![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Узкое место архитектуры фон НейманаСтр 1 из 2Следующая ⇒
АРХИТЕКТУРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
Вариант № 35
Выполнил: студент гр. ИУ-11 Соколов А.Е
Проверил: Ефимов А.В.
Новосибирск, 2012 Задание 35
обеспечивающего распределение элементов результирующей матрицы по горизонтальным полосам в элементарных машинах ВС. Отыскать максимум коэффициента – разрядность – полосу пропускания канала между машинами – время выполнения операции сложения – время выполнения операции умножения
1. Система с SISD (single instruction, single data) / ОКОД (Одиночный поток Команд, Одиночный поток Данных) архитектурой предполагает поток управляющих инструкций и поток данных в единственном числе каждый; (Рис.1 P означает процессор, I– поток управляющих инструкций, • архитектуры с единственным функциональным устройством, например, PDP-11; • архитектуры, имеющие в своем составе несколько функциональных устройств - CDC 6600, CRAY-1, FPS AP-120B, CDC Cyber 205, FACOM VP-200.
Рис. 1 Архитектура ОКОД (SISD) Архитектура фон Неймана — широко известный принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера. Вычислительные системы такого рода часто обозначают термином «машина фон Неймана», однако соответствие этих понятий не всегда однозначно. В общем случае, когда говорят об архитектуре фон Неймана, подразумевают физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных. Основные возможности: Использование двоичной системы для представления данных в ЭВМ (преимущественно для технической реализации, простота выполнения арифметических и логических операций — до этого машины хранили данные в десятичном виде) · Принцип однородности памяти: Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
· Принцип адресуемости памяти Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к хранящимся в них значениям можно было бы впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программы с использованием присвоенных имен. · Принцип последовательного программного управления: Предполагает, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
· Принцип жесткости архитектуры: Неизменяемость в процессе работы топологии, архитектуры, списка команд.
Так же в некоторых источниках указывается принцип двоичного кодирования, но существовали машины работающие с троичным и с десятичным кодом.
Узкое место архитектуры фон Неймана Совместное использование шины для памяти программ и памяти данных приводит к узкому месту архитектуры фон Неймана, а именно ограничению пропускной способности между процессором и памятью по сравнению с объёмом памяти. Из-за того, что память программ и память данных не могут быть доступны в одно и то же время, пропускная способность является значительно меньшей, чем скорость, с которой процессор может работать. Это серьезно ограничивает эффективное быстродействие при использовании процессоров, необходимых для выполнения минимальной обработки на больших объёмах данных. Процессор постоянно вынужден ждать необходимых данных, которые будут переданы в память или из памяти. Так как скорость процессора и объём памяти увеличивались гораздо быстрее, чем пропускная способность между ними, узкое место стало большой проблемой, серьезность которой возрастает с каждым новым поколением процессоров.
|