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CAPITULO 4

PROCESAMIENTO EN PARALELO: PIPELINE
4. - INTRODUCCION A ARQUITECTURAS PARALELAS.
Muchos de los computadores antiguos y muchos de los minicomputadores
contemporáneos son monoprocesadores, lo cual no debe sorprendernos ya que es la
máquina más elemental para diseñar y construir.
Por otra parte, las computadoras digitales modernas de gran escala utilizan
frecuentemente elprocesamiento simultáneo (concurrencia) en distintos puntos del sistema, denominaremos a esta clase de computadoras Procesadores Paralelos.
Los computadores paralelos son sistemas de computadores consistentes de un
conjunto centralizado de procesadores que pueden procesar simultáneamente los datos
del programa.
El procesamiento paralelo se basa en la explotación de sucesos concurrentes
en el procesode cómputo.
Como apuntamos en el Capítulo 1 la concurrencia implica paralelismo, simultaneidad y pipelining.
Sucesos Paralelos ocurren en múltiples recursos durante el mismo intervalo
de tiempo.
Sucesos Simultáneos ocurren en el mismo instante.
Sucesos Pipeline ocurren en lapsos superpuestos.
Se puede hablar de niveles de paralelismo, que caracterizamos de la siguiente
manera:
-Multiprogramación, Multiprocesamiento: Estas acciones se toman a nivel de
Programa o Trabajo.
- Tarea o Procedimientos: Acciones que se toman dentro de un mismo
programa, ejecutándose procesos independientes en forma simultánea.
- Interinstrucciones: Acciones a nivel de instrucción, o sea, dentro de mismo
proceso o tarea se pueden ejecutar instrucciones independientes en forma
simultánea.
-Intrainstrucciones: Acciones simultáneas que se pueden realizar para una
misma instrucción, por ejemplo vectorización de operaciones escalares dentro
de una instrucción compleja tipo DO, FOR, etc.
El paralelismo de un mayor nivel se obtiene por medio de algoritmos, los de
menor nivel con importante actividad del hardware.
Ultimamente ciertas técnicas del procesamiento distribuido son incorporadas aarquitecturas centralizadas para conseguir mayor grado de paralelismo.
El paralelismo puede obtenerse de distintas maneras, a saber:
- Multicomputadoras: Computadoras independientes, muy a menudo una de
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ellas actúa como supervisor, que realizan una tarea común en una sola
ubicación (una configuración muy común, aunque ciertamente limitada, es la
minicomputadora como preprocesador deun computador mainframe).
- Multiprocesadores: Un conjunto de unidades de cómputo, cada una de las
cuales tiene sus propios conjuntos de instrucciones y datos, compartiendo una
misma memoria. Los computadores multiprocesadores consisten en un número
n mayor o igual a 2 de procesadores que operan simultáneamente sobre una
misma memoria, y están interconectados mediante canales que transmitencomandos de control y datos. Están controlados por un único Sistema
Operativo.
- Redes de computadoras: Computadoras independientes conectadas
mediante un canal de manera tal que los recursos propios disponibles en un
punto de la red pueden estar disponibles para todos los miembros de la red.
- Procesador Pipeline: Un solo computador el cual puede realizar
simultáneamente operaciones decálculos en determinadas secciones, con
diferentes estadios de completitud. Los procesadores pipeline se basan en el
principio de dividir los cálculos entre una cantidad de unidades funcionales que
operan simultáneamente existiendo superposición.
- Procesador Array: Un grupo de unidades de cómputo cada una de las cuales
realiza simultáneamente la misma operación sobre diferentes conjuntos dedatos. Los procesadores array operan sobre vectores. Las instrucciones del
computador vectorial son ejecutadas en serie (como en los computadores
clásicos) pero trabajan en forma paralela sobre vectores de datos.

4.1. - CLASIFICACION DE FLYNN.
A grandes rasgos, la ejecución de una instrucción puede verse como etapas
distintas, que realizan:
- Búsqueda de la instrucción,
- Decodificación de...