موضوع مقاله: شبکه‌های اتصال چند مرحله‌ای | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # شبکه‌های اتصال چند مرحله‌ای | مقدمه: شبکه‌های اتصال چند مرحله‌ای ( MINs ) دسته ای از شبکه‌های کامپیوتری پرسرعت می باشند که عموما از عناصر پردازشی (PE) در یک انتهای شبکه و عناصر حافظه (MEs) در انتهای دیگر تشکیل شده‌اند که به وسیله عناصر سوئیچینگ (SE) به هم متصل می‌شوند. | ## بخش 1: شبکه‌های اتصال چند مرحله‌ای | عناصر کلیدزنی معمولاً به صورت مرحله‌ای به یکدیگر متصل می‌شوند، از این رو اینگونه نام گذاری شده اند. MIN ها عموما در محاسبات با کارایی بالا یا محاسبات موازی به عنوان یک اتصال کم تاخیر (برخلاف شبکه های سوئیچینگ بسته مرسوم) استفاده می شوند، گرچه می توانند در بالای شبکه سوئیچینگ بسته پیاده سازی شوند. با وجود اینکه شبکه معمولاً برای اهداف مسیریابی استفاده می‌شود، اما می‌تواند به عنوان یک پردازشگر مشترک برای پردازنده‌های واقعی در مواردی مانند مرتب‌سازی، جابجایی چرخه ای ، همانند یک شبکه ی کامل و بی نقص و مرتب سازی بیتونیک کاربرد داشته باشد. پس زمینه شبکه های ارتباط متقابل برای متصل سازی گره ها، که در آن گره ها می توانند یک پردازنده تنها یا گروهی از پردازنده ها باشند، به بقیه گره ها استفاده می شوند. شبکه های به هم متصل را می توان با توجه به توپولوژی آنها در دسته های مختلف طبقه بندی کرد. شبکه های به هم متصل استاتیک به صورت سیم کشی سخت هستند و نمی توانند پیکربندی خود را تغییر دهند. یک اتصال استاتیک منظم عموما در شبکه های کوچکی که از زوج گره های آزاد تشکیل شده اند استفاده می شود. ساختار منظم نشان می دهد که گره ها در اشکالی خاص مرتب شده اند و این اشکال در سراسر شبکه حفظ می شوند. برای اینکه یک گره با گره دیگری ارتباط برقرار کند، باید پیام ها را به همسایه خود ارسال کند. | ## بخش 2: شبکه‌های اتصال چند مرحله‌ای | بنابراین، پیام داده قبل از رسیدن به مقصد از چندین گره دیگر عبور می کند که موجب افزایش تاخیر در سیستم است. گره ها به هم متصل می شوند تا خوشه ها را تشکیل دهند و خوشه ها نیز به هم متصل می شوند تا درخت را تشکیل دهند. همانطور که شکل نشان می دهد، گره ها از با توجه به رتبه بندی به هم متصل و در قالب یک ماتریس مرتب شده اند. در شبکه های متصل پویا، گره ها به وسیله ی آرایه ای از عناصر ساده کلیدزنی به هم متصل هستند. ین اتصال را به وسیله الگوریتم های مسیریابی می توان تغییر داد، به طوری که مسیر یک گره به دیگر گره ها را عوض کرد. اتصالات پویا را می توان به صورت زیر دسته بندی کرد: شبکه اتصال تک مرحله ای شبکه اتصال چند مرحله ای اتصالات سوئیچ کراس بار اتصالات کلید ماتریسی در کلید ماتریسی یک مسیر اختصاصی از یک پردازنده به پردازنده های دیگر وجود دارد. بنابراین، اگر n ورودی و m خروجی وجود داشته باشد، ما به تعداد حاصل ضرب n و m کلید نیاز خواهیم داشت تا یک ماتریس را تعیین کنیم. شبکه اتصال تک مرحله ای در یک شبکه اتصال تک مرحله ای، گره های ورودی با یک مرحله که شامل کلیدها می باشد، به خروجی متصل می شوند. شکل زیر شبکه 8*8 تک مرحله ای که شامل کلیدها می باشد را با استفاده از تبادل شافل نشان می دهد. | ## بخش 3: شبکه‌های اتصال چند مرحله‌ای | شبکه اتصال چند مرحله ای یک شبکه اتصال چند مرحله ای از کلید های چند مرحله ای آبشاری تشکیل می شود. این کلید ها می توانند از الگوریتم مسیریابی خود یا الگوریتم کنترل شده توسط یک هدایت کننده متمرکز استفاده کنند تا یک شبکه کاملاً به هم پیوسته را ایجاد کنند. شبکه های متصل چندمرحله ای را می توان به سه دسته طبقه تقسیم بندی کرد: غیر مسدود: یک شبکه غیر مسدود می تواند هر ورودی غیرفعال را به هر خروجی غیرفعال متصل کند، صرف نظر از اتصالاتی که قبلاً در سراسر شبکه برقرار شده است. غیرمسدود قابل تنظیم مجدد: این نوع شبکه می تواند با تنظیم مجدد اتصالات موجود خود، تمامی ارتباطات ممکن را بین ورودی ها و خروجی ها برقرار کند. مسدود کردن: این نوع شبکه نمی تواند تمام ارتباطات ممکن بین ورودی ها و خروجی ها را برقرار کند. علت این است که اتصال بین یک ورودی آزاد به یک خروجی آزاد دیگر توسط یک اتصال موجود در شبکه مسدود می شود. تعداد عناصر کلیدزنی مورد نیاز برای ایجاد یک شبکه غیر مسدود بسیار زیاد است و پس از آن شبکه غیرمسدود قابل تنظیم مجدد قرار دارد. یک شبکه امگا N*N، تعداد log(N) مراحل و تعداد N/2 عناصر کلیدزنی در هر مرحله برای جابجایی کامل بین مراحل دارد. در این شبکه(2log(N) - 1) مرحله وجود دارد که هر مرحله تعداد N/2 کلید متقاطع 2*2 دارد. | ## جمع‌بندی | یک شبکه Beneš 8*8 دارای 5 مرحله عناصر کلیدزنی است و در هر مرحله 4 عنصر کلیدزنی وجود دارد.