計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2011年串講及匯總(第二部分).doc

1、第四章 存儲(chǔ)體系1. 對存儲(chǔ)器的基本要求是：大容量、高速度和低價(jià)格。2. 存儲(chǔ)器容量為：SM = Wlm (其中W為存儲(chǔ)體的字長，l為存儲(chǔ)體的字?jǐn)?shù)， m為并行工作的存儲(chǔ)體數(shù))3. 單體最大頻寬：Bm = W / TM m體在座體并行的最大頻寬：Bm = Wm / TM (TM 為連續(xù)啟動(dòng)一個(gè)在存儲(chǔ)體所需時(shí)間間隔)4. 并行主存系統(tǒng)：能并行讀出多個(gè)CPU字的單體多字、多體單字、多體多字的交叉訪問主存系統(tǒng)系統(tǒng)為并行主存系統(tǒng)。5. 為什么主存實(shí)際頻寬不是隨著模m的提高而線情增大：(1)工程實(shí)現(xiàn)上由于模m越高，存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線越長，總線并聯(lián)的負(fù)載越重，有時(shí)不得不增加門的級(jí)數(shù)，這些會(huì)使傳輸延遲增加(2)實(shí)

2、際程序中指令不總是順序執(zhí)行的，一旦出現(xiàn)轉(zhuǎn)移，效率就會(huì)下降，而數(shù)據(jù)的性比指令的還差，實(shí)際的效率還更低。6. CPU與主存速度差給系統(tǒng)性能帶來影響，解決辦法有：(1)在CPU中設(shè)置通用寄存器 (2)采用存儲(chǔ)器的多體交叉并行存取 (3)采用Cache存儲(chǔ)器。7. 存儲(chǔ)體系設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是：程序訪存的局部性， 其主要包括：(1) 時(shí)間上：最近的未來要用到的信息很可能是現(xiàn)在正在使用的信息，這是因?yàn)槌绦虼嬖谘h(huán)。(2) 空間上：最近的未來要用到信息很可能與現(xiàn)在正在使用的信息在程序空間上是鄰近的，這是因?yàn)橹噶畛Ｊ琼樞虼娣?、順序?zhí)行，數(shù)據(jù)通常是以微量、陣列、樹形、表格等形式簇聚地存放的。8. 命中率指CPU產(chǎn)

3、生的邏輯地址能在M1中訪問到(命中到)的概率。若邏輯地址流的信息能在M1中訪問到的次數(shù)為R1，當(dāng)時(shí)在M2中還未調(diào)到M1的次數(shù)為R2，則命中率HR1 /（R1+R2）。）（影響因素：地址流、預(yù)判算法、M1的容量等）9. 未命中率(失效率)是指由CPU產(chǎn)生的邏輯地址在M1中訪問不到的概率。對二級(jí)存儲(chǔ)層次，失效率為1-H 10. 段式管理：將主存按段分配的存儲(chǔ)管理方式稱為段式管理。將虛地址（程序號(hào)，段號(hào)，段內(nèi)位移）通過段表找到段的基地址，然后再形成物理地址，訪問存儲(chǔ)器。 段表結(jié)構(gòu) =（段名，段地址，裝入位，段長，訪問方式）11. 段式管理的主要優(yōu)點(diǎn)：（1）程序模塊化的性能好，各段在功能上是相互獨(dú)立的

4、；（2）便于程序與數(shù)據(jù)的共享；（3）便于實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)保護(hù)。12. 段式管理的主要缺點(diǎn)：（1）地址變換所需的時(shí)間比較長（2）主存的空間利用不充分。13. 頁式管理：把主存空間和程序空間都機(jī)械等分成固定大小的頁(頁面大小隨機(jī)器而異)14. 頁式存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)：（1）主存儲(chǔ)器的空間利用率比較高。（2）頁表比較簡單，大大簡化了映像表的硬件，節(jié)省了頁表的存儲(chǔ)量（3）地址映象與地址轉(zhuǎn)換速度比較快。15. 頁式存儲(chǔ)的缺點(diǎn)：（1）頁表很長，占用很大的存儲(chǔ)空間。 （2）程序的模塊化性能不好。16. 段頁式管理：把實(shí)存機(jī)械的等分成固定大小的頁，把程序按模塊分段，每個(gè)段分成與主存頁面大小相同的頁，每道程序通過 一個(gè)段表和相

5、應(yīng)于每段的一組頁表來進(jìn)行定位。17. 裝入位:標(biāo)識(shí)該段的頁表是否已裝入主存。 地址字段:指明已裝入頁表在主存中的起始地址。 訪問方式:指明該段的控制保護(hù)信息。 頁表長:指明該段頁表的行數(shù)。18. 地址的映象：將每個(gè)虛存單元按什么規(guī)則（算法）裝入（定位于）實(shí)存，建立起多用戶虛地址與實(shí)地址之間的對應(yīng)關(guān)系。19. 頁面替換算法：（1）隨機(jī)算法(RAND) （2）先進(jìn)先出法(FIFO)（3）近期最少使用法/近期最久未用算法 (LRU法)（4）最優(yōu)替換算法(OPT)20.第五章 重疊、流水和向量處理機(jī)21. 指令的解釋方式一般分為順序、重疊、流水三種。22. 解釋一條機(jī)器指令的微操作可歸并為：（1）取指

6、令、（2）分析、（3）執(zhí)行 三個(gè)部分。（1） 取指令：是按指令計(jì)數(shù)器的內(nèi)容訪主存，取出該指令送到指令寄存器。（2） 指令分析：是對指令的操作碼進(jìn)行譯碼，按尋址方式和地址字段形成操作數(shù)真地址，并用此真地址去取操作數(shù)。為取下條數(shù)據(jù)，還要形成下條指令的地址。（3） 指令的執(zhí)行：是對操作數(shù)進(jìn)行運(yùn)算、處理，或存儲(chǔ)運(yùn)算結(jié)果。(可能要訪主存)23. 順序解釋：指的是各條指令之間順序串行進(jìn)行。（即執(zhí)行完一條指令后才取下一條指令） 優(yōu)點(diǎn)：控制簡單，節(jié)省設(shè)備； 缺點(diǎn)：速度慢，機(jī)器各部件的利用率很低；24. 重疊解釋：是在解釋第K條指令的操作完成之前，就可以開始解釋第K+1條指令。25. 重疊解釋方式存在著訪存沖突

7、，解決訪主存的沖突的幾種方式：（1）主存分成兩個(gè)獨(dú)立編址的存儲(chǔ)器，一個(gè)專門存放指令一個(gè)專門存放操作數(shù)；（加重了主存總線控制的復(fù)雜性及軟件設(shè)計(jì)麻煩）（2）指令和數(shù)據(jù)仍然混存在一個(gè)存儲(chǔ)器中，采用多體交叉主存結(jié)構(gòu)；（不能根本解決）（3）增設(shè)采用先進(jìn)先出方式工作的指令緩沖寄存器（指緩）。26. 一次重疊：把取指令操作隱含在分析、執(zhí)行指令過程中，則在任何時(shí)候只允許上條指令“執(zhí)行”與下條指令“分析”相重疊。27. 相關(guān)：因程序相鄰指令之間出現(xiàn)了關(guān)聯(lián)，為防止出錯(cuò)它們不能同時(shí)解釋。這種現(xiàn)象稱發(fā)生了“相關(guān)”。（1）數(shù)相關(guān)：第K+1條指令的源操作數(shù)地址正好是第K條指令結(jié)果地址。分為(1)主存空間的數(shù)相關(guān)(2)通用

8、寄存器組的數(shù)相關(guān) 順序解釋沒問題，而重疊解釋時(shí)，在“執(zhí)行K”和“分析K+1”重疊時(shí)就出現(xiàn)問題。（2）指令相關(guān)：經(jīng)過第K條指令的執(zhí)行來形成第K+1條指令。（重疊解釋時(shí)先從指緩中取到第K+1條指令是舊內(nèi)容 出錯(cuò)） 指令相關(guān)是因?yàn)闄C(jī)器指令允許修改引起的。28. 指令相關(guān)的處理：可通過限定程序運(yùn)行過程中不準(zhǔn)修改指令不可行。IBM370采用“執(zhí)行”指令。被修改的指令以“執(zhí)行”指令的操作數(shù)形式出現(xiàn)，將指令相關(guān)轉(zhuǎn)成數(shù)相關(guān)。（這樣只要統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)相關(guān)處理就可以了）29. 主存空間數(shù)相關(guān)的處理：相鄰兩條指令之間出現(xiàn)對同一主存單元要求先寫后讀的關(guān)聯(lián)。(設(shè)置優(yōu)先級(jí)：寫優(yōu)先級(jí) 讀優(yōu)先級(jí))30. 通用寄存器組相關(guān)（a.通

9、用寄存器組數(shù)相關(guān) b.通用寄存器組基址和變址值相關(guān)）的處理：(1)推后分析K+1 (降低速度為代價(jià)) (2)設(shè)置相關(guān)專用通路（增加設(shè)備為代價(jià)）31. 流水是重疊的進(jìn)一步延伸：一次重疊：把指令的解釋分成兩個(gè)子過程，同時(shí)解釋兩條指令。流水：把指令的解釋分成多個(gè)子過程，同時(shí)解釋多條指令。32. 流水的最大吞吐率：流水線滿負(fù)荷，每隔 t流出一個(gè)結(jié)果時(shí)所達(dá)到的吞吐率。33. 流水的分類： 流水按擴(kuò)展方向分類：（1）流水向下擴(kuò)展：把子過程進(jìn)一步細(xì)分。(過程并行)（2）流水向上擴(kuò)展：在多個(gè)處理機(jī)之間流水。(任務(wù)并行) 流水按處理級(jí)別分為（1）部件級(jí)的流水：構(gòu)成部件內(nèi)的各個(gè)子部件之間的流水。（如運(yùn)算器內(nèi)的“浮

10、點(diǎn)加”流水）（2）處理機(jī)級(jí)流水：構(gòu)成處理機(jī)的各個(gè)部件之間的流水。（如取指、分析、執(zhí)行的流水）（3）系統(tǒng)級(jí)流水：構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多個(gè)處理機(jī)之間的流水，也稱為宏流水。 按流水線的功能多少分為：（1）單功能流水線：只能實(shí)現(xiàn)一種功能的流水。（如“浮點(diǎn)加”流水）（2）多功能流水線：同一流水線的各個(gè)段之間可以有多種不同的連接方式實(shí)現(xiàn)多種不同的運(yùn)算或功能的流水。 (a)靜態(tài)流水線：在某一時(shí)間內(nèi)各段只能按一種功能聯(lián)接流水，只有等流水線全部流空后，才能切換成按另一種功能來聯(lián)接流水。實(shí)現(xiàn)簡單。 (b)動(dòng)態(tài)流水線：各功能段在某一時(shí)間內(nèi)可按不同運(yùn)算或功能聯(lián)接。控制復(fù)雜。 從流水線中各功能段之間是否有反饋回路分為：（1

11、）線性流水線：各個(gè)段之間串行連接，無反饋也無跳躍，每個(gè)任務(wù)流經(jīng)流水線中各個(gè)段均只有一次。（2）非線性流水線：各個(gè)段之間除了有串行連接，還有反饋回路，使一個(gè)任務(wù)流經(jīng)流水線時(shí)，需多次經(jīng)過某段或越過某段。 按機(jī)器所具有的數(shù)據(jù)表示分為：（1）標(biāo)量流水機(jī) （2）向量流水機(jī)34. 流水處理機(jī)的主要性能：（1）吞吐率（2）效率35. 吞吐率：指在單位時(shí)間內(nèi)流水線完成的任務(wù)數(shù)或輸出的結(jié)果數(shù)。TP = n /Tk (n表示任務(wù)數(shù)，Tk表示完成n個(gè)任務(wù)所需時(shí)間)36. 最大吞吐率：TPmax = 1/maxt1, t2, t3 tn37. 瓶頸子過程：流水線中經(jīng)過時(shí)間最長的子過程。38. 消除瓶頸的方法：（1）將

12、瓶頸子過程再細(xì)分（2）重復(fù)設(shè)置多套瓶頸段并聯(lián)39. 加速比Sp：流水方式相對于非流水順序方式速度提高的比值。40. 效率：流水線設(shè)備的實(shí)際使用時(shí)間占整個(gè)運(yùn)行時(shí)間之比，也稱流水線設(shè)備的時(shí)間利用率。41. 影響流水線效率不高的因素包括：（1）靜態(tài)多功能流水線流水時(shí)，總有一些本功能用不到的段處于空閑狀態(tài)。（2）流水建立過程中，本功能要用到的某些段也有部分處于空閑狀態(tài)。（3）功能切換時(shí)，增加了前一種功能流水的排空時(shí)間及后一種功能流水的建立時(shí)間。（4）上一步運(yùn)算的結(jié)果要送到流水線的輸入端，下一任務(wù)才能開始。42. 全局性相關(guān)：機(jī)器系統(tǒng)出現(xiàn)相關(guān)時(shí)，影響面較寬，較嚴(yán)重，稱為全局性相關(guān)。（如轉(zhuǎn)移指令廢指緩）4

13、3. 局部性相關(guān)：機(jī)器系統(tǒng)出現(xiàn)相關(guān)時(shí)，只影響相關(guān)的幾條指令，最多影響流水線某些段工作的后推，不會(huì)改動(dòng)指緩中預(yù)取到的指令，影響是局部的。（如指令相關(guān)，主存操作數(shù)相關(guān)等）44. 局部性相關(guān)的處理： 流水技術(shù)是重疊技術(shù)的發(fā)展，因此，重疊機(jī)器處理相關(guān)的方法也適用于流水機(jī)器，即 推后讀 設(shè)置相關(guān)直接通路。 按流水線中流動(dòng)順序的安排，分為兩種形式： （1）同步流動(dòng)：任務(wù)(指令)流出流水線的順序與流入流水線的順序一致(順序流動(dòng))。 （2）異步流動(dòng)：任務(wù)(指令)流出流水線的順序與流入流水線的順序不一致。45. 異步流動(dòng)要處理的三種相關(guān)(都是對同一單元的要求)：（1）“先寫后讀”相關(guān)：在先的指令先寫入，在后的指

14、令才能讀的關(guān)聯(lián)，稱“先寫后讀”相關(guān)。（2）“寫寫”相關(guān)：在先的指令先寫入，在后的指令才能寫的相關(guān)。（3）“先讀后寫”相關(guān)：在先的指令先讀，在后的指令才能寫的相關(guān)，稱“先讀后寫”相關(guān)。s46. 全局相關(guān)的處理：（1） 猜測法：概率相近時(shí)宜選用i+1 不成功轉(zhuǎn)移分枝；概率不均等時(shí)，宜選用高概率分支（2） 加快和提前形成條件碼（3） 采取延遲轉(zhuǎn)移（4） 加快短循環(huán)程序的處理47. 流水機(jī)器原中斷處理：主要是為了處理好中斷點(diǎn)現(xiàn)場的保存和恢復(fù)。48. 向量的流水處理：將向量數(shù)據(jù)表示和流水線技術(shù)結(jié)合起來，構(gòu)成向量流水處理機(jī)，使向量運(yùn)算最能充分發(fā)揮出流水線效率。49. 向量的三種處理方法：（1）橫向(水平)

15、處理方法：以元素為單位，逐個(gè)求向量元素值。 例如求：D=A*(B+C)，則進(jìn)行bi+cik，k*aidi操作。 橫向處理適合標(biāo)量處理機(jī)，發(fā)揮不出流水的優(yōu)勢。（2）縱向（垂直）處理方式：以向量為單位，對整個(gè)向量求結(jié)果向量。例如求：D=A*(B+C)，則進(jìn)行B+CK，K*AD操作。（3）分組縱橫處理方式：若向量的長度過長，則可分成若干組，使每組都能裝入向量寄存器組，組內(nèi)按縱向方式處理，組間靠軟 件循環(huán)處理。50. 指令級(jí)高度并行的超級(jí)處理機(jī)：（1）超標(biāo)量處理機(jī)（2）超長指令字處理機(jī)（3）超流水線處理機(jī)51. 超標(biāo)量處理機(jī)：多條指令流水線，每個(gè)t同時(shí)流出m條指令(稱為度m)，靠編譯程序優(yōu)化指令執(zhí)行順

16、序。組成：冗余設(shè)置，多套部件（多套單流水線部件），多部件并發(fā)工作。52. 超長指令字處理機(jī)：將水平型微碼和超標(biāo)量處理兩者相結(jié)合。多個(gè)功能部件并發(fā)工作，共享大容量寄存器堆；工作原理如下：1.編譯時(shí)找出潛在并行性，進(jìn)行單指令，多操作，多操作碼，多數(shù)據(jù)壓縮，形成超長指令。2.執(zhí)行時(shí)不檢測并行性與相關(guān)性，直接執(zhí)行。53. 超流水線處理機(jī)：工作原理：每個(gè)t只流出一條指令，但t很小，同超標(biāo)量相比（度為m），是其節(jié)拍（單位時(shí)間）的1/m。超流水線是單流水線，t非常小，相當(dāng)于原流水線的t= t/m。第六章 陣列處理機(jī)54. 陣列處理機(jī)：將大量重復(fù)設(shè)置的處理單元PE按一定方式互連成陣列，在單一控制部件CU控制下

17、對各自所分配的不同數(shù)據(jù)并行 執(zhí)行同一指令規(guī)定的操作，是操作級(jí)并行的SIMD計(jì)算機(jī)。（處理單元PE是不帶指令控制部件的算術(shù)邏輯部件） 從CU看，指令是串行執(zhí)行的，從PE看，數(shù)據(jù)是并行處理的。（主要用于高速向量或矩陣運(yùn)算中）55. 陣列處理機(jī)的基本構(gòu)形：（1）采用分布式存儲(chǔ)器的陣列處理機(jī)構(gòu)形（2）采用集中式共享存儲(chǔ)器的陣列處理機(jī)構(gòu)形56. 陣列處理機(jī)的特點(diǎn)：（1）速度快，潛力大 （2）模塊性好，生產(chǎn)和維護(hù)方便（3）可靠性高，容易實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)和重構(gòu) （4）效率低（5）潛力大（6）依賴于互連網(wǎng)絡(luò)和并行算法（7）需要有一臺(tái)高性能的標(biāo)量處理機(jī)57. 陣列處理機(jī)的并行算法舉例：（1）矩陣加（2）矩陣乘（3）累加

18、和58. SIMD計(jì)算機(jī)的互連網(wǎng)絡(luò)：（1）基本的單級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)（2）多級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)59. 基本的單級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)：（1）立方體單級(jí)網(wǎng)絡(luò)（2）PM2I單級(jí)網(wǎng)絡(luò)（3）混洗交換單級(jí)網(wǎng)絡(luò)60. 多級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)：（1）多級(jí)立方體互連網(wǎng)絡(luò)（2）多級(jí)混洗交換網(wǎng)絡(luò)（3）多級(jí)PM2I網(wǎng)絡(luò)61. 交換開關(guān)：是具有兩個(gè)入端和兩個(gè)出端的交換單元（a.直連 b.交換 c.上播 d.下播）62. 控制方式：對各個(gè)交換開關(guān)進(jìn)行控制的方式（a.級(jí)控制 b.單元控制 c.部分級(jí)控制）63.第七章 多處理機(jī)64. 使用多處理機(jī)的目的：（1）用多臺(tái)處理機(jī)進(jìn)行多任務(wù)處理協(xié)同求解一個(gè)大而復(fù)雜的問題來提高速度（2）領(lǐng)先冗余的處理機(jī)及其重組來提高系

19、統(tǒng)的可靠性、適應(yīng)性和可用性。65. 多指令流多數(shù)據(jù)流系統(tǒng)（MIMD）與單指令流多數(shù)據(jù)流系統(tǒng)（SIMD）的主要差別：并行處理機(jī)（SIMD）多處理機(jī)（MIMD）(1)結(jié)構(gòu)靈活性主要針對向量數(shù)組處理，故具有專用性只需設(shè)計(jì)有限、固定的機(jī)間互連通路為實(shí)現(xiàn)作業(yè)、任務(wù)、程序段的并行，結(jié)構(gòu)應(yīng)靈活多變，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的機(jī)間互連，避免爭用共享的硬件資源。(2)程序并行性并行性存在于指令內(nèi)部 程序員解決并行性存在于指令內(nèi)部和外部(表現(xiàn)在多任務(wù)的并行) 利用算法、程序、編譯、OS、指令、硬件等解決(3)并行任務(wù)活派生由指令反映數(shù)據(jù)間能否并行計(jì)算，并啟動(dòng)多個(gè)處理單元并行工作需專門指令或語句指明程序中各程序段的并發(fā)關(guān)系，控制

20、他們的并發(fā)執(zhí)行，使一個(gè)任務(wù)執(zhí)行時(shí)可派生出另一些任務(wù)(4)進(jìn)程同步本來就是同步的，無需干涉若并發(fā)程序之間有數(shù)據(jù)相關(guān)或控制依賴，需要采取同步措施(5)資源分配和任務(wù)調(diào)度可知道實(shí)際參加并行執(zhí)行的處理單元數(shù)無法知道并行執(zhí)行的處理單元數(shù)故需要解決資源分配任務(wù)調(diào)度66. 多處理機(jī)（MIMD）存在的主要技術(shù)問題：（1）硬件結(jié)構(gòu)上，如何解決好處理機(jī)、在座器模塊及I/O了系統(tǒng)間的互連。（2）如何最大限度開發(fā)系統(tǒng)的并行性，以實(shí)現(xiàn)多處理機(jī)各級(jí)的全面并行。（3）如何選擇任務(wù)和子任務(wù)的大小，即任務(wù)的粒度，使并行度高，輔助開銷小。（4）如何協(xié)調(diào)好多處理機(jī)中各并行執(zhí)行的任務(wù)和進(jìn)程間的同步問題（5）如果將任務(wù)分配到多處理機(jī)上

21、，解決好處理機(jī)調(diào)度、任務(wù)高度和資源分配，防止死鎖。（6）一旦某處理機(jī)發(fā)生故障，如何對系統(tǒng)進(jìn)行重新組織，而不使其癱瘓。（7）多處理機(jī)機(jī)數(shù)增多后，如何能給編程者提供良好的編程環(huán)境，減輕程序的復(fù)雜性。67. 多處理機(jī)有緊耦合和松耦合兩種。68. 緊耦合多處理機(jī)：通過共享主存實(shí)現(xiàn)處理機(jī)間通訊的，其通訊速率受限于主存頻寬。（各處理機(jī)與主存經(jīng)互連網(wǎng)絡(luò)連接）（處理機(jī)數(shù)受限于a.互連網(wǎng)絡(luò)帶寬 b.各處理機(jī)訪主存沖突的概率）69. 松耦合多處理機(jī)：每臺(tái)處理機(jī)都有一個(gè)容量圈套的局部存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)經(jīng)常用的指令和數(shù)據(jù)，以減少緊耦合系統(tǒng)中存在的訪主存沖突。(不同處理器之間通過a.通道互連實(shí)現(xiàn)通信或通過b.消息傳送系統(tǒng)

22、MTS來交換信息)70. 多處理機(jī)機(jī)間互連的形式：（1）總線（2）環(huán)形互連（3）交叉開關(guān)（4）多端口存儲(chǔ)器（5）開關(guān)樞紐結(jié)構(gòu)71. 提高總線形式的系統(tǒng)效率的辦法：（1）用優(yōu)質(zhì)調(diào)頻同軸電纜來提高總線的傳輸速率（2）用多總線方式來減少訪總線的沖突概率。72. 解決多個(gè)處理機(jī)同時(shí)訪問公用總線的沖突的仲裁算法：（1）靜態(tài)優(yōu)先級(jí)算法（2）固定時(shí)間片算法（3）動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)算法（4）先來先服務(wù)算法73. 并行程序設(shè)計(jì)語言基本要求：能使程序員在其余靈活方便地表示出各類并行性，能在各種并行/向量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中高效地實(shí)現(xiàn)74. 并行進(jìn)程的特點(diǎn)：這些進(jìn)程在時(shí)間上重疊地執(zhí)行，一個(gè)進(jìn)程未結(jié)束，另一個(gè)進(jìn)程就開始75. 并行任

23、務(wù)的派生：使一個(gè)任務(wù)在執(zhí)行的同時(shí)，派生出可與它并行執(zhí)行的其他 一個(gè)或多個(gè)任務(wù)，分配給不同的處理機(jī)完成76. 多處理機(jī)的操作系統(tǒng)：（1）主從型（2）各自獨(dú)立型（3）浮動(dòng)型77.第八章 其他系統(tǒng)結(jié)構(gòu)78. 脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：（1） 結(jié)構(gòu)簡單、規(guī)整，模塊化強(qiáng)，可擴(kuò)充性好，非常適合用超大規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)。（2） PE間數(shù)據(jù)通信距離短、規(guī)則，使數(shù)據(jù)流和控制流的設(shè)計(jì)、同步控制等均單單規(guī)整。（3） 所有PE能同時(shí)運(yùn)算，具有極高的并行性；輸入數(shù)據(jù)能被多個(gè)處理單元重復(fù)使用，大大減輕了陣列與外界I/O通信量（4） 脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)的構(gòu)形與特定計(jì)算任務(wù)和算法密切相關(guān)，具有某種專用性，限制了應(yīng)用范圍，這對VLSI是不利

24、的。79. 發(fā)展通用脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)的途徑：（1） 通過增設(shè)附加的硬件，對陣列的拜年結(jié)構(gòu)和互連方式用可編程開關(guān)進(jìn)行重構(gòu)（2） 用軟件把不同的算法映象到固定的陣列結(jié)構(gòu)上（3） 探尋與問題大小無關(guān)的脈動(dòng)陣列處理方法，以及VLSI去處系統(tǒng)的侵害矩陣算法，使它們可以克服陣列只能求解固定大小題目的缺陷，同時(shí)探尋發(fā)展適合一類計(jì)算問題的通用算法和相應(yīng)的設(shè)置方案。80. 大規(guī)模并行處理機(jī)MMP：將數(shù)百至數(shù)萬個(gè)高性能、低成本的RISC微處理器用互連網(wǎng)絡(luò)互連組成的系統(tǒng)。81. 機(jī)群系統(tǒng)：將多個(gè)高性能的工作站或高檔微型計(jì)算機(jī)，使用調(diào)整的通信網(wǎng)絡(luò)加以互連組成的系統(tǒng)。82. 機(jī)群系統(tǒng)比起傳統(tǒng)的并行處理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：（1） 系

25、統(tǒng)有高的性能價(jià)格比。（2） 系統(tǒng)的開發(fā)周期短（3） 系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好（4） 系統(tǒng)的資源利用率高（5） 用戶投資風(fēng)險(xiǎn)小（6） 用編程方便83. 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)流方式：只要一條或一組指令所要求的操作數(shù)全部全部準(zhǔn)備就緒，就可以立即激發(fā)相應(yīng)的指令或指令組執(zhí)行。84. 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)流方式的特點(diǎn)：沒有通常的共享變量的概念，即沒有共享存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的概念，指令執(zhí)行順序只受指令中數(shù)據(jù)相關(guān)性的制約，數(shù)據(jù)是以數(shù)據(jù)令牌方式直接在指令之間傳遞的。85. 控制驅(qū)動(dòng)的控制方式的特點(diǎn)：通過訪問共享存儲(chǔ)單元讓數(shù)據(jù)在指令之間傳遞；指令執(zhí)行的順序性隱含于控制流中，可以顯式使用專門的控制操作符來實(shí)現(xiàn)并行處理；指令執(zhí)行順序受程序計(jì)算機(jī)器的控制，即受控制令牌所支配。86. 數(shù)據(jù)令牌：實(shí)質(zhì)上是一種表示某一操作數(shù)或參數(shù)已準(zhǔn)備就緒的標(biāo)志。87. 需求驅(qū)動(dòng)計(jì)算：按需求值，只有當(dāng)某一函數(shù)需要用到某一自變量時(shí)，才驅(qū)動(dòng)對該自變量的求值操作，是一種滯后求值的策略。88. 數(shù)據(jù)流是基于（1）異步性和（2）函數(shù)性的一種計(jì)算模型。（1）異步性：是指一旦操作數(shù)到齊就開始操作，這是數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)開拓并行性的基礎(chǔ)。（2）函數(shù)性：是指每一數(shù)據(jù)流操作都是消耗一組輸入值，產(chǎn)生一組輸出值而不發(fā)生副作用，具有變量出現(xiàn)在賦值語句左邊僅一次的單賦值我，從而保證任何兩個(gè)并發(fā)操作可以按任意次序執(zhí)行