08-数据流计算机和归约机

数据流计算机

数据驱动的概念

Von Neumann型计算机的基本特点是在程序计数器集中控制下，顺次地执行指令，因此他是控制流方式（Control Flow）工作的。

控制驱动的控制流方式的特点：

• 通过访问共享存储单元让数据在指令之间传递
• 指令执行的顺序隐含在控制流中，但却可以显示地使用专门的控制操作符来实现并行处理
• 指令执行的顺序受程序计数器控制， 即：受控制令牌所支配

数据驱动的数据流方式：

数据驱动的数据流方式中，数据令牌是一种表示某一操作数或参数已准备就绪的标志。

• 没有通常的共享变量的概念，即没有共享存储数据的概念
• 指令执行顺序只受指令中数据相关性的制约
• 数据是以数据令牌方式直接在指令之间传递的

数据驱动的数据流方式中，数据令牌是一种表示某一操作数或参数已准备就绪的标志

需求驱动计算模型

数据驱动计算，其操作是按输入数据可用性决定的次序进行的。
需求驱动计算，其操作则按数据需求所决定的次序进行。

从语义上讲，数据流是基于异步性（Asynchrony)和函数性（Functionality)的一种计算模型。

数据流计算机的结构

1. 静态数据流计算机
2. 动态数据流计算机

数据流计算机的发展

1.采用提高并行度等级的数据流计算机
2.采用同、异步结合的数据流计算机
3.采用控制流与数据流相结合的数据流计算机

归约机

归约机和数据流计算机一样，都是基于数据流的计算模型，只是其采用的驱动方式不同。
数据流计算机采用数据驱动，执行的操作序列取决于输入数据的可用性；
归约机则是需求驱动，执行的操作序列取决于对数据的需求，对数据的需求又来源于函数式程序设计语言对表达式的归约（Reduction)。

归约机简答

1. 归约机应当是面向函数式语言，或以函数式语言为机器语言的非Neumann型机器，其内部结构应不同于Neumann型机器。
2. 具有大容量物理存储器并采用大虚存容量的虚拟存储器，具备高效的动态存储分配和管理的软、硬件支持，满足归约机对动态存储分配及所需存储空间大的要求。
3. 处理部分应当是一种有多个处理器或多个处理机并行的结构形式，以发挥函数式程序并行处理的特长。
4. 采用适合于函数式程序运行的多处理器（机）互连的结构，最好采用树形方式的互连结构或多层次复合的互连结构形式。
5. 为减少进程调度及进程间的通信开销，尽量把运行进程的结点机紧靠该进程所需 用的数据安排，并使运行时需相互通信的进程所占用的处理机也靠近，让各处理机的负荷平衡。