數組處理機是一種專門用于處理數組、向量或從時域或空間中的點陣數據的高速運算處理機，有時也被稱為陣列處理機。這種處理機能夠在同一控制機構的控制下并行工作，以實現高效的特定功能。
特點及技術內容
數組處理機的特點在于其性能-價格比非常高。在某些應用領域，其運算速度能夠達到大型計算機或超級計算機的水平，而成本僅為后者的幾分之一至幾十分之一。這種處理機的規模可以從大型擴展到微型計算機級別，且運算速度范圍廣，從每秒百萬次運算到與巨型計算機相當的速度都有可能。通常情況下，數組處理機需要與一臺主機配合使用，其運算速度比主機快約一個數量級或更高。主機主要負責標量運算和系統管理，而數組處理機則專注于高速數組運算，包括矩陣運算和快速傅里葉變換等。主機和數組處理機可以共享主存儲器和外圍設備。數組處理機既可以作為中央處理器的一部分直接連接到主存儲器上，也可以通過外部通道與主機相連。一些數組處理機僅限于與特定型號的主機連接，而另一些則兼容多種型號的主機。一臺數組處理機可以連接到一臺或多臺主機上，而一臺主機也可以連接到多臺數組處理機組成一個系統，每個處理機各自執行獨特的計算任務。為了實現高速運算，數組處理機的系統結構采用了并行技術和流水線技術，或者兩種技術結合使用。運算器中包含獨立的加法器和乘法器，可以在一個機器節拍（即一個時鐘周期）內并行完成一次加法和一次乘法運算。這需要在節拍時間內提供足夠的運算數據，通常由多個存儲器提供。此外，還需要并行的數據通道來支持取指令、地址加工、循環計數以及其他必要操作。如果需要更高的運算速度，可以增加更多的加法器、乘法器，甚至是獨立的除法器和開方器，所有這些單元都可以并行工作。數組處理機不僅可以處理數組，還可以處理標量，這是通過對向量進行特殊處理得到的結果。當向量中的元素個數為1時，就變成了標量。
軟件
通用的數組處理機通常采用微程序技術。常見的函數和算法由制造商用微代碼編寫成子程序，保存在機器的算術庫中，供用戶隨時調用。數組處理機提供了三種編程語言：微匯編語言、使用算術庫的宏匯編語言以及數組Fortran。微匯編語言是機器級別的語言，允許用戶直接訪問硬件資源，雖然編寫程序所需時間較長，但運行效率較高。宏匯編語言讓用戶能夠像使用FORTRAN語言一樣調用算術庫中的子程序，并將它們組合成自己的應用程序，從而獲得較高的運行效率和便利性。數組FORTRAN語言則是專門為數組處理機設計的一種高級語言，其產生的目標模塊可以與主機的FORTRAN程序合并，使得編程更加簡單易懂，盡管運行效率可能會有所下降。隨著技術的發展，高速數組處理機的趨勢是與其他類型的處理機（如數據庫處理機、操作系統處理機、輸入輸出處理機、通信處理機等）共同構成分布式計算機系統。在這個系統中，每種處理機都能夠高效地完成各自的特定功能，整個系統的功能強大，處理速度快。
參考資料 >
數組處理機是什么，如何被定義?.愛問.2024-11-01