Flynn分類法是指美國學者Michael J. Flynn於1966年提出的一種計算機指令的分類方法,它主要依據指令流中並行度的不同,將指令分為四種類型。在計算機體系結構的領域中,Flynn分類法經常被用來描述計算機系統中的並行性。
一、Flynn分類法的案例
在日常生活中,我們常常使用計算器來進行計算。在計算器上,我們可以將進行的計算分為兩種類型:單步計算和連續計算。對於單步計算,我們需要手動的輸入每一個數字,進行運算後再輸入下一個數字;而對於連續計算,則不需要手動輸入每一個數字,只需要按下“=”按鈕,就可以一次性的計算出多個數字的結果。那麼,這兩種計算方式在Flynn分類法中屬於哪種類型呢?
單步計算與連續計算均屬於SISD(單指令流單數據流)類型。這是因為,在這兩種計算中僅有一個指令流和一個數據流,因此無法進行並行計算。
二、Flynn分類法與馮氏分類法
Flynn分類法與馮氏分類法都是用來分類計算機指令的方法,那麼它們有何不同呢?
馮氏分類法是由計算機科學家John von Neumann於1945年提出的,它主要將計算機指令分為三種類型:數據傳輸、算術邏輯和控制。馮氏分類法主要依據指令類型的不同進行分類,而並未考慮指令流中的並行性。
相比之下,Flynn分類法則側重於指令流中的並行性,它將指令流中的並行度與數據流的並行度相結合,將指令分為四種類型:
SISD:單指令流單數據流
SIMD:單指令流多數據流
MISD:多指令流單數據流
MIMD:多指令流多數據流
在飛行控制、天氣預報、醫學量化等諸多領域中,MIMD並行架構已成為研究的焦點。
三、Flynn分類法中被淘汰的是
在Flynn分類法的發展過程中,曾經提出過一種名為SIMD-1的分類,它是SIMD的變體形式,主要是通過微程序方式實現指令級的並行,然而這種分類法並沒有被廣泛使用,在Flynn分類法中已經被淘汰。
四、Flynn分類法與馮氏分類法的區別
為了更加清晰的了解Flynn分類法與馮氏分類法的區別,下面將對兩者進行的詳細對比分析:
1.分類標準不同
馮氏分類法主要按照指令類型的不同進行分類,而Flynn分類法主要按照指令流中的並行性進行分類。
2.適用範圍不同
馮氏分類法較為適用於序列計算的計算機體系結構,而Flynn分類法則較為適用於並行計算的計算機體系結構。
3.表述方式不同
馮氏分類法將指令分為數據傳輸、算術邏輯和控制三類,而Flynn分類法將指令分為四種類型:SISD、SIMD、MISD和MIMD。
五、示例代碼
#include <stdio.h> void main() { int a = 2, b = 3, c = 1; c = a + b; printf("c = %d\n", c); }
以上示例代碼是一個簡單的計算機指令,其中包含了兩個數字的加法運算。根據Flynn分類法的分類標準,這個指令屬於SISD類型,因為這個指令只包含一個指令流和一個數據流,無法進行並行計算。
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