4.Матричні обчислювальні системи

Матричні системи є найпоширенішими представниками систем класу: «один потік команд - множина потоків даних.

Вони мають загальний управляючий пристрій, який генерує потік команд і велике число процесорних елементів, що працюють паралельно і оброблюють кожний свій потік даних. Таким чином, продуктивність системи рівна сумі продуктивностей всіх процесорних елементів.

Асоціативні обчислювальні системи

Асоціативні системи відносяться до класу: «один потік команд - безліч потоків даних».Вони включають велике число операційних пристроїв, здатних одночасно по командах управляючого пристрою здійснити обробку декількох потоків даних. В асоціативних обчислювальних системах інформація на обробку поступає від асоціативних запам’ятовуючих пристроїв (АЗП), що характеризуються тим, що інформація в них вибирається не за певною адресою, а по її змісту.

Принципи векторної обробки

• Принцип векторної обробки заснований на існуванні значного класу задач, що використовують операції над векторами. Алгоритми цих задач відповідно до термінології Флінна відносяться до класу «одиночний потік команд – множинний потік даних.

Принцип векторноъ обробки реалізовано в системах двох типів: матричних і векторно-конвеєрних.

• В матричній системі виконання векторної команди включає читання з пам'яті елементів векторів, розподіл їх по процесорах, виконання заданої операції і засилання результатів назад в пам'ять.

• У векторно-конвеєрній системі виконання векторної команди здійснюється шляхом засилання елементів векторів в конвеєр з інтервалом, рівним тривалості проходження однієї стадії обробки. При цьому швидкість обчислень залежить тільки від тривалості стадії і не залежить від затримок в процесорі в цілому.

Обидва підходи у принципі дозволяють досягти значного прискорення в порівнянні з скалярними машинами. Більш того, прискорення в системах матричного типу може бути більше, ніж в конвеєрних, оскільки збільшити число процесорних елементів простіше, ніж число ступенів в конвеєрному пристрої. В даний час створені і успішно застосовуються системи обох типів.

Ммх технологія

Ще одним прикладом SIMD-архітектури є технологія ММХ, що істотно поліпшила архітектуру мікропроцесорів фірми Intel. Технологія MMX - компромісне рішення, що поєднує шляхи, які використовуються в класичному процесорі CISC-архітектури (Pentium), у комп'ютерах з паралельною SIMD-архітектурою, з додаванням ряду простих (RISC) команд паралельної обробки даних. Вона розроблена для прискорення виконання мультимедійних і комунікаційних програм з додаванням нових типів даних і нових інструкцій.

5.Чипсет. Сучасні чипсети та їх характеристики.

Чипсет (Сhipset) — це набір мікросхем, встановлених на системній платі для забезпечення обміну даними між СРU та периферійними пристроями.

Сhipset визначає функціональні можливості системної плати:

• тип встановлюваних процесорів,

• тип та об'єм оперативної та кеш-пам'яті другого рівня,

• тактову частоту системної шини,

• підтримувані шини та ін.

чипсет розв'язує такі задачі:

^ обслуговування керуючих та конфігураційних сиг­налів процесора;

^ мультиплексовані адреси та формування керуючих сигналів динамічної пам'яті, зв'язок шини даних пам'яті з локальною шиною;

^ формування керуючих сигналів вторинного кеша, порівняння його тегів до поточних адрес звертання на локальній шині;

^ забезпечення когерентності (узгодженості) даних в обох рівнях кеш-пам'яті та основної пам'яті при звертанні як з боку процесора (процесорів), так і від контро­лерів шини РСІ;

^ зв'язок мультиплексованої шини адреси та даних шини РСІ з локальною шиною процесора та шиною динамічної пам'яті;

^ формування керуючих сигналів шини РСІ, арбітраж контролерів шини.

Контролери пристроїв введення-виведення.

Шина РСІ є центральною в сучасних системних платах, і всі інтерфейсні адаптери, а також системні засоби вводу/виводу в кінцевому результаті спілкуються з ядром системи (процесором та пам'яттю) через шину РСІ. Крім плат розширення, що встанов­люються в слоти шини РСІ, її абонентом є і міст РІІХ (РСІ IDE ІSА Хcelerator) — практично невід'ємна частина сучасних плат.

РІІХ є багатофункціональним пристроєм, на який покладаються такі функції:

^ організація мосту між шинами РСІ та (Е)ІSА з уз­годженням частот синхронізації цих шин;

^ реалізація високопродуктивного, звичайно дво­канального інтерфейса АТА (АТ Аttachment, інтерфейс підключення пристроїв ІDЕ до комп'ютера), підключеного до шини РСІ;

^ реалізація стандартних системних засобів вводу/ви­воду — двох контролерів переривань, двох контролерів прямого доступу до пам'яті, триканального системного лічильника-таймера, каналу керування динаміком, логіки немаскованого переривання;

^ комутація ліній запитів переривання шин РСІ та ІSА, а також вмонтованої периферії на лінії запитів контролерів переривань, керування їх чуттєвістю (за перепадом або рівнем), обслуговування переривання від співпроцесора;

^ комутація каналів прямого доступу до пам'яті;

^ підтримка режимів енергозбереження — обробка SMM, програмування подій керування споживанням, керування частотою процесора (використовуючи сигнал STPCLK#), перемикання режимів;

^ реалізація мосту з внутрішньої шини Х-Виз, що використовується для підключення мікросхем контролера клавіатури, ВІOS, СМOS RТС, контролерів гнучких дисків та інтерфейсних портів;

^ реалізація контролера USB.

Контролери гнучких дисків, інтерфейсних портів, клавіатури, СМOS RТС можуть входити власне в чипсет, а можуть бути реалізовані і на окремих мікросхемах.

CMOS RTC - годиник календар

Від них залежать такі параметри системної плати:

^ типи підтримуваних дисководів (2,88 Мбайт підтримують тепер майже всі контролери, так що черга за розповсюдженням відповідних дисководів та дискет);

^ режими паралельного порту (стандартний, дво-направлений, ЕСР — Ехtended СараЬіlity Соmmunication Рогt, розширений LРТ-порт для підключення принтерів та сканерів з можливістю застосування RLЕ-компресії, DMА та FІFО-буферів, ЕРР — Еnhanced Рагаllеl Рогt, розширений LРТ-порт для підключення зовнішньої пам'яті та комунікаційних адаптерів з апаратною генерацією керуючих сигналів інтерфейса);

^ режими послідовних портів.

Словник

DMA- прямий доступ до памяті

CMOS - компліментарна МОП -технологія

EDO RAM - динамічна память з фіксацією даних у вихідному регістрі.

FIFO- дисципліна обслуговівання на основі послідовної черги ("першим прийшов - першим обслужили")

FPM DRAM - динамічна память зі швидким послідовним доступом у межах сторінок.

MMX - розширена систем CPU для мультимедійних додатків.

CISC - комп'ютер з повним набором команд

RISC - комп'ютер з скороченим набором команд