1.4.Классификация Флинна

Эта классификация вычислительных архитектур базируется на понятии потока, под которым понимается последовательность элементов, команд или данных, обрабатываемая процессором.

На основе числа потоков команд и потоков данных Флинн выделяет четыре класса архитектур: SISD,MISD,SIMD,MIMD.

SISD (single instruction stream / single data stream) - одиночный поток команд и одиночный поток данных. К этому классу относятся, прежде всего, классические последовательные машины.

SIMD (single instruction stream / multiple data stream) - одиночный поток команд и множественный поток данных. В архитектурах подобного рода сохраняется один поток команд, включающий, в отличие от предыдущего класса, векторные команды. Это позволяет выполнять одну арифметическую операцию сразу над многими данными - элементами вектора.

MISD (multiple instruction stream / single data stream) – множественный поток команд и одиночный поток данных. Определение подразумевает наличие в архитектуре многих процессоров, обрабатывающих один и тот же поток данных

MIMD (multiple instruction stream / multiple data stream) - множественный поток команд и множественный поток данных. Этот класс предполагает, что в вычислительной системе есть несколько устройств обработки команд, объединенных в единый комплекс и работающих каждое со своим потоком команд и данных.

1.5. Специализированные процессоры

Чтобы эффективно обработать появляющиеся при работе с цифровыми изображениями большие объемы информации, иногда возникает необходимость в дополнении вычислительной системы специализированными модулями обработки, содержащими собственные процессоры, они классифицируются следующим образом:

− Фиксированные, "зашитые" компьютеры (Fixed Wired Hardware), с арифметическими операциями сложения, вычитания, умножения, деления и логическими операциями типа AND, OR, XOR. Содержатся во многих устройствах.

− Сигнальные процессоры (Signal Processor) предназначены для обработки сигналов и работают в 5 - 10 раз быстрее, чем обычные процессоры. Пример звуковые процессоры в звуковых платах.

− Процессоры потока данных (Data Flow Processors) комбинируют различные процессоры, чтобы решить жестко поставленную задачу. Они программируются на специальном функциональном языке, а затем трансформируются в граф потока данных.

− Новым направлением является использование сетей микрокомпьютеров, которые находятся в одном устройстве. Такой микрокомпьютер на одном кристалле называют – транспьютер (Transputer). Сети транспьютеров строятся не на классической архитектуре Фон Неймана, а на архитектурах нейронных сетей, с существенно большей производительностью, в которой могут параллельно работать тысячи вычислительных устройств.

− VLSI (Very Large Scale Integration - интеграция очень большого масштаба) - очень производительные, но дорогие интегрированные процессоры. Они применяются для построения вычислительных комплексов с большим количеством процессоров вплоть до суперЭВМ.