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Concept
Architecture Dataflow
Résumé
Le dataflow (en flux de données) est une architecture où les données sont des entités actives qui traversent le programme de manière asynchrone, contrairement à l'architecture classique von Neumann, où elles attendent passivement en mémoire pendant que le programme est exécuté séquentiellement suivant le contenu du pointeur de programme (PC). On parle aussi d'ordinateur cadencé par les données.
Dans une architecture flux de données, les programmes sont représentés sous forme de graphes : un nœud représente une opération à effectuer, tandis que les données circulent sur les arcs et forment les entrées aux nœuds. Les données sont transportées par des jetons (tokens). La règle de base, dite « de déclenchement », instaure que lorsqu'un nœud voit toutes ses entrées satisfaites, il est activé et produit une valeur en sortie, et les jetons présents en entrée sont supprimés.
Ces architectures sont étroitement couplées aux langages de programmation fonctionnelle. Elles ne génèrent pas d'effet de bord, donc ne nécessite pas de mémoire partagée, ni de séquenceur ou de pointeur de programme. Elles sont aussi éminemment parallèles : l'unité responsable de l'exécution des instructions issue de la mémoire contenant le programme doit posséder un nombre relativement élevé de processeurs (16 et plus) afin de maximiser la puissance totale de l'ordinateur.
Plusieurs unités de calcul traitant des données différentes les classent dans la famille des ordinateurs MIMD (Multiple Instructions, Multiple Data).
Un nœud computationnel peut être représenté comme le sommet d'un graphe. Les jetons circulent sur les arcs reliant les sommets. Quand deux jetons contenant respectivement les se présentent aux entrées du nœud, celui-ci exécute l'opération pour laquelle il est conçu (ici une addition), génère un jeton en sortie représentant la somme (), 8, et supprime les jetons d'entrée :
L'expression plus complexe z = (x + y) × (x - y) correspond au graphe ci-dessous. On constate que le parallélisme est implicite : les deux nœuds + et - sont activables simultanément.
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