计算机机系统结构仅供自考用

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1、并行处理机和多处理机系统的概念、并行处理机与多处理机系统的区别、多处理机运行过程。多处理机性能模型SIMD计算机的概念SIMD计算机处理任务的性能计算。并行处理机与多处理机系统的区别：§并行处理机的并行性在于指令内部，而多处理机的并行性在于指令外部。§并行处理机把同种操作集中在一起，由指令直接启动各个PE同时工作。多处理机用专门的指令来表示并发关系，一个任务开始执行时能够派生出与它同时执行的另一些任务，如果任务数多于处理机数，多余的任务进入排队器等待。§并行处理机只有一个CU，自然同步。多处理机执行时间可能互不相同它们的

2、工作进度不会也不必保持相同。多处理机性能模型：当多处理机系统以峰值速度运行时，所有处理机都在做着有用的工作，没有一台处理机处于空闲状态。N台处理机对系统性能都有贡献，系统的处理速度随N的增加而增加。但以下原因引起系统不能达到峰值性能：……(请复习教材347页)典型例子：试在含一个PE的SISD机和在含8个PE的且连接成一个线性环的SIMD机上计算假定完成每个加法用30ns，乘法50ns，沿双向环在相邻PE间移数需要10ns。（1）SISD计算机上计算S需要多少时间？（2）SIMD计算机上计算S需要多少时间？（3）SIMD

3、上计算S相对于SISD计算机的加速比是多少？解：(1)在SISD机上，无需移数，所有运算是串行的，需要8次加法，7次乘法，因此：T0=8x30+7x50=590ns(2)在SIMD机上，首先将8个加法分配到8个处理机上，然后在4个处理机上执行4次乘法，需移数1次（4个处理机同时），然后再执行2次乘法，需移数2次（同时），最后再执行一次乘法（移数4次），因此所需  http://www.csai.cn  T8=1x30+3x50+(1+2+4)x10=250ns(3)加速比S=T0/T8=590/250=2.36在SIMD

4、上计算过程说明如下：1：在8个PE上执行加法，结果在8个PE中2：在PE2、PE4、PE6、PE8上执行乘，需要将PE1、PE3、PE5、PE7的运算结果分别移到PE2、PE4、PE6、PE83：在PE4、PE8上执行乘法，需要将PE2、PE6的运算结果分别移到PE4、PE84：在PE8上执行一次乘法，需要将PE4的运算结果移到PE8。最后运算结果在PE8上。