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计算机体系结构的分类

发布时间:2019-08-25 17:18 来源:未知 编辑:admin

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  1966年,Michael.J.Flynn提出根据指令流、数据流的多倍性(multiplicity)特征对计算机系统进行分类,定义如下。

  ·指令流:机器执行的指令序列·数据流:由指令流调用的数据序列,包括输入数据和中间结果

  ·多倍性:在系统性能瓶颈部件上同时处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数。

  SISD其实就是传统的顺序执行的单处理器计算机,其指令部件每次只对一条指令进行译码,并只对一个操作部件分配数据。

  SIMD以并行处理机为代表,结构如图,并行处理机包括多个重复的处理单元PU1~PUn,由单一指令部件控制,按照同一指令流的要求为它们分配各自所需的不同的数据。

  MISD的结构,它具有n个处理单元,按n条不同指令的要求对同一数据流及其中间结果进行不同的处理。一个处理单元的输出又作为另一个处理单元的输入。

  MIMD的结构,它是指能实现作业、任务、指令等各级全面并行的多机系统,多处理机就属于MIMD。(2) 1972年冯泽云提出用最大并行度来对计算机体系结构进行分类。所谓最大并行度Pm是指计算机系统在单位时间内能够处理的最大的二进制位数。设每一个时钟周期△ti内能处理的二进制位数为Pi,则T个时钟周期内平均并行度为Pa=(∑Pi)/T(其中i为1,2,…,T)。平均并行度取决于系统的运行程度,与应用程序无关,所以,系统在周期T内的平均利用率为μ=Pa/Pm=(∑Pi)/(T*Pm)。用最大并行度对计算机体系结构进行的分类。用平面直角坐标系中的一点表示一个计算机系统,横坐标表示字宽(N位),即在一个字中同时处理的二进制位数;纵坐标表示位片宽度(M位),即在一个位片中能同时处理的字数,则最大并行度Pm=N*M。

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