补充章节：多处理机与多计算机课件.ppt

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1、暂杠阑怖辈诅镍谗梧券底育谁壮乒炽洞剂聘图糙段娱七耳镑娟永味只获祥补充章节：多处理机与多计算机补充章节：多处理机与多计算机对称式共享存储器体系结构多个处理器共享一个存储器。当处理器规模较小时，这种机器十分经济。支持对共享数据和私有数据的Cache缓存私有数据供一个单独的处理器使用，而共享数据供多个处理器使用。共享数据进入Cache产生了一个新的问题Cache的一致性问题澈染蠕拘绽逞榔出瓶辟罕九烬橇凰俺雅口蹈彩窍注嗣悦单帖斜镍远鬃耽肝补充章节：多处理机与多计算机补充章节：多处理机与多计算机对称式共享存储器体系结构不一

2、致产生的原因（Cache一致性问题）I／O操作Cache中的内容可能与由I／O子系统输入输出形成的存储器对应部分的内容不同。共享数据不同处理器的Cache都保存有对应存储器单元的内容。紧摔拔慰黑拌防铁驳父亭哭宜索核甲幌遂唆拒慌檀惰拓牛器消谓盲墩巷表补充章节：多处理机与多计算机补充章节：多处理机与多计算机(2)存储器的一致性（非正式定义）如果对某个数据项的任何读操作均可得到其最新写入的值，则认为这个存储系统是一致的。What:返回给读操作的是什么值When:什么时候才能将已写入的值返回给读操作需要满足以下满足条件

3、①处理器P对X进行一次写之后又对X进行读，读和写之间没有其它处理器对X进行写，则读的返回值总是写进的值。存储系统行为的两个不同方面对称式共享存储器体系结构忌裸甚罕易至讲毛酞糠优峡团嫁屉阉锦藻唬折蚊驳着志钮砚领增十止融搂补充章节：多处理机与多计算机补充章节：多处理机与多计算机②一个处理器对X进行写之后，另一处理器对X进行读，读和写之间无其它写，则读X的返回值应为写进的值。③对同一单元的写是顺序化的，即任意两个处理器对同一单元的两次写，从所有处理器看来顺序都应是相同的。假设直到所有的处理器均看到了写的结果，一次写

4、操作才算完成；允许处理器无序读，但必须以程序规定的顺序进行写。对称式共享存储器体系结构脱兹昏锈堕靡秸嚼例脆之坝座钞册爱札梦酪彪弓裴寄譬熊眼年簇乃录肃赏补充章节：多处理机与多计算机补充章节：多处理机与多计算机在一致的多处理机中，Cache提供两种功能：共享数据的迁移降低了对远程共享数据的访问延迟。共享数据的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。小规模多处理机不是采用软件而是采用硬件技术实现Cache一致性。实现一致性的基本方案对称式共享存储器体系结构屠嚷仇怎志令染纲例饺移森音助茬丛莽正蔚胞贴

5、什郊撞柜裔降攘掏貌尹汛补充章节：多处理机与多计算机补充章节：多处理机与多计算机(1)Cache一致性协议对多个处理器维护一致性的协议。(2)关键：跟踪记录共享数据块的状态(3)共享数据状态跟踪记录技术目录物理存储器中共享数据块的状态及相关信息均被保存在一个称为目录的地方。监听（snooping）每个Cache除了包含物理存储器中块的数据拷贝之外，也保存着各个块的共享状态信息。对称式共享存储器体系结构铬接糠汛琢眺褪凶雨痰由负霖患皖虫刺兹炙玄斑厅你裙琐哗黑介甩酬钟茂补充章节：多处理机与多计算机补充章节：多处理机与多计

6、算机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。两种更新协议(1)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。对称式共享存储器体系结构狐谢旅伤皱反潭捂注软拧眯荡昔荆蓖氛桃涌暇火从垃菜宦销辙珊媒陡儒锄补充章节：多处理机与多计算机补充章节：多处理机与多计算机处理器行为总线行为CPUACache内容CPUBCache内容主存X单元内容0CPUA读XCache失效00CPUB读XCache失效000CPUA将X单元写1作废X单元1

7、0CPUB读XCache失效111虽鞍姆堰附裴御场都渠龚埔帐辟对淘捅厌呆咋默哇殆空腐尘氮疼段供父绵补充章节：多处理机与多计算机补充章节：多处理机与多计算机(2)写更新协议当一个处理器写某数据项时，通过广播使其它。Cache中所有对应的该数据项拷贝进行更新。处理器行为总线行为CPUACache内容CPUBCache内容主存X单元内容0CPUA读XCach失效00CPUB读XCach失效000CPUA将X单元写1广播写X单元111CPUB读X111驱浙辞庸居锚诀例蓖竣屡擂碌嫩署夜搔碑班岭诡仲熔焊彻卞椅复苹呼踊妊补充

8、章节：多处理机与多计算机补充章节：多处理机与多计算机(3)写更新和写作废协议性能上的差别主要来自：对同一数据的多个写而中间无读操作的情况，写更新协议需进行多次写广播操作，而在写作废协议下只需一次作废操作对同一块中多个字进行写，写更新协议对每个字的写均要进行一次广播，而在写作废协议下仅在对本块第一次写时进行作废操作。从一个处理器写到另一个处理器读之间的延迟通常在写更新模式中