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武汉达内IT培训并行计算机技术实践常用方法分享

发布：武汉IT培训
来源：互联网
时间：2022-08-24 10:06

随着互联网的不断发展，越来越多的人都在学习计算机编程开发的相关技术知识等内容，而本文我们就通过案例分析来讲简单了解一下，并行计算机技术实践常用方法分享。

武汉达内IT培训并行计算机技术实践常用方法分享

1、SISD

单处理器单数据就是“单CPU的机器”，它在单一的数据流上执行指令。在SISD中，指令被顺序地执行。

对于每一个“CPU时钟”，CPU按照下面的顺序执行：

Fetch:CPU从一片内存区域中(寄存器)获得数据和指令

Decode:CPU对指令进行解码

Execute:该执行在数据上执行，将结果保存在另一个寄存器中

这种架构(冯·诺依曼体系)的主要元素有以下：

中心内存单元：存储指令和数据

CPU：用于从内存单元获得指令/数据，对指令解码并顺序执行它们

I/O系统：程序的输入和输出流

传统的单处理器计算机都是的SISD系统。

2、MISD

这种模型中，有n个处理器，每一个都有自己的控制单元，共享同一个内存单元。在每一个CPU时钟中，从内存获得的数据会被所有的处理器同时处理，每一个处理器按照自己的控制单元发送的指令处理。在这种情况下，并行实际上是指令层面的并行，多个指令在相同的数据上操作。能够合理利用这种架构的问题模型比较特殊，例如数据加密等。因此，MISD在现实中并没有很多用武之地，更多的是作为一个抽象模型的存在。

3、SIMD

SIMD计算机包括多个独立的处理器，每一个都有自己的局部内存，可以用来存储数据。所有的处理器都在单一指令流下工作;具体说，就是有n个数据流，每个处理器处理一个。所有的处理器同时处理每一步，在不同的数据上执行相同的指令。

很多问题都可以用SIMD计算机的架构来解决。这种架构另一个有趣的特性是，这种架构的算法非常好设计，分析和实现。限制是，只有可以被分解成很多个小问题的问题才可以用这种架构解决。很多超级计算机就是使用这架构设计出来的。

4、MIMD

在费林分类中，这种计算机是广泛使用、也是强大的一个种类。这种架构有n个处理器，n个指令流，n个数据流。每一个处理器都有自己的控制单元和局部内存，让MIMD架构比SIMD架构的计算能力更强。每一个处理器都在独立的控制单元分配的指令流下工作;因此，处理器可以在不同的数据上运行不同的程序，这样可以解决完全不同的子问题甚至是单一的大问题。

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