1.5 系统结构中的并行性开发及计算机系统的分类包括_计算机系统的多级层次结构有哪些

目录

1.5.1 并行性的概念和开发

1.并行性的含义与级别

2.并行性开发途径

3.计算机系统的并行性发展

4.多机系统的耦合度

1.5.2 计算机系统的分类

1.5.1 并行性的概念和开发

1.并行性的含义与级别

定义：具有同时进行匀速按或操作的特性，只要在同一时刻或同一时间间隔内，完成两种或两种以上性质相同或不同的工作，在时间上重叠，都体现了并行性。

级别：
从执行角度看并行性由低到高可分为：
1）指令内部，指令内部各个微操作之间的并行性
2）指令之间
3）任务或进程之间
4）作业或程序之间
从数据处理看并行性由低到高可分为：
1）位串字串，同时处理一个字的一位，没有并行性；
2）位并字串，同时处理一个字的全部位；
3）位片串自并，同时对许多字的同一位进行处理；
4）全并行，同时对许多字的全部位或部分为进行处理；
从信息加工看并行性又高到底可分为：
1）存储器操作并行，相联处理机；
2）处理器操作步骤并行，流水处理机；
3）处理器操作并行，阵列处理机；
4）指令、任务、作业并行，多处理机；

2.并行性开发途径

开发并行性的途径有时间重叠、资源重复和资源共享等。
1）时间重叠：如图1-9所示，指令内操作步骤重叠流水就是最典型的例子。每条指令的“取指”、“分析”，“执行”轮流在相应的硬件上完成。只需5▲t就能解释完三条指令，加快了程序执行的速度；

 
2）资源重复
如图1-10所示，通过设置N个完全相同的处理单元（PE），在统一控制器下，给各处理单元分配不同数据，完成指令要求的同一种运算或操作，以提高速度性能；

3）资源共享，多个用户轮流使用同一套资源；

3.计算机系统的并行性发展

并行处理机按结构分类，可以分为：
1）流水线计算机，主要通过时间重叠，多个部件在时间上交错重复预算和处理；
2）阵列处理机，通过资源重复，即同类型计算机之间实现空间上的并行；
3）多处理机，资源共享，共享主存紧密耦合，不共享松散耦合；
4）数据流计算机，数据驱动；

4.多机系统的耦合度

耦合的分类：
1）最低耦合，计算机之间无物理连接，通过磁盘、磁带等对主机输入输出；
2）松散耦合，多台计算机通过a通道或b通信线路实现连接；
3）紧密耦合，共享主存；

1.5.2 计算机系统的分类

按指令流数据流分类（弗林分类法），可分为：
1）单指令流单数据流（SISD），流水方式的单处理机；
2）单指令流多数据流（SIMD），流水方式；
3）多指令流单数据流（MISD），阵列；
4）多指令流多数据流（MIMD），多处理机；
基本机构如图1-11所示

按指令流执行流分类（库克分类法），可分为：
1）单指令流单执行流（SISE），单处理机；
2）单指令流多执行流（SIME），带多操作部件的处理机；
3）多指令流单执行流（MISE），带指令级多道程序的处理机；
4）多指令流多执行流（MIME），多处理机；

按数据处理的并行度（冯泽云分类法），可分为：
1）字串位串（WSBS），每次只处理一个字的一位；
2）字串位并（WSBP），每次处理一个字的多位；
3）字并位串（WPBS），每次处理多个字的一位；
4）字并位并（WPBP），每次处理多个字的多位；

今天的文章
1.5 系统结构中的并行性开发及计算机系统的分类包括_计算机系统的多级层次结构有哪些分享到此就结束了，感谢您的阅读。