Mehrere Anweisungen, einzelne Daten

Im Bereich des Computers steht MISD für mehrere Anweisungen, einzelne Daten. MISD ist eine der vier parallelen Computerarchitekturen, die unter Flynns Taxonomie fallen. Die anderen drei sind SISD (einzelne Anweisungen, einzelne Daten), SIMD (einzelne Anweisungen, mehrere Daten) und MIMD (mehrere Anweisungen, mehrere Daten). MISD ist eine Art paralleler Computerarchitektur, bei der mehrere Verarbeitungseinheiten nur einen einzelnen Datenstrom verarbeiten. Jede Verarbeitungseinheit arbeitet jedoch unabhängig von verschiedenen Sätzen von Befehlsströmen, die zu diesem einen Datenstrom gehören.

1966 m m.J. Flynn klassifizierte die Formen paralleler Computerarchitektur in vier Gruppen, die auf der Anzahl der Anweisungen und Datenelemente und der Parallelität in Verarbeitungssequenzen (oder Streams), Daten und Anweisungen basieren. Der Kern der Systeme, die paralleles Computing implementieren, sind: die Steuereinheit; das Verarbeitungselement oder der Prozessor; und die Erinnerung. Abhängig von der Art der Architektur kann ein System einen einzelnen oder mehrere Prozessoren und einen gemeinsam genutzten oder verteilten Speicher verwenden.

Im parallelen Computer wird ein Job in Teile unterteilt, und die Teile werden in eine Reihe von Anweisungen unterteilt. Die Anweisungen aus jedem Teil werden gleichzeitig auf verschiedenen CPUs ausgeführt und die Teile werden gleichzeitig ausgeführt.[1]

Wie Fehld funktioniert

In MISD gibt es mehrere Verarbeitungselemente, die über eine eigene Steuereinheit und einen lokalen Speicher verfügen, mit dem jeder Prozessor Anweisungen unabhängig bearbeiten kann. Um den Problemlösungsprozess zu beschleunigen, ist das Problem in Unterprobleme unterteilt und jedes Unterproblem verfügt über eigene Programme oder Anweisungsströme. Verschiedene Befehlsströme werden an die Steuereinheit jedes Prozessors versetzt, und die Steuereinheiten senden die Anweisungsströme an die Prozessoren. Jeder Prozessor arbeitet daher unabhängig von den Daten und verarbeitet die Befehlsströme asynchron. In den meisten Fällen wird die Ausgabe eines Prozessors zu einer Eingabe des nächsten Prozessors, was bedeutet, dass die Prozessoren verschiedene Programme ausführen oder verschiedene Unterprobleme des Hauptproblems lösen.

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Wie sich Fehld von anderen Klassen unterscheidet

Jedes Computersystem, das unter Flynns Klassifizierung fällt. Hier ist ein Überblick über die anderen drei Computersystemklassen in der Taxonomie von Flynn. Basierend auf ihren Beschreibungen werden Sie sehen, wie sich jeder von MISD unterscheidet.

SISD (Einzelanweisung, Einzeldaten)

Wie der Name schon sagt, gibt es nur einen Befehl und einen Datenstrom für SSID -Computersysteme. Dies ist ein UniProzessor -Computer, der auch als sequentieller Computer bezeichnet wird. Der primäre Speicher speichert die Daten und Anweisungen, während die Steuereinheit die Anweisungen dekodiert und dann die Anweisungen an den Prozessor sendet. Diese Art von Architektur findet sich hauptsächlich in herkömmlichen Computern, Minicomputern und Workstations.

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SIMD (Einzelanweisung, mehrere Daten)

Im Gegensatz zu SISD hat dieses Computersystem mehrere Prozessoren. Die Prozessoren führen einen einzelnen Befehl in verschiedenen Datenströmen aus. Es gibt einen Speicher und eine Steuereinheit, die die Daten aus dem Speicher abruft und die gleichen Anweisungen an alle Verarbeitungselemente sendet. Obwohl die Prozessoren dieselben Anweisungen von der Steuereinheit erhalten, arbeiten sie mit verschiedenen Datenelementen. Diese Art von Architektur wird normalerweise auf Computern oder Anwendungen implementiert, die in wissenschaftlichem Computer verwendet werden, wie z.

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MIMD (Mehrfachbefehl, mehrere Daten)

In diesem parallelen Computermodell haben mehrere Prozessoren, die über eine eigene Steuereinheit verfügen, aber möglicherweise nicht unbedingt ein eigenes Speichermodul haben. Jeder Prozessor führt einen separaten Satz von Anweisungen und Datenströmen aus. Es gibt zwei Kategorien in MIMD basierend auf dem verwendeten Speichertyp-Shared-Memory-MIMD und verteiltem Memory MIMD.

Memd Shared -Memory - Die Prozessoren sind mit einem einzelnen Speicher verbunden. Die Kommunikation zwischen Prozessoren erfolgt über den globalen Speicher, daher haben alle Prozessoren Zugriff darauf. Alle Transaktionen und Änderungen der im globalen Speicher gespeicherten Daten sind für alle Prozessoren sichtbar.

Verteiltem Memory MIMD - Jeder Prozessor hat seinen eigenen Speicher, der die Daten speichert. Die auf dem lokalen Speicher des Prozessors gespeicherten Daten sind für alle Prozessoren nicht sichtbar. Da der Speicher nicht gemeinsam genutzt wird, durchläuft die Kommunikation zwischen den Prozessoren den IPC -Kanal (Inter Process Communication).

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Wo wird falsch verwendet??

Während die anderen Klassen in generischen Computersystemen verwendet werden, ist MISD theoretischer und in vielen Anwendungen nicht praktisch verwendet. Es wurde in systolischen Arrays implementiert, ein ideales System für Anwendungen wie künstliche Intelligenz, Bildverarbeitung, Mustererkennung und andere Aufgaben, die die Verarbeitung von Tierhirn imitieren. In systolischen Arrays liest der Prozessor die Daten eines anderen Prozessors, führt eine Operation durch und sendet eine Ausgabe aus, die von einem anderen Prozessor verwendet wird. Die allgemeine Struktur von systolischen Arrays spiegelt die der MISD -Architektur wider. Es gibt jedoch ein Argument, ob MISD tatsächlich die Architektur hinter systolischen Arrays ist, da die Eingabedaten normalerweise ein Vektor sind und kein einzelner Datenwert. Andere würden jedoch argumentieren, dass ein Eingabeberktor als einzelner Datensatz angesehen wird, der systolische Arrays als Misd -Maschinen qualifiziert. Wie auch immer der Fall ist, systolische Arrays bleiben als klassisches Beispiel für MISD -Architektur.

MISD ist auch als Architektur hinter Space Shuttle -Flugsteuerungssystemen bekannt.

Im Allgemeinen wird misd -Architektur selten verwendet und nur wenige Maschinen werden mit dieser Architektur gebaut. Die meisten dieser Systeme sind nicht im Handel erhältlich.

Abschluss

MISD ist eine der vier von M klassifizierten Parallel -Computerarchitekturen.J. Flynn, bei dem mehrere Verarbeitungselemente verschiedene Sätze von Befehlsströmen aus einem einzigen Datenstrom verarbeiten. Jeder Prozessor verfügt. Unter den vier Klassen ist MISD die am wenigsten verwendete Architekturart mit nur zwei herausragenden Beispielen für Anwendungen, in denen sie verwendet werden - systolische Arrays und Space Shuttle -Flugsteuerungssysteme. Sogar bis heute verwenden viele Anwendungen MISD, aber es ist besonders nützlich für hochspezialisierte Anwendungen.

Quellen:

[1] Geeks für Geeks. Computerarchitektur | Flynns Taxonomie. 6. Januar 2020. https: // www.Geeksforgeeks.org/computer-architekturflynns-taxonomie/. Zugriff 22. März 2022