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TAXONOMÍA DE FLYNN

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TAXONOMÍA DE FLYNN. SISD ( Single Instruction, Single Data ) Es una computadora con un flujo de instrucciones y uno de datos único. Se refiere a las computadoras convencionales de Von Neuman. Todas las computadoras tradicionales de un procesador caen dentro de esta categoría. Ejemplo: PC’s.

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SISD (Single Instruction, Single Data)

  • Es una computadora con un flujo de instrucciones y uno de datos único.
  • Se refiere a las computadoras convencionales de Von Neuman. Todas las computadoras tradicionales de un procesador caen dentro de esta categoría. Ejemplo: PC’s.
  • SIMD (Single Instruction, Multiple Data)
  • Computadoras con un flujo de instrucciones único y varios flujos de datos múltiple (computadores matriciales).
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SIMD...

  • Este tipo se refiere a ordenar procesadores con unidad de instrucción que busca una instrucción y después instruye a varias unidades de datos para que la lleven a cabo en paralelo.
  • Cada una con sus propios datos.
  • Es un arreglo de procesadores. Cada procesador sigue el mismo conjunto de instrucciones.
  • Diferentes elementos de información son asignados a cada procesador.
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SIMD...

  • Utilizan memoria distribuida.
  • Típicamente tienen miles procesadores simples.
  • Son utilizadas en redes neuronales.
  • MISD (Multiple Instruction, Single Data)
  • Computadoras con un flujo de varias instrucciones y un flujo de datos (clase no implementada).
  • Ninguna de las computadoras conocidas se ajusta a este modelo.
  • No son usadas, y no son significativas.
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MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data)

  • Que significa un grupo de computadoras independientes, cada una con su propio contador del programa y datos.
  • Todos los sistemas distribuidos son MIMD.
  • Múltiples computadoras y multiprocesadores.
  • Las piezas de código son distribuidas entre los procesadores.
  • Los procesadores pueden ejecutar la misma o instrucción o diferentes instrucciones.
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MIMD...

  • Se puede decir que MIMD es un super conjunto de SIMD.
  • Diferentes elementos de información se asignan a diferentes procesadores.
  • Pueden tener memoria distribuida o compartida.
  • Cada procesador MIMD corre casi independientemente de los otros.
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MIMD...

  • Las computadoras MIMD pueden ser utilizadas en aplicaciones con información en paralelo, o con tareas en paralelo.
  • Ejemplos:
          • SGI/Cray Power Challenge Array
          • SGI/Cray Origin-2000
          • HP/Convex SPP-2000.
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Un avance sobre la clasificación de Flynn incluye la división de las computadoras MIMD en dos grupos:

    • Multiprocesadores: poseen memoria compartida.
    • Los distintos procesadores comparten el mismo espacio de direcciones virtuales.
    • Multicomputadoras: no poseen memoria compartida.
    • Ejemplo: grupo de PCs conectadas mediante una red.
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Cada una de las categorías indicadas se puede clasificar según la arquitectura de la red de interconexión en:

  • Esquema de bus:
    • Existe una sola red, bus, cable u otro medio que conecta todas las máquinas.
    • Ejemplo: la televisión por cable.
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Esquema con conmutador:

  • No existe una sola columna vertebral de conexión:
      • Hay múltiples conexiones y varios patrones de conexión.
      • Los mensajes se mueven a través de los medios de conexión.
      • Se decide explícitamente la conmutación en cada etapa para dirigir el mensaje a lo largo de uno de los cables de salida.
      • Ejemplo: el sistema mundial telefónico público.
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Otro aspecto de la clasificación considera el Acoplamiento entre los Equipos.

  • Sistemas Fuertemente Acoplados.
    • El retraso al enviar un mensaje de una computadora a otra es corto y la tasa de transmisión es alta.
    • Generalmente se les utiliza como sistemas paralelos.
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Sistemas Débilmente Acoplados.

    • El retraso de los mensajes entre las máquinas es grande y la tasa de transmisión es baja.
    • Generalmente se les utiliza como sistemas distribuidos.
  • Generalmente, los multiprocesadores están más fuertemente acoplados que las multicomputadoras.
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FACTORES QUE IMPULSAN LA RENOVACIÓN EN ARQUITECTURA

  • Necesidad de Potencia de Cálculo: crecimiento exponencial.
  • Procesos complejos en Tiempo Real (Control de Centrales, de Viajes Espaciales, Control de Tráfico, etc).
  • Simulación (de Moléculas, de Poblaciones, Predicción Meteorológica, Modelos Mecánicos, etc).
  • Problemas hasta ahora no investigados (salvo por procesos heurísticos), pero pero posibles de resolver.
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Limitación de las posibilidades de la Arquitectura clásica.

  • Presencia de múltiples cuellos de botella:
    • Memoria
    • Unidades Funcionales
  • Limitaciones Físicas:
    • Lento avance en las tecnologías de Memoria.
    • Dificultad para aumentar la densidad de integración.
    • Crecimiento incontrolado de la disipación de calor al aumentar la frecuencia.
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RECURSO: EXPLOTAR EL PARALELISMO.

  • Seguir investigando en mejoras tecnológicas:
    • Mayores Densidades de Integración, Técnicas de Disipación de Calor.
    • Transistores Moleculares.
    • Computación Cuántica.
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PERO: simultáneamente, buscar formas más eficientes de utilizar los recursos de una computadora.

  • Si las cosas no se pueden hacer más deprisa, hacer
    • más cosas a la vez => Paralelismo.
  • Conjunto de tareas independientes entre sí(y que son susceptibles de ser llevadas a cabo de forma simultánea).
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Sistemas Operativos Distribuidos. Andrew S. Tanenbaum. Prentice Hall.

  • http://atc2.aut.uah.es/~nacho/AII/tema1.v3.2.pdf
  • http://andre.martinez.net/tareas/Ago-Dic2000/flynn.htm
  • http://exa.unne.edu.ar/depar/areas/informatica/SistemasOperativos/SO7.htm