并行计算机体系结构.PPT

并行计算机体系结构计算机体系结构的分类SISD体系结构:单指令流单数据流以单一的指令流从存储器取指令,以单一的数据流从存储器取操作数并将结果写回存储器SIMD体系结构:单指令流多数据流单一的控制部件,多个处理部件阵列处理机和向量处理机MISD体系结构:多指令流单数据流(流水线处理机):多个处理部件,多条指令同时在一份数据上进行操作MIMD体系结构:多指令流多数据流多处理机系统:共享物理内存一致性内存访问(UMA)非一致性内存访问(NUMA)仅高速缓存访问(COMA)多计算机系统:MPP:大规模并行处理系统COW:工作站集群并行计算机系统的性能问题硬件性能指标:延迟时间:CPU发送分组至接收到响应的时间间隔带宽:系统每秒能传送的信息量软件性能指标:加速比:一个程序在有n个处理器的计算机上运行和在只有一个处理器的计算机上运行的速度之比获得更高的性能:增加更多的CPU,但要能够保持相同的CPU平均带宽和不变的平均延迟时间减少或隐藏延迟时间的技术:数据复制,数据预取,多线程技术,使用无阻塞的写并行计算机系统的软件技术控制模式:使用一个控制线程的方式使用多个线程控制的方式并行粒度:多个独立线程协同工作解决同一个问题在一个程序调用了一个过程后并不等待调用结束就继续往下执行,使调用者和被调用者并行运行进程用某种方法创建多个线程,所有的线程都在进程的地址空间中运行并行计算机系统的软件技术计算模式:单程序多数据模式:系统由多个独立的进程组成,它们都运行相同的程序,但处理的数据集合不同流水线式:分阶段计算模式:分而治之式多完成人模式并行计算机系统的软件技术通信方式:共享变量消息传递同步原语**