4.5.5. КОНЦЕПЦИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С УПРАВЛЕНИЕМ ПОТОКОМ ДАННЫХ

В системах с управлением потоками данных предполагается наличие большого числа специализированных операционных блоков для определения видов операций (сложения, умножения и т.п., отдельных для разных типов данных). Данные снабжаются указателями типа данных (тегами), на основании которых по мере готовности данных к обработке они загружаются в соответству­ющие свободные операционные блоки. При достаточном коли­честве операционных блоков может быть достигнут высокий уро­вень распараллеливания вычислительного процесса.

Во всех рассмотренных ранее машинах и вычислительных си­стемах порядок выполнения операций над данными при решении задачи строго детерминирован, он однозначно определяется пос­ледовательностью команд программы.

Принципиальное отличие потоковых машин состоит в том, что команды выполняются здесь не в порядке их следования в тексте программы, а по мере готовности их операндов. Как толь­ко будут вычислены операнды команды, она может захватывать свободное операционное устройство и выполнять предписанную ей операцию. В этом случае последовательность, в которой вы­полняются команды, уже не является детерминированной.

Потоковая программа размещается в массиве ячеек команд (рис. 4.16).

Команда наряду с кодом операции содержит поля, куда зано­сятся готовые операнды, и поле, содержащее адреса команд, в которые должен быть направлен в качестве операнда результат

Рис. 4.16. Схема работы процессора с управлением потоком данных

операции. Кроме того, каждой команде поставлен в соответствие двухразрядный тег (располагаемый в управляющем устройстве), разряды которого устанавливаются в 1 при занесении в тело ко­манды соответствующих операндов. В состоянии тега (оба операнда готовы) инициируется запрос к операционному ком­мутатору (ОК) на передачу готовой команды в соответствующее коду операции операционное устройство (ОУ).

Результат выполнения команды над ее непосредственно адре­суемыми операндами направляется через командный коммутатор (КК) согласно указанным в команде адресам в ячейки команд и помещается в поля операндов. Далее указанная процедура цик­лически повторяется, причем управление этим процессом полно­стью децентрализовано и не нуждается в счетчике команд.