什么是并行处理?


并行处理是一种方法,可以表示一大类方法,这些方法可以提供同时的数据处理功能,以提高计算机系统的计算速度。

与传统计算机中按顺序处理每个指令不同,并行处理系统可以实现并发数据处理以管理更快的执行时间。

例如,当在 ALU 中执行一条指令时,下一条指令可以从内存中读取。系统可以有多个 ALU,并且可以同时执行多条指令。

系统可以有多个处理器一起工作。并行处理旨在加快计算机处理效率并提高其吞吐量,即在给定的时间间隔内可以完成的处理量。

随着并行处理,硬件数量增加,随之而来的是系统价值的提高。但是,技术发展已经降低了硬件成本,使得并行处理方法在经济上成为可能。

可以从多个复杂性级别考虑并行处理。在最低级别,我们根据使用的寄存器方法对并行和串行操作进行分类。移位寄存器以串行方式一次处理一位,而具有并行加载功能的寄存器则同时处理字的所有位。

在更高级别的复杂性中,可以通过拥有多个功能单元来管理并行处理,这些功能单元同时执行相同或不同的操作。

并行处理是通过在多个功能单元之间分配信息来创建的。例如,算术、逻辑和移位操作可以分成三个单元,并且操作数在控制单元的监督下被分流到每个单元。

该图显示了一种将执行单元分解为八个并行执行的功能单元的可能方法。寄存器中的操作数用于依赖于与操作数相关的指令指定的特定操作的单元之一。

每个功能单元中执行的操作在图的每个块中表示。加法器和整数乘法器使用整数执行算术运算。

浮点运算被分成三个并行工作的电路。逻辑、移位和增量操作可以对多个数据同时执行。

所有单元都是相互独立的,因此可以在递增另一个数字时传输一个数字。多功能组织通常与一个复杂的控制单元相关联,以协调多个组件之间的所有活动。

更新于: 2021年7月27日

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