佛林分類法doc - search readpudncom

1、1. 佛林分類法    1966年由首先提出。他按照指令流和數(shù)據(jù)流的多倍性特征對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分類。    指令流(Instruction Stream)：機(jī)器執(zhí)行的指令序列。    數(shù)據(jù)流(Data Stream)：由指令流調(diào)用的數(shù)據(jù)序列，包括輸入數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。    多倍性(Multiplicity)：在系統(tǒng)最受限制的元件上同時(shí)處于同一執(zhí)行階段的指令或數(shù)據(jù)的最大可能個(gè)數(shù)。    按照指令流和

2、數(shù)據(jù)流的不同組織方式，把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分為以下四類：(1) 單指令流單數(shù)據(jù)流SISD(Single Instruction Stream Single Data Stream) (2) 單指令流多數(shù)據(jù)流SIMD(Single Struction Stream Multiple Data Stream)(3) 多指令流單數(shù)據(jù)流MISD(Multiple Instruction Stream Single Data Stream)(4) 多指令流多數(shù)據(jù)流MIMD(Multiple Instruction Stream Multiple Data Stream)    &#

3、160;對(duì)應(yīng)于這4類計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖1.3所示圖1.3 佛林分類法各類機(jī)器結(jié)構(gòu)CU:控制部件 PU:處理部件 MM:存儲(chǔ)器模塊 IS: 指令流 DS:數(shù)據(jù)流 SISD是傳統(tǒng)的順序處理計(jì)算機(jī)，主要包括單功能部件處理機(jī)、多功能部件處理機(jī)、流水線處理機(jī)和標(biāo)量流水線處理機(jī)等。SIMD通常有多個(gè)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理部件，它們按照一定方式互連，在同一個(gè)控制部件的控制下，對(duì)各自的數(shù)據(jù)完成同一條指令規(guī)定的操作。從控制部件看，指令是串行執(zhí)行，但從數(shù)據(jù)處理部件看，數(shù)據(jù)是并行處理的。典型的SIMD處理機(jī)有并行處理機(jī)、陣列處理機(jī)、向量處理機(jī)、相聯(lián)處理機(jī)、超標(biāo)量處理機(jī)、超流水線處理機(jī)及超標(biāo)量超流水線處理機(jī)等。MISD在實(shí)際

4、上代表何種計(jì)算機(jī)，存在著不同的看法。有的文獻(xiàn)把流水線處理機(jī)看作是MISD結(jié)構(gòu)。但是，根據(jù)定義，MISD要求幾條指令對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行不同的處理，這種處理機(jī)實(shí)際上是不存在的。MIMD是傳統(tǒng)的多處理機(jī)系統(tǒng)，它兩個(gè)或兩個(gè)以上處理機(jī)，通過(guò)高速互連網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，在統(tǒng)一的操作系統(tǒng)管理下，實(shí)現(xiàn)指令以上級(jí)并行。典型的MIMD處理機(jī)有大規(guī)模并行處理機(jī)MPP、對(duì)稱多處理機(jī)SMP和機(jī)群系統(tǒng)等。 佛林分類法是一種使用最廣泛的計(jì)算機(jī)分類方法，它的主要缺點(diǎn)是分類太粗。    例如，在SIMD中包括有很多種處理機(jī)。另外，對(duì)流水線處理機(jī)的劃分不明確。通常把標(biāo)量流水線處理機(jī)劃入SISD，把向量流水線處理機(jī)劃入SIMD。    佛林分類法的根本缺陷是把兩種不同等級(jí)的功能并列對(duì)待。在