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classificazione delle architetture distribuite hardware - Coggle Diagram
classificazione delle architetture distribuite hardware
legge di moore
il numero di transistori nei processori raddoppia ogni 18 mesi, e con esso la potenza dei processori.
Limiti imposti dalla fisica: processori con dimensioni sempre più ridotte introducono problemi di instabilità, surriscaldamento.
L’unica soluzione per avere più ‘potenza’ è quella di andare verso architetture di elaborazione di diverso tipo, sia dal punto di vista costruttivo (hardware) sia dal punto di vista logico (software).
Architetture Distribuite HW
flynn
Esistono diverse possibilità per classificare le architetture hardware a seconda dei fattori che si prendono come riferimento.
si basa sui due flussi di informazioni normalmente presenti nei calcolatori
flusso delle istruzioni
flusso dei dati
A seconda di come si “combinano” flusso di dati e di istruzioni abbiamo quattro possibili situazioni
4 architetture hw
sisd
dati singoli + istruzioni singole
flusso di istruzioni unico e flusso di dati unico
architettura in cui una singola unità di elaborazione esegue un singolo flusso di dati Corrisponde alla classica architettura di von Neumann utilizzata in quasi tutti i personal computer anche se è ormai obsoleta Nell'architettura SISD è possibile eseguire un'unica istruzione per volta su un unico dato
eseguendo le istruzioni una dopo l'altra come previsto dal paradigma imperati VO . Un importante limite della architettura SISD è la singola connessione tra il processore e la memoria , che implica un collo di bottiglia
Un elaboratore come la macchina di Von Neumann che ha un solo flusso dati e un solo flusso istruzioni
Nelle macchine a singola CPU il flusso di istruzioni è unico e quindi viene eseguito un solo programma alla volta
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simd
dati multipli + istruzioni singole
flusso di istruzioni unico e flusso di dati multiplo
architettura in cui più unità di elaborazione elaborano più flussi di dati in parallelo
Questa viene utilizzata da processori vettoriali o da processori che funzionano in parallelo
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vector processor
array processor
misd
dati singoli + istruzioni multiple
flusso istruzioni multiplo e a flusso dati unico
architettura parallela in cui più unità di elaborazione operano sullo stesso flusso di dati Nel modello di calcolo MISD esi stono più processori , ognuno con una propria memoria ( registri ) , la quale a sua volta avrà un proprio flusso di istruzioni . Queste istru zioni verranno eseguite sullo stesso flusso di dati .
elaboratori che eseguono più istruzioni sullo stesso flusso dati
Con questa tipologia di architettura a oggi non sono ancora state costruite macchine da commercializzare
mimd
dati multipli + istruzioni multiple
flusso istruzioni multiplo e flusso dati multiplo
multiprocessori
architetture a memoria condivisa (shared memory)
la comunicazione tra processi
avviene mediante variabili condivise
necessario implementare gli opportuni meccanismi di sincronizzazione per regolare gli accessi alla memoria in modo da coordinare i diversi processi per gestire la competizione alle risorse comuni.
architettura parallela in cui unità di elaborazione di stinte eseguono simultaneamente elaborazioni su flussi di dati diver si . Nel modello di calcolo MIMD ci sono più processori che operano in parallelo in modo asincrono . Ciascun processore esegue un programma ( o istruzione ) diverso su dati diversi .
Ogni processore risolve un sotto - problema . La comunicazione tra i vari pro cessori avviene sia mediante la memoria condivisa , sia per mezzo di una rete di interconnessione .
multicomputer
sono ad esempio le LAN di computer
La comunicazione tra processi avviene mediante scambio di messaggi
single data-single instruction-multiple instruction-multiple data
cluster computing
sistema distribuito costituito da un insieme di nodi ad alte prestazioni interconnessi tramite una rete locale ad alta velocità
devono essere omogenei, cioè i singoli nodi hanno lo stesso sistema operativo, hardware molto simile, e sono connessi attraverso la stessa rete