《计算机系统结构》张晨曦 概念总汇 第8章.doc

第8章 多处理机 集中式共享存储器结构 由几个到几十个处理器构成的MIMD机器。各处理器通过大容量的Cache和总线互连，共享一个单独的物理存储器。又称为对称式共享存储器结构机器或者UMA机器。 分布式存储器结构 处理器的规模较大，存储器分布到各个处理器上，而非采用集中式。系统中每个结点包含了处理器、存储器、I／O以及互连网络接口。 通信延迟 通信延迟＝发送开销＋跨越时间＋传输延迟＋接收开销 跨越时间 数字信号从发送方的线路端传送到接收方的线路端所经过的时间。 传输时间 全部的消息量除以线路带宽。 分布式共享存储器或可缩放共享存储器体系结构 物理上分离的多个存储器作为一个逻辑上共享的存储空间进行编址，如果一个处理器具有访问权，就可以访问任何一个其他的局部存储器。 共享存储器机器 共享地址空间的机器。利用load和store指令中的地址隐含地进行数据通信。 消息传递机器 多个地址空间的机器。数据通信要通过处理器间显式地传递消息来完成。 私有数据 供一个单独的处理器使用的数据。 共享数据 供多个处理器使用的数据。 共享数据的迁移 把远程的共享数据项副本放在本处理器局部的Cache中使用，从而降低了对远程共享数据的访问延迟。 共享数据的复制 把多个处理器需要同时读取的共享数据项的副本放在各自局部Cache中使用。复制不仅降低了访存的延迟，也减少了访问共享数据所产生的冲突。 Cache一致性协议 对多个处理器维护Cache一致性的协议。 写顺序化 写操作顺序化，使得对同一存储器单元所进行的写操作顺序在所有处理器看来都是相同的。 目录 用一种专用的存储器所记录的数据结构，它记录着可以进入Cache的每个数据块的访问状态、该块在各个处理器的共享状态以及是否修改过等信息。 监听法 当物理存储器中的数据块被调入Cache时，其共享状态信息与该数据块一起放在该Cache中。系统中没有集中的状态表。这些Cache通常连在共享存储器的总线上，各个Cache控制器通过监听总线来判断它们是否有总线上请求的数据块。 写作废协议 在一个处理器写某个数据项之前保证它对该数据项有唯一的访问权。 写更新协议 当一个处理器写某数据项时，通过广播使其他Cache中所有对应的该数据项副本进行更新。 宿主结点 存放有存储器块和对应地址目录项的结点。 原子交换 将一个存储单元的值和一个寄存器的值进行交换，且交换是不可分的。 旋转锁 指处理器环绕一个锁不停地旋转而请求获得该锁。 栅栏同步 并行循环程序中一个常用的同步操作。 栅栏强制所有到达该栅栏的进程进行等待，直到全部的进程到达栅栏，然后释放全部的进程，从而形成同步。栅栏的典型实现是用两个旋转锁：一个用来记录到达栅栏的进程数，另一个用来封锁进程直至最后一个进程到达栅栏。 细粒度多线程技术 在每条指令之间都能进行线程的切换，从而导致多个线程的交替执行。通常以时间片轮转的方法实现这样的交替执行，在轮转的过程中跳过当时处于停顿的线程。 粗粒度多线程技术 线程之间的切换只发生在时间较长的停顿出现时。 同时多线程技术 简称SMT。它是一种在多流出、动态调度的处理器上同时开发线程级并行和指令级并行的技术，是对多线程技术的一种改进。