互连网络的拓扑结构可以是静态的或动态的。静态网络是创建点对点直接连接，在实现过程中不会更改。动态网络应用于交换通道，这些通道是动态构建的，以连接用户程序中的通信需求。静态网络 - 静态网络用于集中式系统的子系统或分布式系统的各个计算节点之间的固定连接。动态网络包括总线、交叉开关、多级网络，这些网络用于共享内存多处理器。这两种类型的网络也已应用于 SIMD 计算机中的 PE 间数据路由。一般来说，网络... 阅读更多

有一些实验性的数据流计算机项目。麻省理工学院的同事开发了一种带标记令牌的体系结构来构建数据流计算机。全局体系结构包含 n 个处理单元 (PE)，通过 n x n 路由网络互连。整个系统在所有 n 个 PE 中提供流水线数据流操作。PE 间通信由流水线路由网络完成。在每个 PE 中，机器提供了一个低级令牌匹配结构，该结构仅发送其输入数据已可访问的指令。每个数据都用其所属指令的地址和上下文标识... 阅读更多

传统的计算机建立在控制流结构之上，其中程序执行的顺序特别是在用户程序中建立。数据流计算机在细粒度指令级具有高度并行性，而还原计算机基于需求驱动的机制，该机制基于其他计算对其结果的需求开始操作。数据流和控制流计算机 - 主要有两种类型的计算机，因为数据流计算机是连接计算机取决于冯诺依曼机。它在程序流控制下执行指令，而控制流计算机在... 阅读更多

最流行的并行计算机是那些以 MIMD 模式执行程序的计算机。有两种主要的并行计算机类型：共享内存多处理器和消息传递多计算机。多处理器和多计算机之间的主要区别在于内存共享和用于处理器间通信的结构。多处理器系统中的处理器通过公共内存中的共享变量相互通信。多计算机系统中的每个计算机节点都有本地内存，与其他节点不共享。进程间通信是通过节点之间的消息传递来完成的。三种共享内存多处理器模型如下：UMA 模型UMA 代表统一内存访问... 阅读更多

并行性有不同的级别，如下所示：指令级 - 在指令级，一个粒度包含少于 20 条指令，称为细粒度。此级别的细粒度并行性可能从两千个不等，具体取决于单个程序，单指令流并行性大于二，但指令级平均并行性约为细粒度，在普通程序中很少超过七个。对于科学应用，平均并行性在 500 到 300 之间，Fortran 语句在理想环境中并发执行。循环级 - 它包含迭代循环操作。循环可能包含... 阅读更多

并行性有各种条件，如下所示：数据和资源依赖性 - 程序由多个部分组成，因此需要能够并行执行各个程序段，每个段在其他段方面应该是自主的。程序各个段中的依赖关系可能以各种形式存在，例如资源依赖关系、控制依赖关系和数据依赖关系。依赖图可以定义关系。程序语句由节点定义，带有多个标签的有向边显示语句之间的有序关系。分析依赖图后，可以... 阅读更多

多年来，计算机体系结构经历了演变而非革命性的变化，支持功能是那些已证明执行交付的功能。根据图示，我们从冯诺依曼体系结构开始，该体系结构被开发为一个顺序机器，实现标量信息。顺序设备从位串行到字并行操作，以及从定点到浮点操作得到增强。冯诺依曼体系结构由于程序中指令的顺序执行而显得适中。展望未来，并行性和流水线 - 预取指令以重叠 I/E（指令获取/解码和执行）操作并允许功能并行性的方法正在启动。功能并行性由... 阅读更多

人们普遍观察到，某些计算机体系结构类别和编程语言类别相互对应。例如，冯诺依曼体系结构和命令式语言，或还原体系结构和函数式语言。相应的体系结构和语言类别必须具有一个共同的基础或范式，称为计算模型。计算模型包含以下三组抽象，如图所示：第一个抽象识别计算的基本项目。这是对计算引用的项目的规范，任何可以对它们执行的计算。例如，在冯诺依曼计算模型中，... 阅读更多

现代计算机有各种组成部分，如下所示：计算问题 - 长期以来人们已经认识到，计算机体系结构理论不仅限于裸机硬件的机制。现代计算机是一个集成系统，包括机器硬件、指令集、系统软件、应用程序和用户界面。这些系统元素如图所示。对于科学技术中的科学问题，解决方案需要复杂的数学系统和无限的整数或浮点计算。对于商业和政府中的字母数字问题，解决方案需要详细的事务、庞大的数据库管理和数据... 阅读更多

有一些基本准则或设计要素可以用来分类和区分总线。总线类型总线线路可以报告为两种通用类型：专用和复用。专用总线线路永久授权给一个功能或计算机组件的物理子组。复用总线线路根据某些参数分配给多个功能。仲裁方法在除最简单的系统之外的所有系统中，多个模块都可能需要控制总线。因此，一次只能有一个单元在总线上进行强传输，需要某种仲裁方法。各种方法可以分类... 阅读更多