ту ж саму дію над різними даними. Кожен процесор у масиві має місцеву пам'ять невеликої ємності, де зберігаються дані, які обробляються паралельно.

437

З масивом процесорів з'єднано шину пам'яті зовнішнього комп'ютера таким чином, що він може довільно звернутися до кожного процесора масиву. Програма може виконува­тися традиційно послідовно на зовнішньому комп'ютері, а її частина може паралельно виконуватися на масиві процесорів.

У комп'ютерній системі з множинним потоком команд та множинним потоком да­них кожен процесор оперує із своїм потоком команд та своїм потоком даних (рис. 12. -4d).Як правило, окремі процесори багатопроцесорної системи є серійними пристроями, що дозволяє значно зменшити вартість проекту. У класі МКМД треба відрізняти сильно зв'язані системи, власне багатопроцесорні системи, від мереж комп'ютерів, тобто слабо зв'язаних систем; тобто багатопроцесорні системи та комп'ютерні мережі потрапляють до різних підкласів класу MIMD.

В 1978 році Д. Куком було запропоновано розширення класифікації Фліна. У сво­їй класифікації Д. Кук розділив потоки команд та даних на скалярні та векторні пото­ки. Комбінація цих потоків приводить в підсумку до 16 типів архітектури паралельних комп'ютерних систем.