intTypePromotion=1

Bài giảng Hệ thống máy tính: Chương 5 - Nguyễn Kim Khánh

Chia sẻ: Binhnt6 Binhnt6 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

0
88
lượt xem
12
download

Bài giảng Hệ thống máy tính: Chương 5 - Nguyễn Kim Khánh

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hệ thống máy tính: Chương 5 - Nguyễn Kim Khánh giới thiệu đến các bạn các kiến thức về phân loại kiến trúc máy tính, máy tính Vector và bộ xử lý mảng, một số kiến trúc MIMD thông dụng, bộ xử lý đa lõi. Để nắm vững hơn nội dung kiến thức bài giảng mời các bạn cùng tham khảo tài liệu.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ thống máy tính: Chương 5 - Nguyễn Kim Khánh

Bài giảng Hệ thống máy tính<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> Hệ thống máy tính<br /> <br /> Nội dung học phần<br /> Chương 1. Giới thiệu chung<br /> Chương 2. Kiến trúc bộ nhớ<br /> Chương 3. Kiến trúc vào-ra<br /> Chương 4. Kiến trúc bộ xử lý<br /> Chương 5. Kiến trúc máy tính tiên tiến<br /> <br /> Chương 5<br /> KIẾN TRÚC MÁY TÍNH TIÊN TIẾN<br /> <br /> Nguyễn Kim Khánh<br /> Trường Đại học Bách khoa Hà Nội<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> 1<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> 2<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> Nội dung<br /> <br /> 5.1. Phân loại kiến trúc máy tính<br /> Phân loại của Michael Flynn (1966)<br /> <br /> 5.1. Phân loại kiến trúc máy tính<br /> 5.2. Máy tính vector và bộ xử lý mảng<br /> 5.3. Một số kiến trúc MIMD thông dụng<br /> 5.4. Bộ xử lý đa lõi<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> Bài giảng Kiến trúc Máy tính<br /> <br /> Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN<br /> <br /> SISD - Single Instruction Stream, Single Data Stream<br /> SIMD - Single Instruction Stream, Multiple Data Stream<br /> MISD - Multiple Instruction Stream, Single Data Stream<br /> MIMD - Multiple Instruction Stream, Multiple Data Stream<br /> <br /> 3<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> Bài giảng Kiến trúc Máy tính<br /> <br /> 4<br /> <br /> 1<br /> <br /> Bài giảng Hệ thống máy tính<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> SIMD<br /> <br /> SISD<br /> <br /> CU: Control Unit<br /> PU: Processing Unit<br /> MU: Memory Unit<br /> Một bộ xử lý<br /> Đơn dòng lệnh<br /> Dữ liệu được lưu trữ trong một bộ nhớ<br /> Chính là Kiến trúc von Neumann<br /> 8 September 2009<br /> <br /> 5<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> 6<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> SIMD (tiếp)<br /> <br /> MISD<br /> <br /> Đơn dòng lệnh điều khiển đồng thời các<br /> phần tử xử lý PE (processing elements)<br /> Mỗi phần tử xử lý có một bộ nhớ dữ liệu<br /> riêng LM (local memory)<br /> Mỗi lệnh được thực hiện trên một tập<br /> các dữ liệu khác nhau<br /> Các mô hình SIMD<br /> <br /> Một luồng dữ liệu cùng được truyền đến<br /> một tập các bộ xử lý<br /> Mỗi bộ xử lý thực hiện một dãy lệnh<br /> khác nhau.<br /> Chưa tồn tại máy tính thực tế<br /> Có thể có trong tương lai<br /> <br /> Vector Computer<br /> Array processor<br /> 8 September 2009<br /> <br /> Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN<br /> <br /> 7<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> 8<br /> <br /> 2<br /> <br /> Bài giảng Hệ thống máy tính<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> MIMD<br /> <br /> MIMD - Shared Memory<br /> <br /> Tập các bộ xử lý<br /> Các bộ xử lý đồng thời thực hiện các<br /> dãy lệnh khác nhau trên các dữ liệu<br /> khác nhau<br /> Các mô hình MIMD<br /> Multiprocessors (Shared Memory)<br /> Multicomputers (Distributed Memory)<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> 9<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> 10<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> MIMD - Distributed Memory<br /> <br /> 5.2. Máy tính vector và bộ xử lý mảng<br /> <br /> Thuộc loại SIMD<br /> Data parallelism in time = vector processing<br /> Data parallelism in space = array processing<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN<br /> <br /> 11<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> 12<br /> <br /> 3<br /> <br /> Bài giảng Hệ thống máy tính<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> Thực hiện bộ xử lý vector<br /> <br /> Phép toán trên vector<br /> <br /> for i = 0 to 63 do<br /> P[i] := W[i] × D[i]<br /> endfor<br /> <br /> From scalar registers<br /> <br /> Bộ xử lý vector:<br /> load W<br /> load D<br /> P := W × D<br /> store P<br /> <br /> for i = 0 to 63 do<br /> X[i+1] := X[i] + Z[i]<br /> Y[i+1] := X[i+1]+ Y[i]<br /> endfor<br /> <br /> Function unit 1 pipeline<br /> <br /> Load<br /> unit A<br /> <br /> To and from memory unit<br /> <br /> Bộ xử lý tuần tự:<br /> <br /> Không xử lý song<br /> song được<br /> <br /> Load<br /> unit B<br /> <br /> Function unit 2 pipeline<br /> <br /> Vector<br /> register<br /> file<br /> <br /> Function unit 3 pipeline<br /> <br /> Store<br /> unit<br /> <br /> Forwarding muxes<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> 13<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> 14<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> Ví dụ bộ xử lý mảng<br /> Control<br /> <br /> Processor array<br /> <br /> Control<br /> broadcast<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN<br /> <br /> 5.3. Một số kiến trúc MIMD thông dụng<br /> 1.SMP (Symmetric Multiprocessors)<br /> <br /> Switches<br /> <br /> Parallel<br /> I/O<br /> <br /> 15<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> 16<br /> <br /> 4<br /> <br /> Bài giảng Hệ thống máy tính<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> SMP (tiếp)<br /> <br /> Ưu điểm của SMP<br /> <br /> Một máy tính có n >= 2 bộ xử lý giống nhau<br /> Các bộ xử lý dùng chung bộ nhớ và hệ thống<br /> vào-ra<br /> Thời gian truy cập bộ nhớ là bằng nhau với<br /> các bộ xử lý<br /> Tất cả các bộ xử lý chia sẻ truy nhập vào-ra<br /> Các bộ xử lý có thể thực hiện chức năng<br /> giống nhau<br /> Hệ thống được điều khiển bởi một hệ điều<br /> hành phân tán<br /> <br /> Hiệu năng<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> Các công việc có thể thực hiện song song<br /> <br /> Tính sẵn dùng<br /> Các bộ xử lý có thể thực hiện các chức<br /> năng giống nhau, vì vậy lỗi của một bộ xử<br /> lý sẽ không làm dừng hệ thống<br /> <br /> Khả năng mở rộng<br /> Người sử dụng có thể tăng hiệu năng bằng<br /> cách thêm bộ xử lý<br /> 17<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> 18<br /> <br /> NKK-HUT<br /> <br /> 2. Cluster<br /> <br /> Cluster (tiếp)<br /> <br /> Nhiều máy tính được kết nối với nhau<br /> bằng mạng liên kết tốc độ cao (~ Gbps)<br /> Mỗi máy tính có thể làm việc độc lập<br /> Mỗi máy tính được gọi là một node<br /> Các máy tính có thể được quản lý làm<br /> việc song song theo nhóm (cluster)<br /> Toàn bộ hệ thống có thể coi như là một<br /> máy tính song song<br /> 8 September 2009<br /> <br /> Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN<br /> <br /> Dễ dàng xây dựng và mở rộng<br /> Tính sẵn sàng cao<br /> Khả năng chịu lỗi<br /> Giá thành rẻ với hiệu năng cao<br /> <br /> 19<br /> <br /> 8 September 2009<br /> <br /> 20<br /> <br /> 5<br /> <br />
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2