Основные определения. Классы архитектур вычислительных систем

Если не вдаваться в подробности, вычислительные системы (ВС) прежде всего можно различать, как:

• многомашинные;

• многопроцессорные.

Многомашинная вычислительная система. Здесь несколько про­цессоров, входящих в вычислительную систему, не имеют общей оперативной памяти, а имеют каждый свою (локальную). Каждый компьютер в многомашинной системе имеет классическую архитек­туру, и такая система применяется достаточно широко. Однако эф­фект от применения такой вычислительной системы может быть получен только при решении задач, имеющих очень специальную структуру: она должна разбиваться на столько слабо связанных под­задач, сколько компьютеров в системе.

Многопроцессорная архитектура. Наличие в компьютере не­скольких процессоров означает, что параллельно может быть орга­низовано много потоков данных и много потоков команд. Таким об­разом, параллельно могут выполняться несколько фрагментов одной задачи. Структура такой машины, имеющей общую оперативную па­мять и несколько процессоров, представлена на рис. 3.1. Преимуще­ство в быстродействии многопроцессорных и многомашинных вы­числительных систем перед однопроцессорными очевидно.

Архитектура с параллельными процессорами. Здесь несколько АЛУ работают под управлением одного УУ. Это означает, что мно­жество данных может обрабатываться по одной программе, т. е. по одному потоку команд. Высокое быстродействие такой архитектуры можно получить только на задачах, в которых одинаковые вычисли­тельные операции выполняются одновременно на различных одно­типных наборах данных. Структура таких компьютеров представле­на на рис. 3.2.