Различные классификации вычислительных систем.

Одна из первых классификаций, ссылки на которую наиболее часто встречаются в литературе, была предложена М. Флинном в конце 60-х годов прошлого века. Она базируется на понятиях двух потоков: команд и данных. На основе числа этих потоков выделяется четыре класса архитектур:

· SISD (Single Instruction Single Data) - единственный поток команд и единственный поток данных. По сути дела это классическая машина фон Неймана. К этому классу относятся все однопроцессорные системы.

· SIMD (Single Instruction Multiple Data) - единственный поток команд и множественный поток данных. Типичными представителями являются матричные компьютеры, в которых все процессорные элементы выполняют одну и ту же программу, применяемую к своим (различным для каждого ПЭ) локальным данным. Некоторые авторы к этому классу относят и векторно-конвейерные компьютеры, если каждый элемент вектора рассматривать как отдельный элемент потока данных.

· MISD (Multiple Instruction Single Date) - множественный поток команд и единственный поток данных. М. Флинн не смог привести ни одного примера реально существующей системы, работающей на этом принципе. Некоторые авторы в качестве представителей такой архитектуры называют векторно-конвейерные компьютеры, однако такая точка зрения не получила широкой поддержки.

· MIMD (Multiple Instruction Multiple Date) - множественный поток команд и множественный поток данных. К этому классу относятся практически все современные многопроцессорные системы.

 

Классификация по числу пользователей:

· однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);

· многопользовательские (UNIX, Windows NT).

Классификация по количеству задействованных процессоров:

· Монопроцессорные (однопроцессорные)

· Мультипроцессорные (многопроцессорные)

Классификация по количеству выполняемых задач в момент времени:

· однозадачные (например, MS-DOS, MSX) и

· многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 95).

 

Классификация ВС по основным признакам, характеризующим структуру этих технических объектов, приведена в таблице. В таблицу включены дополнительные признаки, отражающие особенности организации памяти, передачи данных, управления и конструктивной реализации ВС.

Классификация ВС

Признак классификации	Многопроцессорная ВС	Многомашинная ВС
Состав структуры	CP*, PM, BM, EM, I/O, SW	ВМ (ЭВМ, МПВС), EM, I/O, SW
Вид связи между элементами структуры (вид коммутатора)	Матричный SW, многоступенчатый SW, общая шина	Шинные (многошинный SW и др.) или линковые (SW с регулярными связями и др.)
Организация памяти	Общая память	Распределенная память
Способ передачи данных	Параллельный (сильная связь)	Параллельно-последовательный (ослабленная связь)
Приемник передаваемых данных	–	Кэш-память или оперативная память
Инициатор передачи данных	–	Процесс-последователь или процесс-предшественник
Операционная система (ОС), управление	Общая,   централизованное	Копии ОС и общая надстройка,   смешанное
Пространственное размещение элементов структуры	На одной плате или в одном блоке	В одном блоке, в одной стойке и т.д. (в одном помещении)

 

* CP – центральный процессор (не содержит кэш-памяти СМ);

PM – процессорный модуль, т.е. CP+СМ, при этом СМ может быть двухуровневой;

BM – оперативная память, которая может состоять из одного или нескольких модулей ММ (2, 4, 8 …);

ММ – модуль оперативной памяти, который представляет собой секционированную память с числом секций, равным числу слов в блоке СМ (обычно 4),

ЕМ – внешняя память на магнитных или оптических носителях информации;

I/O – устройства ввода/вывода;

SW – коммутатор, т.е. совокупность средств, обеспечивающих взаимодействие между элементами структуры. В состав SW помимо ключевых элементов входит устройство управления, выполняющее функции маршрутизации, арбитража и т.п.,

ВМ – вычислительный модуль (это ЭВМ или МПВС).