Матричные или координатные МПС

Матричные и ассоциативные вычислительные системы

МПС с радиальной структурой

Особенностью является наличие центрального микропроцессорного узла (ЦМП), к которому, с помощью двунаправленной связи, подключаются микроЭВМ или микропроцессоры.

В этой системе реализуются принципы параллельности и модульности. Живучесть при отказе периферийных устройств очень надежная, но при выходе из строя ЦМП обмен между периферийными устройствами станет невозможен.

Матричные или координатные МПС

Системы этого типа являются регулярными микропроцессорными системы, в которых одинаковые МП соединяются между собой с помощью коммутирующего искателя.

УК – управляющий контроллер, Кi – коммутаторы

Функциональные МПС одновременно выполяют один и тот же поток команд над различными потоками данных под управлением центрального микропроцессора. Каждый функциональный процессор, обычно содержит микропроцессор и местную память, регистры и вспомогательные логические схемы для обеспечения передачи данных и управляющих сигналов, а также для осуществления связи между ними.

Один из вариантов матричной МПС представляет собой двумерный массив МП, каждый из узлов которого соединен с четырьмя соседними. Сообщения передаются от источника адресату, при этом каждый промежуточный МП определяет, кто из соседних МП будет следующим адресатом. Частным случаем такой структуры – МПС, в которых отдельные МП объединяются через ЗУ.

Матричную МПС можно рассматривать как некоторый массив МП и ЗУ, позволяющий построить граф для оптимального решения данной задачи. При этом выделяются блоки, решающие часть задач параллельно и последовательно и составляется оптимальная структурная схема МПС в виде графа, вершинам которого соответствуют параллельные ветви алгоритма, а дугам – связь между ними. Планирование размещения задач на массиве МП и присвоение задачам приоритетов осуществляется программно. Систему можно программировать таким образом, чтобы можно было формировать произвольную комбинацию связей и динамически перестраивать ее в процессе работы МПС. Основные преимущества матричных МПС:

1. Практически не ограниченная производительность, особенно при решении многомерных задач, допускающих высокую степень параллельности вычислений.

2. Малое отношение стоимость/производительность, обусловленная высокой степенью модульности микропроцессорных комплексов и наличием одного общего устройства управления.

3. Простота расширения системы за счет увеличения только емкости коммутаторов.

4. Высокая степень однородности и большая живучесть матричных МПС.

Важная особенность такой организации – значительное упрощение интерфейса, а также возможность одновременной передачи информации от одного активного модуля ко всем связанным с ним пассивным модулям.

Основные недостатки:

1. Трудность программной организации большого массива МП.

2. Фиксированность отношений между отдельными МП и маршрутов передачи данных.

3. Большая избыточность аппаратных средств при решении некоторых задач.

Вычислительная машина SISD[single instruction – single data] имеет следующую организацию: 1 процессор, память, в процессор поступают данные, в память – результат, из памяти – команды. Набор команд - CISC

Вычислительная машина SIMD[single instruction – multiple data] имеет следующую организацию: множество процессоров, память, множественный поток данных сопровождается обработкой одной операции для всех процессоров. Набор команд - RISC

Вычислительная машина MISD[multiple instruction – single data] имеет следующую организацию: конвейер процессоров, в которые поступают команды из памяти через распределитель команд. Набор команд - MISC

Вычислительная машина MIMD[multiple instruction – multiple data] имеет следующую организацию: множественный поток данных и множественный поток команд, массив процессоров и память. Набор команд – RISC/VLIW

Поиск по сайту: