2 / 17
architectural MISD features. However, modification of each sequential algorithm to a
required parallel representation is a time-consuming process. So, the development of
formal approaches for the automated algorithm transformation is urgent. In the paper
the way of MISD algorithm representation as a graph model is proposed. Also, the
task of graph decomposition of a sequential program into arithmetic-logic processing
graphs and data structure processing graphs has been solved. The representation of
the algorithm graph in the R programming language is given.
Keywords
:
multiple instruction stream single data stream computer system (MISD-
system), structure handling processor, algorithm graph, graph decomposition.
Введение.
Американский ученый М. Флинн в 1966 г. предложил
классификацию архитектур ЭВМ по признакам наличия параллелиз-
ма в потоках команд и данных: с одним потоком команд и одним
потоком данных (ОКОД); с одним потоком команд и многими потока-
ми данных (ОКМД); со многими потоками команд и одним потоком
данных (МКОД); со многими потоками команд и многими потока-
ми данных (МКМД). Для трех классов (ОКОД, ОКМД, МКМД) со-
здано немало действующих образцов ЭВМ и систем. Долгое время
класс ЭВМ МКОД не был представлен ни одной ЭВМ [1]. Только
в 2008 г. была запатентована первая в своем роде архитектура ЭВМ
класса МКОД [2]. В настоящее время ЭВМ МКОД разрабатывается в
МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Принципы обработки одного потока данных различными потока-
ми команд в предложенной архитектуре ЭВМ МКОД реализовыва-
лись за счет наличия двух процессоров [3]: центрального процессора
(ЦП), выполняющего арифметико-логические операции, и процессора
обработки структур (СП), выполняющего операции над структурами
данных. Вследствие дихотомической природы данных удалось реали-
зовать параллельную обработку структурной и информационной со-
ставляющих данных на соответствующих процессорах. Архитектура
предложенной системы представлена на рис. 1.
Ввиду аппаратной поддержки операций над структурами стало воз-
можным описать обработку структурированных данных с помощью
основных операций теории множеств. На аппаратном уровне СП под-
держиваются следующие команды:
AND
(пересечение множеств);
OR
(объединение множеств);
SEARCH
(доступ к элементу множества);
INSERT
(добавление элемента множества);
DELETE
(удаление эле-
мента множества);
DELSTR
(удаление структуры);
MAX
(поиск макси-
мального элемента множества);
MIN
(поиск минимального элемента
множества);
POWER
(определение числа элементов множества); ко-
манды получения срезов множества (меньше
LS
, меньше или равно
LSEQ
, больше
GR
, больше или равно
GREQ
);
NOT
(разность мно-
жеств);
NEXT
(переход к следующему элементу множества);
JT
(опе-
рация перехода по тегу).
Основная проблема архитектуры МКОД — необходимость адапта-
ции существующих последовательных и параллельных алгоритмов с
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2016. № 1 113