Машины, управляемые потоком данных

Наибольший эффект рассмотренных выше конвейерно-векторных систем типа SIMD достигается при использовании фиксированных алгоритмов с оптимальной для решаемой задачи структурой конвейера. В компьютерных системах универсального назначения невозможно реализовать оптимальные условия для каждой задачи. Кроме того, выполнение каждой команды требует временных затрат на коммутацию позиций конвейера. Указанные обстоятельства стимулировали разработку компьютерных систем с управляемым потоком данных, или потоковых систем [5, 9].

Многие компьютерные системы поддерживают строго детерминированный порядок выполнения команд, который однозначно определяется последовательностью их расположения в программе. В потоковых машинах этот принцип нарушается, поскольку для выполнения команды достаточно двух условий:

• • наличия данных, над которыми выполняется предписанная операция;
• • наличия свободного операционного устройства (узла, блока), предназначенного для ее реализации.

В системах с потоковой архитектурой (Dataflow Architecture) отсутствует понятие программы как последовательности команд и состояния процесса. Каждая команда передается на исполнение, как только создаются условия для ее реализации. При наличии необходимых аппаратных средств одновременно может обрабатываться большое число готовых к исполнению команд. В потоковой модели параллелизм не задается явно, он создается аппаратными средствами обработки на этапе исполнения.