什么是计算机体系结构中的Flynn分类法?


Flynn 的经典分类法(Flynn,1966)取决于计算机中控制单元的数量和可用的多个处理器。Flynn 引入了以下概念:

  • 单指令流

单指令流意味着体系结构具有一个控制单元,生成一个指令流,缩写为单指令 SI。

  • 多指令流

多指令流意味着体系结构具有多个控制单元,每个控制单元产生一个不同的指令流,缩写为 MI。

  • 单数据流

单数据流是指可用的单个处理器将执行单个数据流,缩写为 SD。

  • 多数据流

在多数据流中,有多个处理器可用。每个处理器将执行一个确定的数据流,缩写为 MD。

它取决于这些概念,并且可以将计算机分类为将可能的指令流和处理方法分组,如图形所示。

  • SISD 体系结构

SISD 定义了一种计算机组织,包括一个控制单元、一个处理单元和一个存储单元。SISD 就像正在使用的串行计算机。SISD 按顺序执行指令,它们可以或不可以具有并行处理效率。

按顺序执行的指令可以在其执行阶段中获得重叠。SISD 计算机可以包含多个功能单元。因此,某些功能单元在单个控制单元的管理之下。此类系统中的并行处理可以通过流水线处理或利用多个功能单元来实现。

  • SIMD 体系结构

SIMD 代表单指令多数据流。SIMD 并行计算模型包括两部分,例如通常的冯诺依曼风格的前端计算机和一个处理器阵列,如图所示。

  • MISD 体系结构

此组织包含 n 个处理单元,每个处理单元对相同的数据流执行不同的指令。这种结构很少受到关注,并且存在一些实际缺陷,有时它也被认为是不切实际的结构。

  • MIMD 体系结构

MIMD 代表多指令多数据流。它包括由多个处理器和多个存储模块组成的并行体系结构,这些模块通过某种互连网络连接。它们分为两大类,包括共享内存或消息传递。

共享内存系统通常通过所有处理器共享的全局内存来实现处理器间策略。这些通常是通过总线和缓存内存控制器连接的服务器系统。

消息传递系统也称为分布式内存。它通常将每个互连网络节点的本地内存和处理器合并在一起。没有全局内存,因此使用消息传递将信息从一个本地内存传输到另一个本地内存非常重要。这通常由发送/接收命令对完成,程序员应将其写入应用程序软件中。

更新于:2021 年 7 月 20 日

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