JPS58186848A - デ−タフロ−処理方式 - Google Patents
デ−タフロ−処理方式Info
- Publication number
- JPS58186848A JPS58186848A JP57067454A JP6745482A JPS58186848A JP S58186848 A JPS58186848 A JP S58186848A JP 57067454 A JP57067454 A JP 57067454A JP 6745482 A JP6745482 A JP 6745482A JP S58186848 A JPS58186848 A JP S58186848A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- instruction
- processing element
- processing
- data
- data flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
- G06F9/44—Arrangements for executing specific programs
- G06F9/448—Execution paradigms, e.g. implementations of programming paradigms
- G06F9/4494—Execution paradigms, e.g. implementations of programming paradigms data driven
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Advance Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は命令レベルの並列処理を効率良く実境するデー
タフロー処理方式に関するものである。
タフロー処理方式に関するものである。
従来のデータフロー処理装置においては、プログラムを
該処理装置内の処理要素に割当てるに際してプログラム
の処理単位である手続きを1つの処理要素に割当てる方
法や、手続を処理要素に割当てるに際して命令の各処理
要素への割当てを命令アドレスにより単純にインタリー
ブする方法や命令をランダムに各処理要素に割当てる方
法がとられていた。しかし前者の方法では手続内の各命
令の同時平行処理は困難であるし、後者の2つの方法は
特定の処理要素に一時的に負荷が集中し、性能が低下す
る恐れがあるという問題があった。
該処理装置内の処理要素に割当てるに際してプログラム
の処理単位である手続きを1つの処理要素に割当てる方
法や、手続を処理要素に割当てるに際して命令の各処理
要素への割当てを命令アドレスにより単純にインタリー
ブする方法や命令をランダムに各処理要素に割当てる方
法がとられていた。しかし前者の方法では手続内の各命
令の同時平行処理は困難であるし、後者の2つの方法は
特定の処理要素に一時的に負荷が集中し、性能が低下す
る恐れがあるという問題があった。
本発明の目的はこれらの欠点を解決する為、命令の谷処
理要素への割当てにおいて、命令の実行結果を送る宛先
命令のうち1つを該命令が格納されている処理要素に割
当て、それ以外の宛先命令がある場合にはそれらをでき
るだけ互いに異る処理要素に割当てるように命令アドレ
スを決定しておいて実行することによって、命令レベル
の並列実行を効率よく芙現したものであり以下詳細に説
明する。
理要素への割当てにおいて、命令の実行結果を送る宛先
命令のうち1つを該命令が格納されている処理要素に割
当て、それ以外の宛先命令がある場合にはそれらをでき
るだけ互いに異る処理要素に割当てるように命令アドレ
スを決定しておいて実行することによって、命令レベル
の並列実行を効率よく芙現したものであり以下詳細に説
明する。
第1図は本発明の第1の実施例におけるデータフロー処
理装置のブロック図を示し、1はデータフロー処理装置
、2は複数個設けられる処理要素(Processin
g Element )、3は複数の処理要素2を相互
に接続する結合網である。同図においてデータフロー処
理装置1内の各処理要素2は、相異なる2つの処理要素
2間のデータの平均転送時間が等しい結合網3(例えば
多段スイッチにて構成きれる結合網)を介して相互に接
続されている。
理装置のブロック図を示し、1はデータフロー処理装置
、2は複数個設けられる処理要素(Processin
g Element )、3は複数の処理要素2を相互
に接続する結合網である。同図においてデータフロー処
理装置1内の各処理要素2は、相異なる2つの処理要素
2間のデータの平均転送時間が等しい結合網3(例えば
多段スイッチにて構成きれる結合網)を介して相互に接
続されている。
第2図は処理要素2の構成ブロック図を示し、20は命
令制御装置、21は到着したトークン中のデータを一時
的に格納するオペランドメモリ、22は実行される命令
コードが格納されているコ、−トメモリ、23は演算装
置である。又命令制御装置20は粘合網3からデータを
運ぶトークンが到着した際に、該トークンの命令アドレ
スを示す宛先情報をもとにして該命令の実行に必要な全
てのオペランドが揃って実行可能か否かを判断する機能
と、実行可能でない場合に到着したトークン中のデータ
を一時的にオペランドメモ+)21に格納する機能と、
実行可能のときは該命令のコードが格納されているコー
ドメモリ22から命令コードを読み出し、到着したトー
クン及びオペランドメモリ2ノの内容によりそのオペラ
ンド部を揃え −て演算装置23へ渡す機能を有す
る。そして演算装置23はオペランド部のデータに対し
て、命令コードで示される演算処理を行い、演算結果を
結合網3に返送する。
令制御装置、21は到着したトークン中のデータを一時
的に格納するオペランドメモリ、22は実行される命令
コードが格納されているコ、−トメモリ、23は演算装
置である。又命令制御装置20は粘合網3からデータを
運ぶトークンが到着した際に、該トークンの命令アドレ
スを示す宛先情報をもとにして該命令の実行に必要な全
てのオペランドが揃って実行可能か否かを判断する機能
と、実行可能でない場合に到着したトークン中のデータ
を一時的にオペランドメモ+)21に格納する機能と、
実行可能のときは該命令のコードが格納されているコー
ドメモリ22から命令コードを読み出し、到着したトー
クン及びオペランドメモリ2ノの内容によりそのオペラ
ンド部を揃え −て演算装置23へ渡す機能を有す
る。そして演算装置23はオペランド部のデータに対し
て、命令コードで示される演算処理を行い、演算結果を
結合網3に返送する。
次に本実施例におけるデータフロー処理装置の動作を第
1図、第2図ならびに第3図を用いて説明する。データ
フロー処理装置はデータフローゾログラムを格納し、該
プログラムを実行することによって動作する。一般にデ
ータフローグラフラ ムは第3図に示すようなデー
タフローグラフによって表わされ、作成される。第3図
において、コード41,42,43.44は命令を示し
、アーク(矢印)はデータの流れを示す。例えばx=a
*b−l−c * dの値と、y = a * b −
c * dの値(ここで*印は乗算記号を示す)を求め
る場合について第3図を用いて説明すると、まず入力デ
ータa、bを命令4ノ(乗算)に与え、入力データc、
dを命令42(乗算)に与える。命令4ノと命令42は
各各独立してa*b、!:c*dの演算を行い、各々の
結果を命令43(加算)ならびに命令44(減算)に力
え、各々独立して処理を行うことによりXとyの値が求
捷るというものである。
1図、第2図ならびに第3図を用いて説明する。データ
フロー処理装置はデータフローゾログラムを格納し、該
プログラムを実行することによって動作する。一般にデ
ータフローグラフラ ムは第3図に示すようなデー
タフローグラフによって表わされ、作成される。第3図
において、コード41,42,43.44は命令を示し
、アーク(矢印)はデータの流れを示す。例えばx=a
*b−l−c * dの値と、y = a * b −
c * dの値(ここで*印は乗算記号を示す)を求め
る場合について第3図を用いて説明すると、まず入力デ
ータa、bを命令4ノ(乗算)に与え、入力データc、
dを命令42(乗算)に与える。命令4ノと命令42は
各各独立してa*b、!:c*dの演算を行い、各々の
結果を命令43(加算)ならびに命令44(減算)に力
え、各々独立して処理を行うことによりXとyの値が求
捷るというものである。
上記例における各々の命令と処理要素の割当てについて
次に説明する。今、データフロー処理装置1内にN個の
処理要素2が存在し、各々0.■。
次に説明する。今、データフロー処理装置1内にN個の
処理要素2が存在し、各々0.■。
・・・、N−1の番号が割当てられているものとする。
上述のプログラム例において、例えば命令4ノを1番目
(0≦l≦N−1)7)処理要素2に割当てると、次に
命令4ノの実行結果の送り先となる命令43と命令44
のうちの1つ、例えば命令43を命令41が割当てられ
た処理要素2と同一の処(5) 理要素2に割当て、その後命令42の割当てを行う。命
令42はノログラムの並列性を生かす為l以外の3番目
(0≦iNj≦N−1)の処理要素2に割当てられる。
(0≦l≦N−1)7)処理要素2に割当てると、次に
命令4ノの実行結果の送り先となる命令43と命令44
のうちの1つ、例えば命令43を命令41が割当てられ
た処理要素2と同一の処(5) 理要素2に割当て、その後命令42の割当てを行う。命
令42はノログラムの並列性を生かす為l以外の3番目
(0≦iNj≦N−1)の処理要素2に割当てられる。
そして命令42の笑行和果の送り先となる命令43およ
び命令44のうち、既に命令43の割当ては決定してい
るので、残りの命令44を命令42と同一の処理要素2
、すなわち1番目の処理要素2に割当てる。以上で上記
例における各々の処理に対応する処理要素の割当てが完
了することになるが、第3図において各々点線で囲んだ
部分は割当てされた各々の処理要素を示す。以上説明し
たところによるデータフローグラフからコーディングさ
れる原始プログラムをアッセンブラもしくはコン・にイ
ラで処理して各命令の処理要素への割当てを決定し、そ
の割当て完了後の各処理要素毎のプログラムを対応する
処理要素2のコードメモリ22に格納することによシブ
−タフロー処理装置は実行可能となる。すなわち、第2
図に示す処理要素2を前記111目の処理要素とすると
、コードメモリ22命令4ノと命令43(6) の命令コードが格納されることになり、結合網3からデ
ータaを逢ぶトークンとデータbを運ぶトークンが命令
制側[装置2θに到着したことにより該処理要素2は演
算処理を開始することに々る。
び命令44のうち、既に命令43の割当ては決定してい
るので、残りの命令44を命令42と同一の処理要素2
、すなわち1番目の処理要素2に割当てる。以上で上記
例における各々の処理に対応する処理要素の割当てが完
了することになるが、第3図において各々点線で囲んだ
部分は割当てされた各々の処理要素を示す。以上説明し
たところによるデータフローグラフからコーディングさ
れる原始プログラムをアッセンブラもしくはコン・にイ
ラで処理して各命令の処理要素への割当てを決定し、そ
の割当て完了後の各処理要素毎のプログラムを対応する
処理要素2のコードメモリ22に格納することによシブ
−タフロー処理装置は実行可能となる。すなわち、第2
図に示す処理要素2を前記111目の処理要素とすると
、コードメモリ22命令4ノと命令43(6) の命令コードが格納されることになり、結合網3からデ
ータaを逢ぶトークンとデータbを運ぶトークンが命令
制側[装置2θに到着したことにより該処理要素2は演
算処理を開始することに々る。
データaを運ぶトークンは第4図に示すようにオペラン
ド部3)(データを示す)と該オペランド3ノのデータ
を処理すべき命令コードのコードメモリ22における格
納アドレスを示す宛先情報部33、ならびにオペランド
3ノに示すデータの修飾部32(例えば乗算命令の場合
には乗数か被乗数かの区別を示す)から構成されており
、データbを運ぶトークンも同じ構成である。両データ
a、bがそろって実行可能となると、命令制御装置20
はコードメモリ22から命令4ノに対応する命令コード
をとり出し、a*bの演算処理に必要な情報を揃えて演
算装置23に送る。演算装置23はa*bの演算を行い
、その結果に?mm組編3返す。(上記の場合、先に到
漸したデータは次のデータが到着する迄オペランドメモ
リ2)に一時的に格納される)次に処理要素2は命令4
3の実行を行うこととなるが、その為には今演算したa
*bの結果と、他のj番目の処理要素2で別途独立に演
算されるC*dの結果がデータとして必要となる。従っ
て同様に第2図の命令制御装置20にa*bの結果とC
*dの結果を運ぶトークンが別々に到着することとなる
。先に到着したトークンは最後のトークンが到着する迄
オペランドメモリ2ノに一時的に格納される。そして全
データがそろったところで演算に必要な情報を揃えて演
算装置23に渡され、演算処理が行われる。そしてその
結果はXとなる。又3番目の処理要素も上記と同様の処
理を行って値yを算出する。
ド部3)(データを示す)と該オペランド3ノのデータ
を処理すべき命令コードのコードメモリ22における格
納アドレスを示す宛先情報部33、ならびにオペランド
3ノに示すデータの修飾部32(例えば乗算命令の場合
には乗数か被乗数かの区別を示す)から構成されており
、データbを運ぶトークンも同じ構成である。両データ
a、bがそろって実行可能となると、命令制御装置20
はコードメモリ22から命令4ノに対応する命令コード
をとり出し、a*bの演算処理に必要な情報を揃えて演
算装置23に送る。演算装置23はa*bの演算を行い
、その結果に?mm組編3返す。(上記の場合、先に到
漸したデータは次のデータが到着する迄オペランドメモ
リ2)に一時的に格納される)次に処理要素2は命令4
3の実行を行うこととなるが、その為には今演算したa
*bの結果と、他のj番目の処理要素2で別途独立に演
算されるC*dの結果がデータとして必要となる。従っ
て同様に第2図の命令制御装置20にa*bの結果とC
*dの結果を運ぶトークンが別々に到着することとなる
。先に到着したトークンは最後のトークンが到着する迄
オペランドメモリ2ノに一時的に格納される。そして全
データがそろったところで演算に必要な情報を揃えて演
算装置23に渡され、演算処理が行われる。そしてその
結果はXとなる。又3番目の処理要素も上記と同様の処
理を行って値yを算出する。
以上説明したように、第1の実施例ではデータフロー処
理装置を動作するにあたって、データフロープログラム
における各命令間のデータの依存関係を手がかシとして
プログラムの処理要素への割当てをコン・ぐイル時又は
アッセンブル時に静的に決定し、各処理要素に対応する
プログラムラ栢 □納しておき、個々の処理要素
をデータの流−れに従って独立に実行している為、プロ
グラムに内在する並列性をデータフロー処理装置で効率
よく生かすことができるという利点がある。
理装置を動作するにあたって、データフロープログラム
における各命令間のデータの依存関係を手がかシとして
プログラムの処理要素への割当てをコン・ぐイル時又は
アッセンブル時に静的に決定し、各処理要素に対応する
プログラムラ栢 □納しておき、個々の処理要素
をデータの流−れに従って独立に実行している為、プロ
グラムに内在する並列性をデータフロー処理装置で効率
よく生かすことができるという利点がある。
第5図は本発明の第2の実施例におりるデータフロー処
理装置の構成を示す。同図においてlはデータフロー処
理装置、2は処理要素、5は各処理要素2間の結合に局
所的トポロジーを導入した結合網(例えばリングバスを
用いたネットワーク形態の結合網)であり、各処理要素
2は結合網5によってネットワーク形態にて接続されて
いる。
理装置の構成を示す。同図においてlはデータフロー処
理装置、2は処理要素、5は各処理要素2間の結合に局
所的トポロジーを導入した結合網(例えばリングバスを
用いたネットワーク形態の結合網)であり、各処理要素
2は結合網5によってネットワーク形態にて接続されて
いる。
又処理要素2の構成は第2図と同じである。
このような構成の場合、各処理要素2間の通信の局所性
を生かす為、各命令の処理要素2・\の割当ては第1の
実施例に比してやや工夫を要する。
を生かす為、各命令の処理要素2・\の割当ては第1の
実施例に比してやや工夫を要する。
すなわち、第1の実施例における組合網3は相異る処理
要素2間のデータの平均転送時間が等しいものであった
が、本実施例の場合は組合網5がネットワーク形態とな
っていることから、各々の処理要素間のデータ転送速度
が異るということである。今、データフロー処理装置J
内にN1hの処理要素2が存在し、それぞれ0,1,2
.・・・、N−1(9) 壕で番号が割当てられており、これらの各処理要素2が
前記結合網5によってリング・々スで接続されているも
のとする。(但し、N−1il目の処理要素2はO査目
の処理要素2と接続されているものとする。)本実施例
において第3図に示したグロダラム例を適用する場合、
命令4ノおよび命令43を1番目(0≦i≦N−1)の
処理要素に割当てたとすると、命令42及び命令44は
iに最も近いlとは異る値コを選び、j番目の処理要素
を割当てる必要がある。すなわち、このように割当てる
ことによって転送時間が短かくなって全体として処理時
間を短かくすることができる。この場合のlとjとNの
関係はj = mod (i+1 p N)又はj=m
od (i−1# N)となる(ここでmod(x、y
)はXをyで割った剰余を示す)。本実施例においても
アッセンブル又はコン・ぐイル時において、上記方法で
各命令の処理要素への割当てを決定しておき、第1の実
施例と同様に各処理喪累別に対応するプログラムを格納
しておき、個々の処理要素をデータの流れに従って独立
に実行することにな(10) る。従って本第2の実施例においてもプログラムに内在
する並列性をデータフロー処理装置で効率よく生かすこ
とができる利点を有する。
要素2間のデータの平均転送時間が等しいものであった
が、本実施例の場合は組合網5がネットワーク形態とな
っていることから、各々の処理要素間のデータ転送速度
が異るということである。今、データフロー処理装置J
内にN1hの処理要素2が存在し、それぞれ0,1,2
.・・・、N−1(9) 壕で番号が割当てられており、これらの各処理要素2が
前記結合網5によってリング・々スで接続されているも
のとする。(但し、N−1il目の処理要素2はO査目
の処理要素2と接続されているものとする。)本実施例
において第3図に示したグロダラム例を適用する場合、
命令4ノおよび命令43を1番目(0≦i≦N−1)の
処理要素に割当てたとすると、命令42及び命令44は
iに最も近いlとは異る値コを選び、j番目の処理要素
を割当てる必要がある。すなわち、このように割当てる
ことによって転送時間が短かくなって全体として処理時
間を短かくすることができる。この場合のlとjとNの
関係はj = mod (i+1 p N)又はj=m
od (i−1# N)となる(ここでmod(x、y
)はXをyで割った剰余を示す)。本実施例においても
アッセンブル又はコン・ぐイル時において、上記方法で
各命令の処理要素への割当てを決定しておき、第1の実
施例と同様に各処理喪累別に対応するプログラムを格納
しておき、個々の処理要素をデータの流れに従って独立
に実行することにな(10) る。従って本第2の実施例においてもプログラムに内在
する並列性をデータフロー処理装置で効率よく生かすこ
とができる利点を有する。
不発明はプログラム内の各命令の処理要素への割当てを
データ依存関係を手がかりとしてあらかじめ静的に行っ
て、各処理要素に対応してプログラムを格納しておき、
各処理要素における演算処理を独立して実行するもので
あることから、プログラムの並列性を十分生かすことが
でき、数値計算を始めとして知識情報処理における推論
機能のような並列度の高い複雑なアプリケ−ンヨンに広
範囲に利用することができる。
データ依存関係を手がかりとしてあらかじめ静的に行っ
て、各処理要素に対応してプログラムを格納しておき、
各処理要素における演算処理を独立して実行するもので
あることから、プログラムの並列性を十分生かすことが
でき、数値計算を始めとして知識情報処理における推論
機能のような並列度の高い複雑なアプリケ−ンヨンに広
範囲に利用することができる。
第1図は本発明の第1の実施例におけるデータフロー処
理装置の構成図、第2図は処理要素の構成図、第3図は
データフローグラフの例を示す説明図、第4図はトーク
ンの副成を示す説明図、第5図は本発明の第2の実施例
におけるデータフロー処理装置の構成図である。 l・・・データフロー処理装置1,2・・・処理要素、
3.5・・・結合網、20・・・命令制御装置、2ノ・
・・オペランドメモリ、22・・・コードメモリ、23
・・・眞算装置、3ノ・・・トークンのオペランド部、
32・・・トークンのオペランド修飾部、33・・トー
クンの宛先情報部、41,42,43.44・・・命令
。 第1図 第2図 ■−−− 第3図 第4図 第5図 2
理装置の構成図、第2図は処理要素の構成図、第3図は
データフローグラフの例を示す説明図、第4図はトーク
ンの副成を示す説明図、第5図は本発明の第2の実施例
におけるデータフロー処理装置の構成図である。 l・・・データフロー処理装置1,2・・・処理要素、
3.5・・・結合網、20・・・命令制御装置、2ノ・
・・オペランドメモリ、22・・・コードメモリ、23
・・・眞算装置、3ノ・・・トークンのオペランド部、
32・・・トークンのオペランド修飾部、33・・トー
クンの宛先情報部、41,42,43.44・・・命令
。 第1図 第2図 ■−−− 第3図 第4図 第5図 2
Claims (1)
- 複数の命令を格納する命令コード記憶部と、到着したデ
゛−夕を一時的に格納するオ被ランド記憶部と、指定さ
れた命令を実行する演算装置と、演算に必要なデータが
全て揃って実行可能となったか否かを検出する機能なら
びに前記命令コード記憶部に格納された命令コードと演
算に必要なy” −タを揃えて前記演算装置に送る機能
を有する命令制御装置とから構成される複数の処理袈累
間をデータの受信送信機能を有する結合網で接続し、前
記各処理要素での命令の実行結果を転送すべき宛先命令
のうちの1つを該命令が実行された処理要素に割当てる
とともに他の宛先命令を該処理要素以外の互に異る処理
要素に割当てることによって得られる処理要素別の命令
プログラムを前記各処理要素の命令コード記憶部に対応
して格納せしめ、前記各々の処理要素をデータの流れに
従って独立に実行することを特徴とするデータフロー処
理方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57067454A JPS58186848A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | デ−タフロ−処理方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57067454A JPS58186848A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | デ−タフロ−処理方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58186848A true JPS58186848A (ja) | 1983-10-31 |
Family
ID=13345393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57067454A Pending JPS58186848A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | デ−タフロ−処理方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58186848A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5759251A (en) * | 1980-09-26 | 1982-04-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | Variable-word-length data processing system of data flow computer |
| JPS5764860A (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-20 | Nec Corp | Parallel processing system |
-
1982
- 1982-04-23 JP JP57067454A patent/JPS58186848A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5759251A (en) * | 1980-09-26 | 1982-04-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | Variable-word-length data processing system of data flow computer |
| JPS5764860A (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-20 | Nec Corp | Parallel processing system |
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