并行计算机体系结构——并行计算机的类型(1-4)

Flynn(1966年)分类法

Flynn(1966年)分类法是根据系统的指令流和数据流对计算机系统进行分类的一种方法。

指令流:机器所执行的指令序列

数据流:指令流调用的数据序列(包括输入数据和中间结果)

1、SISD (Single Instruction stream Single Data stream)

2、SIMD (Single Instruction stream Multiple Data stream)

3、MISD (Multiple Instruction stream Single Data stream)

4、MIMD (Multiple Instruction stream Multiple Data stream)

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1)SISD:传统的单处理机系统。由程序生成的一个单指令流,在任意时刻处理单独的数据项。

2)SIMD:如:阵列处理机系统(Processor Arrays)。由一个控制器负责从存储器中取出指令并将这些指令发送给各个处理器,每个处理器同步执行相同的指令,但操作不同的数据。

3)MISD:相当于在指令一级并行,而在被操作的数据级串行的情况,实际上这种模型是不能实现的。

4)MIMD:当今绝大多数并行计算机都属于这一类。每个处理器拥有一个单独的程序,每个程序为每一个处理器生成一个指令流,每条指令对不同的数据进行操作。

 Flynn分类法实际上并不能对所有计算机进行分类,如流水线向量处理机就难于按Flynn分类法简单地归为上述四类之一。

并行计算机系统除少量专用的SIMD系统外,绝大部分为MIMD系统。

按进程执行方式分类

1、MPMD (Multiple Programs & Multiple Data) 控制并行结构:在这种并行结构中各进程执行的程序不同,操作的数据也不同。各进程既可以是异步执行的,也可以以同步方式执行。

2、SPMD (Single Program & Multiple Data) 数据域并行结构:在分布存储并行计算机系统上执行的程序,每个进程执行相同的程序,但处理不同的数据。

在SPMD 程序设计中,所有节点机得到相同的程序副本,但程序中可以含有条件语句来决定哪个节点机执行某段程序与否。 SPMD并行结构常用于主从结构并行机中从节点机中。

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