清华大学郑纬民老师计算机体系结构chpt9

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1、计算机系统结构第一章基本概念第六章向量处理机第二章指令系统第七章互连网络第三章存储系统第八章并行处理机第四章输入输出系统第九章多处理机第五章标量处理机PDF文件使用"FinePrintpdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cn第九章多处理机两个或两个以上处理机(包括PU和CU)，通过高速互连网络连接起来，在统一的操作系统管理下，实现指令以上级（任务级、作业级）并行。按照Flynn分类法，多处理机系统属于MIMD计算机。PDF文件使用"FinePrintpdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cn第九章多处理

2、机9.1多处理机结构9.2多处理机性能模型9.3多处理机实例PDF文件使用"FinePrintpdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cn9.1多处理机结构多处理机系统由多个独立的处理机组成，每个处理机都能够独立执行自己的程序。它有多种分类方法：9.1.1松散偶合多处理机9.1.2紧密偶合多处理机9.1.3多处理机系统的特点PDF文件使用"FinePrintpdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cn多处理机系统有多种分类方法：按照处理机之间的连接程度：紧密偶合多处理机和松散偶合多处理机。按照是否共享主存储器

3、：共享存储器多处理机和分布存储器多处理机。按照处理机是否相同：同构型多处理机和异构型多处理机。按照处理机的个数：大规模并行处理机MPP和对称多处理机SMP。PDF文件使用"FinePrintpdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cn按照PE与IOP之间互连方式：对称型：每个IOP能连接到所有PE上非对称型：每个IOP只与一个PE连接冗余对称型：一个PE与多个IOP连接按照存储器的访问方式：均匀存储器，UMA模型非均匀存储器，NUMA模型只有Cache，COMA模型另外，多向量处理机，机群系统（Cluster）等也称为多处理机系统。PDF文件使

4、用"FinePrintpdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cn9.1.1松散偶合多处理机处理机之间的连接频带比较低通过输入输出接口连接处理机间互为外围设备进行连接例如，IBM公司的机器，都可以通过通道到通道的连接器CTC把两个不同计算机系统的IOP连接起来。通过并口或串口把多台计算机连接起来例如，用串行口加一个MODEL拨号上网，也可以直接连接；多台计算机之间的连接需要有多个接口。PDF文件使用"FinePrintpdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cn通过Ethernet网络接口连接多台计算机速度达

5、10Mb、100Mb、1Gb，Mynet已经达到1.28Gb和2.56Gb。当通信速度要求更高时，可以通过一个通道和仲裁开关CAS（ChannelandArbiterSwitch）直接载存储器总线之间建立连接。在CAS中有一个高速的通信缓冲存储器。PDF文件使用"FinePrintpdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cnCPUCPUCPU000LMLM……LM000IOPIOPIOP000互连网络通过多输入输出输出口连接的多处理机PDF文件使用"FinePrintpdfFactoryPro"试用版本创建鈥旨缀缀缀模当更关经总中更关冲模达载开

6、模达关CPULMIOPCPULMIOPCASCAS模块０模块n-1互连网络通过消息传送系统连接的松散耦合多处理机PDF文件使用"FinePrintpdfFactoryPro"试用版本创建缀www.fineprint.com.cn9.1.2紧密偶合多处理机处理机之间共享主存储器，通过高速总线或高速开关连接。主存储器有多个独立的存储模块每个CPU能够访问任意一个存储器模块通过映象部件MAP把全局逻辑地址变换成局部物理地址通过互连网络寻找合适的路径，并分解访问存储器的冲突多个输入输出处理机IOP也连接在互连网络上，I/O设备与CPU共享主存储器。PDF文件使用"FinePrintpdf

7、FactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cn处理机个数不能太多，几个到十几个紧密偶合方式要求有很高通信频带。可以采用如下措施：(1)采用高速互连网络(2)增加存储器模块个数，一般n?m，取1～2倍之间。(3)每个存储器模块再分成多个小模块，并采用流水线方式工作。(4)每个CPU都有自己的局部存储器LM。(5)每个CPU设置一个Cache。PDF文件使用"FinePrintpdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cn