Arquitectura del computador

SISD
Taxonomía de Flynn
  | Unainstrucción | Múltiplesinstrucciones |
Undato | SISD | MISD |
Múltiplesdatos | SIMD | MIMD |

En computación, SISD (siglas en inglés de Single Instruction, Single Data, en español: "una instrucción, un dato") es un término que se refiere a una arquitectura en la que un sólo procesador, un uniprocesador, ejecuta un sóloflujo de instrucciones, para operar sobre datos almacenados en una única memoria. Se corresponde con la arquitectura de von Neumann.
Según Michael J. Flynn, SISD puede tener características del procesamiento concurrente. La carga de instrucciones y la ejecución segmentada de instrucciones son ejemplos comunes encontrados en las computadoras SISD más modernas.http://www.google.co.ve/url?sa=t&source=web&cd=18&ved=0CDYQFjAHOAo&url=http%3A%2F%2Fwww.saladoisd.org%2F&rct=j&q=sisd&ei=y0bPTO9ahcaVB7Hn6KwH&usg=AFQjCNGxe9aAmuIPY8XfvypRY4FM1sA_VQ&cad=rja
ARQUITECTURAS DE COMPUTADORAS.   En 1966 Michael Flynn propuso un mecanismo de clasificación de las computadoras. La taxonomía de Flynn es la manera clásica de organizar las computadoras, y aunque no cubre todas las posibles arquitecturas,proporciona una importante penetración en varias arquitecturas de computadoras. El método de Flynn se basa en el número de instruccciones y de la secuencia de datos que la computadora utiliza para procesar información. Puede haber secuencias de instrucciones sencillas o múltiples y secuencias de datos sencillas o múltiples. Esto da lugar a 4 tipos de computadoras, de las cuales solamente dos sonaplicables a las computadoras paralelas.  
III.1 SISD (Single Instruction Single Data).
Este es el modelo tradicional de computación secuencial donde una unidad de procesamiento recibe una sola secuencia de instrucciones que operan en una secuencia de datos.    
Fig. 3.1 Modelo SISD (Single Instruction Single Data). 
   Ejemplo: Para procesar la suma de N números a1, a2, ... aN, el procesadornecesita accesar a memoria N veces consecutivas (para recibir un número). También son ejecutadas en secuencia N-1 adiciones. Es decir los algoritmos para las computadoras SISD no contienen ningún paralelismo, éstas están constituidas de un procesador.
   
III.2 SIMD (Single Instruction Multiple Data).   A diferencia de SISD, en este caso se tienen múltiples procesadores que sincronizadamente ejecutanla misma secuencia de instrucciones, pero en diferentes datos. El tipo de memoria que estos sistemas utilizan es distribuida.
Fig. 3.2 Modelo SIMD(Single Instruction Multiple Data). 
   Aquí hay N secuencias de datos, una por procesador, así que diferentes datos pueden ser utilizados en cada procesador. Los procesadores operan sincronizadamente y un reloj global se utiliza para asegurar estaoperación. Es decir, en cada paso todos lo procesadores ejecutan la misma instrucción, cada uno en diferente dato.
Máquinas con arreglos de procesadores tales como ICL DAP (Distributed Array Processor) y computadoras vectoriales canalizadas como CRAY 1 & 2 y CIBER 205 son de arquitectura SIMD. 
Ejemplo: Sumando dos matrices A + B = C. Siendo A y B de orden 2 y teniendo 4 procesadores:     
A11+ B11 = C11 A12 + B12 = C12
A21 + B21 = C21 A22 + B22 = C22

La misma instrucción es ejecutada en los 4 procesadores (sumando dos números) y los 4 ejecutan las instrucciones simultáneamente. Esto toma un paso en comparación con cuatro pasos en una máquina secuencial.      
III.3 MIMD (Multiple Instruction Multiple Data).   Este tipo de computadora es paralela al igual que las SIMD, ladiferencia con estos sistemas es que MIMD es asíncrono. No tiene un reloj central. Cada procesador en un sistema MIMD puede ejecutar su propia secuencia de instrucciones y tener sus propios datos. Esta caracteristica es la más general y poderosa de esta clasificación.    
Fig. 3.3 Modelo SIMD(Single Instruction Multiple Data). 
   Se tienen N procesadores, N secuencias de instrucciones y N...