Классификация архитектуры SISD

7. Классификация архитектуры SISD.

SISD (Single Instruction Single Data — один поток команд, один поток дан­ных). Основная масса современных ЭВМ функционирует в соответствии с принципом фон Неймана и имеет архитектуру класса SISD.

Компьютеры с CISC (Complex Instruction Set Computer) архитектурой имеют комплексную (полную) систему команд, под управлением которой выполняются всевозможные операции типа «память-память», «память-регистр», «регистр — память», «регистр — регистр».

Рис. 3.1. Классификация архитектуры SISD

Обратите внимание на лекцию "Лекция 11".

Еще одной разновидностью однопотоковой архитектуры является суперскалярная обработка.

Смысл этого термина заключается в том, что в аппаратуру процессора закладываются средства, позволяющие одновременно выполнять две или бо­лее скалярные операции, т.е. команды обработки пары чисел. Суперскаляр­ная архитектура базируется на многофункциональном параллелизме и по­зволяет увеличить производительность компьютера пропорционально числу одновременно выполняемых операций. Способы реализации суперскалярной обработки могут быть разными.

Первый способ применяется как в CISC, так и в RISC - процессорах и заключается в чисто аппаратном механизме выбор­ки из буфера инструкций (или кэша инструкций) несвязанных команд и па­раллельном запуске их на исполнение.

Второй способ реализации суперскалярной обработки заключается в кардинальной перестройке всего процесса трансляции и исполнения про­грамм. Уже на этапе подготовки программы компилятор группирует несвя­занные операции в пакеты, содержимое которых строго соответствует струк­туре процессора.

Например, если процессор содержит функционально независимые уст­ройства (сложения, умножения, сдвига и деления), то максимум, что компи­лятор может «уложить» в один пакет - это четыре разнотипные операции:

(сложение, умножение, сдвиг и деление). Сформированные пакеты операций преобразуются компилятором в командные слова, которые по сравнению с обычными инструкциями выглядят очень большими. Отсюда и название этих суперкоманд и соответствующей им архитектуры - VLIW (Very Large Instruction Word - очень широкое командное слово).