Лекция №2

Разработка вычислительных систем нового типа, ориентирована на обработку символьной информации и реализацию этих функций Интел идей по 2-м направлениям ?? ????????????

1. Разработка параллельных архитектур типа

   1. Control flow – управление потоком команд

   2. Data flow – управление потоком данных

2. разработка спецпроцессоров

   1. традиционные машины, но со спец командами для работы со строками и со списками

   2. спецпроцессоры, ориентированные на язык высокого уровня в качестве входного языка

В основном это машины ориентированные на языки типа Лисп, Пролог.

Процессоры такого типа относятся к машинам класса CISC (Complex Instruction Set Computer) т.е. их внутренний язык более сложен чем у ???????? машин.

Последнее время распространение получили и RISC процессоры (Reduced Instruction Set Computer).

4 основные задачи решаемые спец?????????????????? За счет введения дополнительной аппаратуры и ?????

1. Частый вызов функций

2. Организация доступа к переменным

3. Реализация операций просмотра и преобразования элементов списка и их ?????

4. управление памятью

Есть и другие подходы, характерные для символьных процессоров.

• Оптимизация программ при их компиляции

• Выбор эффективной формы представления программ (параметры вызываемые по необходимости, задержанное выполнение программ)

• Конвейерное выполнение команд в процессоре

• Использование специальных схем прерываний по программируемым условиям

• Специальная организация АЛУ, сдвиговых регистров и устройств маскирования разрядов

• Специальные алгоритмы, сокращающие количество подкачек листов при работе со списками, ????? в виртуальной памяти

• Использование значительно большего объема КЭШа

• Повышение компактности представления данных

• Использование векторов при реализации списков

Для реализации вычислительных систем, использующих другие языки или не ориентированные на определенный язык, использующий возможности распараллеливания, который реализуется аппаратно или программно.

Для обработки изображения и речи используются архитектуры процессоров типа SIMD и MIMD (Single Instruction Multiple Data). Универсальные команды замедляют обработку.

Путем введения специфических процессорных элементов и межпроцессорных связей. Специализация таких процессоров усилилась.

Архитектуры ЭВМ новых поколений

Почти все современные машины стали мультипроцессорными. Количество процессоров от 1 до десятков тысяч.

Однако по мере увеличения числа процессоров их сложность уменьшается.

В мультипроцессорных системах применяются различные схемы соединений: общая шина, гипер-куб, омега-сеть и др.

Частая ситуация: процессоры универсальны, а схемы организации и коммутации оперативной памяти специализированны под определенную задачу.

Машина 655366 процессор 1 разрядный 1 млрд. операций/сек

В настоящее время 4-разрядные процессоры до 65 тыс.

Другой вариант архитектуры, когда специализированная машина соединена с супермашиной, выполняющей расчеты.

В таких случаях специализированная машина проводит оптимизацию вычислений эксперимента.

Наибольшее распространение получили процессоры с RISC архитектурой.

Есть специализированные процессоры Transputer входной язык которых Оккам. Этот язык позволяет программировать параллельные процессы.

На транспьютерах строят системы для обработки изображений, речи и системы управления реального времени.

Команды используемые в специализированных машинах выполняются за один такт, не зависимо от их вычислительной мощности: то ли это арифметические, логические или команды вызывающие определенные функции.

Реализуется многопотоковая работа с данными. Одновременно возможна работа с «n» потоками.

Рост производительности в области аппаратных средств:

1. повышение производительности вычислительных элементов (специализация, элементная база)

2. за счет структур типа MIMD/MKMD.