Tarea De Arquitectura
Páginas: 7 (1630 palabras)
Publicado: 30 de mayo de 2015
SISD (Single Instruction stream, Single Data stream)
Los sistemas de este tipo se caracterizan por tener un único flujo de instrucciones sobre un único flujo de datos, es decir, se ejecuta una instrucción detrás de otra. Este es el concepto de arquitectura serie de Von Neumann donde, en cualquier momento, sólo se ejecuta una única instrucción.
Un ejemplo de estos sistemas son lasmáquinas secuenciales convencionales.
SIMD (Single Instruction stream, Multiple Data stream)
Estos sistemas tienen un único flujo de instrucciones que operan sobre múltiples flujos de datos. Ejemplos de estos sistemas los tenemos en las máquinas vectoriales con hardware escalar y vectorial.
El procesamiento es síncrono, la ejecución de las instrucciones sigue siendo secuencial como en elcaso anterior, todos los elementos realizan una misma instrucción pero sobre una gran cantidad de datos. Por este motivo existirá concurrencia de operación, es decir, esta clasificación es el origen de la máquina paralela.
El funcionamiento de este tipo de sistemas es el siguiente. La Unidad de Control manda una misma instrucción a todas las unidades de proceso (ALUs). Las unidades de proceso operansobre datos diferentes pero con la misma instrucción recibida.
Existen dos alternativas distintas que aparecen después de realizarse esta clasificación:
Arquitectura Vectorial con segmentación:
Una CPU única particionada en unidades funcionales independientes trabajando sobre flujos de datos concretos
Arquitectura Matricial (matriz de procesadores):
Varias ALUs idénticas a las que elprocesador de instrucciones asigna una única instrucción pero trabajando sobre diferentes partes del programa.
Flynn
Clasificación clásica de arquitectura de computadores que hace alusión a sistemas con uno o varios procesadores. Flynn la publicó por primera vez en 1966 y por segunda vez en 1970.
Esta taxonomía se basa en el flujo que siguen los datos dentro de la máquina y de las instruccionessobre esos datos.
Se define como flujo de instrucciones al conjunto de instrucciones secuenciales que son ejecutadas por un único procesador y como flujo de datos al flujo secuencial de datos requeridos por el flujo de instrucciones.
Con estas consideraciones, Flynn clasifica los sistemas en cuatro categorías:
SIMD CON CPU PARTICIONADA
En este tipo de sistemas, la CPU se diseña como unconjunto de unidades funcionales independientes que ejecutan simultáneamente varias operaciones aritmético/lógicas.
La CPU contiene un único procesador con instrucciones que procesa un único flujo de estas liberando cada instante una. Debido a que las unidades funcionales operan independientemente, es posible liberar nuevas instrucciones antes de que finalice la ejecución de las instrucciones previas.Ejemplos de este tipo de sistemas los encontramos en los computadores CRAY monoprocesador, CYBER 205, FUJITSU, HITACHE, NEC SUPERCOMPUTERS, IBM 390 VF, IBM 9000 VF, ALLIANT FX/1 Y CONVEX C-1.
SIMD CON MULTIPLES ALUS
Estos sistemas trabajan en modo lock step, ejecutando o ignorando una misma instrucción para todas las ALUs. Existe un único procesador que maneja el flujo de instrucciones delprograma y que transfiere todas las instrucciones a las diferentes unidades aritmético/lógicas.
Cada ALU opera sobre un segmento diferente de datos del programa.
Ejemplo de funcionamiento del sistema con el siguiente bucle:
DO 2000 I=1,N
A(I) = B(I) + C(I)
2000 CONTINUE
El procesador asigna a cada ALU la operación de suma de B(I) con C(I) y siendo el almacenamiento del resultado en A(I) peropasando a cada ALU un valor diferente de I.
En el caso de que haya menos ALUs que iteraciones del bucle, el procesador ordenará la ejecución hasta que estén procesados todos los valores de I.
En el caso de que haya más ALUs que iteraciones, existirá un número de estas que no estén operativas durante la ejecución de las instrucciones del bucle. Una ALU inactiva o en OFF significa que:
1. La ALU...
Los sistemas de este tipo se caracterizan por tener un único flujo de instrucciones sobre un único flujo de datos, es decir, se ejecuta una instrucción detrás de otra. Este es el concepto de arquitectura serie de Von Neumann donde, en cualquier momento, sólo se ejecuta una única instrucción.
Un ejemplo de estos sistemas son lasmáquinas secuenciales convencionales.
SIMD (Single Instruction stream, Multiple Data stream)
Estos sistemas tienen un único flujo de instrucciones que operan sobre múltiples flujos de datos. Ejemplos de estos sistemas los tenemos en las máquinas vectoriales con hardware escalar y vectorial.
El procesamiento es síncrono, la ejecución de las instrucciones sigue siendo secuencial como en elcaso anterior, todos los elementos realizan una misma instrucción pero sobre una gran cantidad de datos. Por este motivo existirá concurrencia de operación, es decir, esta clasificación es el origen de la máquina paralela.
El funcionamiento de este tipo de sistemas es el siguiente. La Unidad de Control manda una misma instrucción a todas las unidades de proceso (ALUs). Las unidades de proceso operansobre datos diferentes pero con la misma instrucción recibida.
Existen dos alternativas distintas que aparecen después de realizarse esta clasificación:
Arquitectura Vectorial con segmentación:
Una CPU única particionada en unidades funcionales independientes trabajando sobre flujos de datos concretos
Arquitectura Matricial (matriz de procesadores):
Varias ALUs idénticas a las que elprocesador de instrucciones asigna una única instrucción pero trabajando sobre diferentes partes del programa.
Flynn
Clasificación clásica de arquitectura de computadores que hace alusión a sistemas con uno o varios procesadores. Flynn la publicó por primera vez en 1966 y por segunda vez en 1970.
Esta taxonomía se basa en el flujo que siguen los datos dentro de la máquina y de las instruccionessobre esos datos.
Se define como flujo de instrucciones al conjunto de instrucciones secuenciales que son ejecutadas por un único procesador y como flujo de datos al flujo secuencial de datos requeridos por el flujo de instrucciones.
Con estas consideraciones, Flynn clasifica los sistemas en cuatro categorías:
SIMD CON CPU PARTICIONADA
En este tipo de sistemas, la CPU se diseña como unconjunto de unidades funcionales independientes que ejecutan simultáneamente varias operaciones aritmético/lógicas.
La CPU contiene un único procesador con instrucciones que procesa un único flujo de estas liberando cada instante una. Debido a que las unidades funcionales operan independientemente, es posible liberar nuevas instrucciones antes de que finalice la ejecución de las instrucciones previas.Ejemplos de este tipo de sistemas los encontramos en los computadores CRAY monoprocesador, CYBER 205, FUJITSU, HITACHE, NEC SUPERCOMPUTERS, IBM 390 VF, IBM 9000 VF, ALLIANT FX/1 Y CONVEX C-1.
SIMD CON MULTIPLES ALUS
Estos sistemas trabajan en modo lock step, ejecutando o ignorando una misma instrucción para todas las ALUs. Existe un único procesador que maneja el flujo de instrucciones delprograma y que transfiere todas las instrucciones a las diferentes unidades aritmético/lógicas.
Cada ALU opera sobre un segmento diferente de datos del programa.
Ejemplo de funcionamiento del sistema con el siguiente bucle:
DO 2000 I=1,N
A(I) = B(I) + C(I)
2000 CONTINUE
El procesador asigna a cada ALU la operación de suma de B(I) con C(I) y siendo el almacenamiento del resultado en A(I) peropasando a cada ALU un valor diferente de I.
En el caso de que haya menos ALUs que iteraciones del bucle, el procesador ordenará la ejecución hasta que estén procesados todos los valores de I.
En el caso de que haya más ALUs que iteraciones, existirá un número de estas que no estén operativas durante la ejecución de las instrucciones del bucle. Una ALU inactiva o en OFF significa que:
1. La ALU...
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