Торовые (Grid)

Конвейерные

Векторные

Матричные

Very long instruction word (VLIW)

Машинная команда – очень длинная. В одной команде может быть 8 арифметических команд, 7 пересылок.

a*b+c/d – плохой порядок вычислений: сначала запускается 3_хтактная команда (умножение), на следующем – 4_хтактная (деление), складывать можно только через 5 тактов.

c/d+a*b – лучше: сначала запускается 4_хтактная команда, на следующем такте – 3_хтактная, складывать можно через 4 такта.

//Зам.: предполагается многопроцессорность. Расшифровка каждой команды – 1 такт.

Метод сетки: область нарезается на квадраты, вычисляются значения в вершинах квадратов, потом интерполируются значения в центре квадратов, затем квадраты уменьшаются.

Для решения задач этим методом в 1964 году в США построена машина Illiac 4: матрица 8x8, в каждой ячейке – компьютер со своей памятью и процессором.

В СССР была сделана ПС 2000.

//Замечание: на матричных архитектурах, как это ни странно, можно выполнять быстрое умножение матриц, если эту задачу распределить между процессорами. Умножение примерно n³, P процессоров n³/P + o(n²)

Удобны, когда над разной data нужно сделать одни действия

Машина ПС 3000 (Трахтенберг): восемь компьютеров, умеют складывать длинные вектора за log, скалярное произведение векторов.

Удобны, когда над разной data нужно сделать одни действия

Например 5 блоков - Выборка команды, Декодирование, Выборка операндов, Выполнение команды, возврат р-та

ATLAS - 1962

СRAY1 – 1967: 40 млн. опер. в сек. по паспорту, на специальных задачах – 100 млн. опер. в сек. Главная особенность – большое количество сумматоров.

Сложить три вектора a, b, c:

1 такт: a₁+b₁

2 такт: a₂+b₂ +c₁

3 такт: a₃+b₃ +c₃ …

Похожа на сетку, только у каждой вертикали и горизонтали соединили концы или на кольцо (?)

Язык “Окам”, ориентир. На параллельн. Вычисление, сейчас понятие transputer (только начинается)

1. История ЭВМ

1832 – машина Ч. Беббиджа; механическая; программы –в памяти

1936 – релейная ЭВМ Z1, Германия, автор – Конрард Зуц

1943 – МАРК1, релейная, США, реализация идеи Бебиджа, программы – на перфолентах, для организации циклов – склеиваем перфоленту в кольцо.

1946 – ENIAC – первая электронная ЭВМ, США, в разработке принимал участие Тьюринг, построена на триггерах (триггеры изобрел проф. Бонч-Бруевич в 1918 г)

1951 – МЭСМ, Лебедев, программы – в памяти

1953 – БЭСМ, Лебедев, Москва, 5000 оп/с,

1956 –… - серия УРАЛ 1,2,4,…

1958 – M20 (на ней рассчитывали полет Гагарина)

1964 – IBM (360) + OS

1967 – БЭСМ 6, Лебедев

1982(1974) – Эльбрус

1987 – Самсон

//Ворованные машины: ЕС ЭВМ ряд 1 = IBM/360

ЕС ЭВМ ряд 2 = IBM/360

СМ 1,2 = HP

СМ 3,4,14,20 = Dell (PDP11)

Процессор: раздельная память команд и память данных. “Гарвардская схема” (Лебедев 1956)

1. Традиционные архитектуры ЭВМ на примере IBM/360

IBM360 – 1964, первая серия с одинаковым набором команд для больших и мал. машин.

H – 16 – полуслово

F – 32 - слово

E – 32 float

D – 64 float

16 регистров общ. назнач (0-15), 4 Плав.регистра 0,2,4,6

L – загрузить из памяти

ST – загрузить в память

A – добавить

S – вычесть

M – умножить

D – разделить

BC – уловный переход

RX-команда:

КО – код операции

R – куда положить результат

X – если есть индексация (массивы)

B – база (регистр, в котором хранится база)

D – смещение

Формат не используется наполовину (X – используется редко, D – 12 бит, т.е. 4096 байт, что много, т.к. процедура 25 строк, переменных не более 10, в С только 2 вида видимости => можно использ 1 бит => 3 бита лишних).

RR-команда:

R1, R2 – операнды

BC M – переход на метку M

BAL R, M – передать управление на метку M, адрес следующей команды запомнить в R

BALR R1, R2 – передать управление по адресу в R1, адрес следующей команды запомнить в R2

Маска перехода: 4 бита - | = | > | < | переполнение |

A 5, 20(2,3) – берем (число по адр. баз.регистр 2 + смещение + [3]) прибавляем [5] и р-т в 5-й реистр

SR 3,3

LA 4,4

SR 1,1

M: ST 1,20(2,3)

BXLE 3,5,M //data(3) + data(4) <= data(5)