Критический анализ и сравнение архитектур компьютеров SISD и MIMD Содержание 1. Введение...................................................................................................................................3 2. Определение.........................................................................................................................4-5 3. Преимущества и недостатки .................................................................................................6 4. Реализация...............................................................................................................................7 5. Заключение .............................................................................................................................8 6. Список литературы ................................................................................................................9 Введение Компьютерная архитектура представляет собой набор правил и методов, описывающих функциональность, организацию и реализацию компьютерных систем. Архитектура системы относится к ее структуре в терминах отдельно определенных компонентов этой системы и их взаимосвязей. Существуют различные классификации архитектур компьютеров. Например, Таксономия (Классификация) Флинна, которая является общей классификацией архитектур компьютеров по признакам наличия параллелизма в потоках команд и данных. Всё разнообразие архитектур в этой таксономии Флинна сводится к четырём классам: SISD, SIMD, MISD, MIMD. В данной работе я решила сравнить SISD и MIMD архитектуры компьютеров. Определение SISD (Single Instruction Stream – Single Data Stream) или ОКОД – один поток команд и один поток данных. Этот класс предполагает, что в архитектуре имеется один процессор, который обрабатывает один поток данных. MIMD (Multiple Instruction Stream Multiple Data Stream) или МКМД множество потоков команд и множество потоков данных. Этот класс предполагает, что в архитектуре имеется множество процессоров, которые обрабатывают множество потоков данных. Память программы ЦУУ ПК2 ... Процессор ПКN Результаты ПК1 П1 П2 ПN ПД1 ПД2 ПДN Память данных и результатов MIMD Результаты Результаты ПД Память SISD Преимущества и недостатки MIMD SISD Преимущества Самая мощная из четырёх архитектур Требует меньше энергии Каждый процессор имеет свою локальную память Отсутствует проблема сложного протокола связи между несколькими ядрами Недостатки Сложная масштабируемость Скорость ограничена Общая модель памяти менее гибкая, чем модели распределённой памяти Не подходит для больших приложений Реализация MIMD SISD Эта категория архитектур вычислительных машин наиболее богата, если иметь в виду примеры ее успешных реализаций. В неё попадают симметричные параллельные вычислительные системы, рабочие станции с несколькими процессорами, кластеры рабочих станций и т.д. Большинство обычных компьютеров построены с использованием модели SISD. Заключение В своей работе я рассказала о двух архитектурах SISD и MIMD, была получена их сравнительная характеристика, а также выявлены преимущества и недостатки. В настоящее время SISD компьютеры используется всё реже, так как нужна высокая вычислительная мощность для решения различных задач. Поэтому всё же больше используют MIMD компьютеры, они могут работать с большим количеством команд и данных, чем SISD. Список литературы Н. В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем. Учебник. – М: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. – 512 с. Р. А. Хисамутдинов. Систематизация архитектур вычислительных систем. Том 7 №3: Вестник УГАТУ, 2006. Эндрю Таненбаум. Архитектура компьютера/Structured Computer Organization. 6-е изд. – СПб.: Питер, 2013 – 816 с. А. П. Толстобров. Архитектура ЭВМ: учебное пособие для вузов по инженернотехническим направлениям. 2-е изд. – Москва: Юрайт, 2022. О. П. Новожилов. Архитектура ЭВМ и систем: учебное пособие для вузов: в 2 частях. Часть 1 – Москва: Юрайт, 2022.
