Стили и методы программирования


Нетрадиционные архитектуры - часть 3


И, наконец, можно попытаться использовать несколько процессоров для одного и того же процесса над общей памятью. В этом случае нужны изощренные алгоритмы кэширования и распределения программ между процессорами, а производительность растет всего лишь пропорционально корню квадратному от числа процессоров (и то в лучшем случае!) Получается, как зачастую бывает в современной информатике, круто, но весьма нерационально.

Прямое развитие данной идеи наталкивается также на массу тонких вопросов синхронизации. Простейший и наиболее очевидный из конфликтов синхронизации - попытка одновременной записи результатов нескольких команд в одну ячейку памяти, поэтому присваивания становятся тормозом на пути программирования.

Рассмотрим теперь те архитектуры, где до известной степени ликвидируется централизованное управление и появляется возможность глубокого распараллеливания вычислений.

Здесь стоит обратить внимание на два взаимосвязанных момента. Во-первых, часто нет нужды в хранении промежуточных результатов счета и, как следствие, потребность в пассивной памяти существенно снижается. Во-вторых, ликвидируется примитивное устройство управления, а его роль принимают на себя элементы оборудования, отвечающие за выяснение готовности команд к выполнению. Это - одна из схем, которая подчиняет управление потокам данных (data flow). Такие схемы противопоставляются управляющим потокам (control flow) традиционных вычислений.

Рассмотрим гипотетическую схему машины, управляемой потоком данных. Каждая команда имеет ссылку на те команды, от которых она зависит (предпосылки команды). Если выполнены все предпосылки, команда имеет право выполниться. Например, рассмотрим следующую схему.

Поток данных

Рис. 2.4.  Поток данных

На схеме вершины означают команды. Каждая команда зависит не более чем от двух, но зависеть от нее может сколько угодно других.

Представленная идея неоднократно воплощалась в оборудовании (так называемые машины потоков данных). Но каждый раз узким местом для подобных машин оказывалось несоответствие стиля программ, требуемого для них, тем стилям, к которым привыкли программисты.


Начало  Назад  Вперед