Arquitecturas de flujos de datos, un diseño alterno

Arquitecturas de flujos de datos,
un diseño alterno.

La mayoría de aplicaciones que funcionan hoy en día están diseñadas para seguir un único flujo
de ejecución en una secuencia de pasos que no siempre son necesarios el uno para poder
realizar el otro. Es allí donde nace la idea original del paralelismo, aprovechar esa
independencia para lograr ejecutar esos pasos sin que sea necesariohaber concluido los otros.
La programación en una arquitectura paralela es siempre compleja debido a que la mayoría de
investigaciones y resultados se basan en convertir un único flujo de ejecución en varios de ellos,
pero ¿qué sucedería si se cambiara la estrategia original de los flujos de ejecución por la
necesidad de los datos para ejecutarse, de forma que el programador no se preocupe pormantener múltiples flujos de ejecución, sino solamente de qué cómputos se debieran obtener
antes de ejecutar qué instrucciones?

na arquitectura de flujos de datos se basa en la idea principal de cambiar el
esquema de guiar el flujo de ejecución por el concepto de instrucción actual y
el de próxima instrucción a ejecutarse, en vez de eso supone que se permite la
ejecución de todas lasinstrucciones que sea necesario al mismo tiempo
solamente guiado por el momento en que esa instrucción tenga a su disposición los operandos necesarios para su ejecución. La premisa anterior cambia radicalmente el
concepto de implementación de todo el sistema, debido a que supone cambios
estructurales fundamentales desde el mismo diseño de la arquitectura, lo que implica a
su vez un diseño de unlenguaje ensamblador completamente diferente de los
ensambladores usuales.
Para comprender adecuadamente el diseño de la arquitectura es necesario tener claro
primero el funcionamiento de un esquema de ejecución de instrucciones al que no se está
acostumbrado, por lo que es importante antes de analizar el hardware, analizar el
software de bajo nivel primero.

U

¿Qué sucedería
si se cambiarala estrategia
original de los
flujos de
ejecución por la
necesidad de los
datos para
ejecutarse ... ?

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Un nuevo ensamblador
El diseño de un lenguaje ensamblador está completamente ligado a la arquitectura en
que va a ser ejecutado, de hecho, cuando se habla de un ensamblador, se referencia como
el ensamblador de la arquitectura tal o de la arquitectura cual. Para efectos de lasarquitecturas de flujos de datos, al ensamblador de dicha arquitectura se le suele conocer
como modelo de flujo de datos.
Un ensamblador de este estilo cambia algunos conceptos fundamentales que son básicos
para ensambladores de arquitecturas típicas de flujos de ejecución. Las instrucciones del
ensamblador son más instrucciones de trabajo y menos instrucciones relacionadas con laarquitectura, lo que pese a requerir una arquitectura de flujos de datos para poder
ejecutar, no requiere de conocer y trabajar con particularidades de la misma, así por
ejemplo la mayoría de instrucciones no necesitan saber direcciones a memoria para
manejar sus variables, ni requiere del manejo de registros de trabajo, pues los datos se
manejan mediante el sistema de “argument slot” explicado másadelante.

Tiempo Compartido

Debido a la naturaleza de este
ensamblador, un programa escrito en él
no sería una secuencia de instrucciones
como tal, ni se puede almacenar como
un listado de mnemónicos en el orden
en que deben de ejecutarse. Desde el
punto de vista del programador es un
grafo dirigido, donde los nodos
representan instrucciones y los arcos la
necesidad de un cálculo previopara la
ejecución de alguna instrucción.
Un ensamblador de esta clase puede
dividir sus instrucciones en dos
categorías: nodos de proceso y nodos de
control. Los primeros son los
encargados
de
realizar
una
determinada operación en base a las
entradas y de generar una única salida.
Los segundos son los que permiten al
programador tener una ejecución
controlada de forma que sepa qué...