多指令单数据流系统英文解释翻译、多指令单数据流系统的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 multiple-instruction single-data stream system
分词翻译:
多指的英语翻译:
【医】 hyperdactylia; hyperdactylism; hyperdactyly; polydactylia
polydactylism; polydactyly; supernumerary finger
令的英语翻译:
order; command; cause; drinking game; ream; season; your
【化】 ream
单的英语翻译:
odd; single
【医】 azygos; mon-; mono-; uni-
数据流的英语翻译:
【计】 data flow; data stream
系统的英语翻译:
system; scheme
【计】 system
【化】 system
【医】 system; systema
【经】 channel; system
专业解析
多指令单数据流系统(Multiple Instruction, Single Data Stream System,简称MISD)是一种并行计算机体系结构分类。其核心特征在于多个处理单元(处理器)同时执行不同的指令序列(多指令流),但所有处理单元操作的对象是同一份数据(单数据流)。这种架构在弗林分类法(Flynn's Taxonomy)中被明确定义,是并行计算的四种基本模式之一。
以下从汉英词典角度对其关键构成进行解释:
-
多指令 (Multiple Instruction / Duō Zhǐlìng):
- 汉义: “多”指数量超过一个,“指令”指计算机处理器执行的操作命令。合指系统中存在多个独立的控制单元或处理器,每个单元/处理器可以同时执行不同的程序或指令序列。
- 英义: Refers to the presence ofmultiple control units or processors, each capable of executing a distinct stream of instructions concurrently. This implies parallelism at the instruction level or task level across different processing elements.
-
单数据流 (Single Data Stream / Dān Shùjù Liú):
- 汉义: “单”指唯一,“数据流”指被处理的数据序列。合指系统中所有处理单元在同一时刻操作的是同一份输入数据或数据的同一部分。数据被广播或传递到所有处理单元。
- 英义: Denotes thatall processing elements operate on the same single stream of input data (or the same portion of data) at any given time. The data is fed to all processors simultaneously or sequentially passed through them.
-
系统 (System / Xìtǒng):
- 汉义: 指由相互关联的硬件(处理器、内存、互连网络等)和软件组成的整体计算环境。
- 英义: Refers to the complete computing environment comprising interconnected hardware components (processors, memory, interconnection network) and software that implements the MISD paradigm.
技术内涵与应用:
- 工作模式: 在MISD系统中,同一份数据会被多个不同的处理单元(通常以流水线方式串联或特定拓扑连接)依次处理。每个处理单元对数据执行其特定的操作或变换。例如,数据单元D首先被处理器P1执行指令I1,其结果(仍是D的某种形式)接着被处理器P2执行指令I2,依此类推。
- 典型应用: 纯粹的MISD架构在实际中非常罕见,因为让多个处理器同时处理同一份数据但执行完全不同的指令,且需要高效协同的场景有限。然而,其概念在容错计算领域有应用,例如使用多个处理器执行不同的算法对同一份数据进行处理以进行结果校验(投票系统)。更常见的应用体现在高度专业化的流水线处理中,例如某些信号处理或密码分析任务,数据流经一系列执行不同特定操作的专用处理单元。
- 与SIMD的区别: MISD常与单指令多数据流(SIMD)混淆。关键区别在于:SIMD是一个控制单元广播同一条指令给多个处理单元,这些单元同时对不同的数据部分执行该相同操作。而MISD是多个处理单元执行不同的指令操作于同一份数据。
权威参考来源:
- Flynn, M. J. (1972). Some Computer Organizations and Their Effectiveness. IEEE Transactions on Computers, C-21(9), 948–960. https://doi.org/10.1109/TC.1972.5009071 (原始论文提出弗林分类法)
- Hennessy, J. L., & Patterson, D. A. (2017). Computer Architecture: A Quantitative Approach (6th ed.). Morgan Kaufmann. (权威教材,详细阐述弗林分类法及各体系结构)
- GeeksforGeeks: Flynn’s Taxonomy. https://www.geeksforgeeks.org/flynns-taxonomy/ (清晰解释弗林分类法中的四种模式,包括MISD)
- Tutorialspoint: Flynn’s Classification of Computers. https://www.tutorialspoint.com/computer_concepts/computer_concepts_flynns_classification_of_computers.htm (概述弗林分类法及各类别特点)
- ScienceDirect: MISD (Multiple Instruction Stream, Single Data Stream). https://www.sciencedirect.com/topics/computer-science/misd (简要定义MISD并提及其应用场景)
网络扩展解释
多指令单数据流系统(Multiple Instruction Single Data stream, MISD)是Flynn分类法中的一种计算机架构分类,其核心特征如下:
一、基本定义
- 并行模式:多个处理单元同时对同一数据流执行不同的指令()。这种架构要求多个指令流并行作用于同一组数据,理论上能实现多层次的运算处理。
二、理论结构与特性
- 处理单元配置:系统包含多个独立处理单元(如CPU核心或专用处理器),每个单元执行不同的指令序列()。
- 数据流向:所有处理单元共享同一输入数据流,但各自通过不同指令对数据进行加工,最终输出可能经过综合处理()。
三、实际应用争议
- 理论可行性:学术界普遍认为MISD在现实中难以实现()。主要矛盾在于:多个指令同时操作同一数据时,需要严格的时序同步和资源协调,这在物理层面存在极大技术障碍。
- 近似案例:某些容错系统(如航天器冗余计算单元)会对同一数据进行多重独立验证,但这种模式仅部分符合MISD特征,并非严格意义上的实现()。
四、与其他架构的对比
类型 |
指令流 |
数据流 |
典型应用场景 |
MISD |
多指令 |
单数据 |
理论模型 |
SIMD |
单指令 |
多数据 |
图像处理/GPU |
MIMD |
多指令 |
多数据 |
分布式计算集群 |
MISD作为Flynn分类法的理论补充,主要用于完善计算机架构分类体系,但在实际工程中缺乏有效实现方案。目前主流并行计算主要采用SIMD(如GPU)和MIMD(如多核CPU集群)架构()。
分类
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