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ORDINATEURS

Classification des architectures de machines

Pour caractériser les différentes architectures de machines, la classification la plus connue et la plus employée est celle de Michael J Flynn. Elle s'appuie sur la notion de flot, un ensemble ordonné d'éléments de même nature. Les instructions d'un programme et les données à traiter sont contenues dans un ou plusieurs flots. L'existence d'un ou plusieurs flots de chaque type définit quatre catégories de machines. Paradoxalement, cette classification n'est donc pas fondée sur la structure des ordinateurs, mais sur la manière dont ceux-ci relient leurs flots d'instructions (instruction stream) aux flots des données à traiter (data stream). Bien qu'imparfaite, cette classification permet de répertorier rapidement les différentes architectures. Quatre classes de machines ont ainsi été mises en évidence :

– les machines SISD (Single Instruction Stream, Single Data Stream) ;

– les machines SIMD (Single Instruction Stream, Multiple Data Stream) ;

– les machines MISD (MultipleInstructions Stream, Single Data Stream) ;

– les machines MIMD (Multiple Instructions Stream, Multiple DataStream).

Les machines SISD

Cette classe regroupe les machines n'ayant qu'un seul processeur. Une instruction définit une seule opération qui n'utilise qu'un seul flot de données dont les différents types (arguments, résultats, etc.) sont reliés logiquement les uns aux autres. La classe SISD regroupe aussi bien les machines monoprocesseur avec pipeline que les machines sans pipeline.

Les machines SIMD

Cette catégorie comprend les machines qui ne possèdent qu'un seul flot d'instructions travaillant sur des données séparées. Elle se constitue des machines qui possèdent des instructions vectorielles. Les différentes architectures SIMD conviennent bien au traitement matriciel. Elles sont délicates à programmer, à cause de l'interaction étroite entre l'architecture sous-jacente et la technique de programmation à mettre en œuvre.

Les machines MISD

Cette classe est purement théorique, car on peut difficilement envisager d'exécuter simultanément plusieurs instructions agissant sur la même donnée. Aucune machine existante ne peut se ranger dans cette catégorie.

Les machines MIMD

Dans la classe MIMD, on retrouve les machines qui possèdent plusieurs flots d'instructions, exécutés par plusieurs processeurs (il existe donc autant de compteurs ordinaux que de processeurs), chacun d'eux travaillant sur son propre flot de données. Cette catégorie englobe toutes les machines multiprocesseurs et multiordinateurs. Dans cette classe de machines, il est possible d'exploiter au mieux le parallélisme qui existe dans les programmes. En contrepartie, il est difficile de trouver des applications qui se prêtent aisément à une décomposition en tâches élémentaires fournissant du travail à tous les processeurs.

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Écrit par

  • : maître de conférences à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie, ingénieur de l'École polytechnique féminine, docteur-ingénieur
  • : professeur, Sorbonne université

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Classification

Pour citer cet article

Danièle DROMARD et François PÊCHEUX. ORDINATEURS [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Machine à calculer de Charles Babbage - crédits : AKG-images

Machine à calculer de Charles Babbage

AKG-images

E.N.I.A.C. - crédits : AKG-images

E.N.I.A.C.

AKG-images

John von Neumann - crédits : Bettmann/ Getty Images

John von Neumann

Bettmann/ Getty Images

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Autres références

  • COMMERCIALISATION DES PREMIERS ORDINATEURS

    • Écrit par Pierre MOUNIER-KUHN
    • 216 mots

    En Grande-Bretagne, une grande machine développée à l'université de Manchester, M.A.D.M. (Manchester Automatic Digital Machine), sert de prototype au Mark-1, ordinateur mis au point par la firme Ferranti et commercialisé dès 1951. En même temps, aux États-Unis, John P. Eckert et John W. Mauchly,...

  • PREMIERS ORDINATEURS - (repères chronologiques)

    • Écrit par Pierre MOUNIER-KUHN
    • 1 108 mots

    1904 Le Britannique John Ambrose Fleming invente la diode, premier tube à vide comportant deux électrodes, qui permet de capter et de redresser un signal radio.

    1906 L'Américain Lee De Forest invente la triode, tube à vide à trois électrodes, qui permet d'amplifier un faible courant électrique....

  • AIKEN HOWARD HATHAWAY (1900-1973)

    • Écrit par Bernard PIRE
    • 506 mots

    L’Américain Howard Aiken fut un des pionniers de l'informatique, concepteur de l'IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC) encore appelé Harvard Mark I.

    Après avoir suivi les cours d'une école technique tout en travaillant la nuit, Howard Hathaway Aiken, né le 9 mars 1900 à...

  • APPLE

    • Écrit par Pierre MOUNIER-KUHN
    • 2 547 mots
    • 2 médias

    Archétype des start-up de la Silicon Valley, la société américaine Apple, fondée en 1976, a gagné fortune et célébrité par ses innovations de rupture, de l’ordinateur Macintosh au téléphone portable iPhone et à la tablette numérique iPad. Associée au talent visionnaire de son président historique,...

  • APPRENTISSAGE PROFOND ou DEEP LEARNING

    • Écrit par Jean-Gabriel GANASCIA
    • 2 645 mots
    • 1 média

    Apprentissage profond, deeplearning en anglais, ou encore « rétropropagation de gradient »… ces termes, quasi synonymes, désignent des techniques d’apprentissage machine (machine learning), une sous-branche de l’intelligence artificielle qui vise à construire automatiquement des connaissances...

  • ARCHITECTURE CONTEMPORAINE - Construire aujourd'hui

    • Écrit par Antoine PICON
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    Grande Arche de la Défense - crédits : Doug Armand/ The Image Bank/ Getty Images
    Bien que des pionniers comme Nicholas Negroponte aient prophétisé l'adoption del'ordinateur par les architectes dès la fin des années 1960, celui-ci ne s'est véritablement généralisé dans les agences d'architecture et les écoles qu'au cours des années 1990. Il fait aujourd'hui figure d'outil indispensable...
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Voir aussi

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