第一章 计算机系统结构的基本概念


  在1977年根据并行度和流水线提出了另一个分类法。这种分类方法把计算机的硬件结构分成三个层次,并分别考虑它们的可并行-流水处理程度。这三个层次是:
  (1)程序控制部件(PCU)的个数K;
  (2)算术逻辑部件(ALU)或处理部件(PE)的个数d;
  (3)每个算术逻辑部件包含基本逻辑线路(ELC)的套数w。
  这样我们可以把一个计算机系统的结构用如下公式表示:t(系统型号)=(k,d,w)为了进一步揭示流水线的特殊性,一个计算机系统的结构可用如下公式表示:t(系统型号)=(k×k′,d×d′,w×w′)式中:k′表示宏流水线中程序控制部件的个数。d′表示指令流水线中算术逻辑部件的个数。w′表示操作流水线中基本逻辑线路的套数。
  例如Cray1有1个CPU,12个相当于ALU或PE的处理部件,可以最多实现8级流水线。字长为64位,可以实现1-14位流水线处理。所以Cray1的系统结构可表示为:
  t(Cray1)=(1,12×8,64(1-14))
  下面是用这种分类法的例子:
  t(PDP11)=(1,1,16)
  t(ILLIACⅣ)=(1,64,64)
  t(STARAN)=(1,8192,1)
  t(Cmmp)=(16,1,16)
  t(PEPE)=(1×3,288,32)
  t(TIASC)=(1,4,64×8)