重叠流水和向量处理机-(2)知识分享.ppt

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1、重叠流水和向量处理机-(2)磁盘SM1SM2SMmIPMN……CnPnLMC1P1LMIPCN……………………PION磁带打印机终端网络…(共享存储器)(共享I/O与外设)具有本地存储器、私有高速缓存、共享存储器和共享外围设备的一般处理机系统的互连结构互连网络的特性互连网络通常是用有向边或无向边连接有限个结点的组成互连网络的主要特性有：网络规模：网络中结点的个数结点度：与结点相连接的边数称为结点度。包括入度和出度。进入结点的边数叫入度，从结点出来的边数则叫出度距离：两个结点之间相连的最少边数网络直径：网络中任意两个结点间距离的最大值。用结点间的连接边数表示

2、结点间的线长：两个结点间连线的长度。用米、公里等表示对称性：从任何结点看到拓扑结构都是一样的网络称为对称网络。对称网络比较易实现，编程也较容易。互连网络在传输方面的主要性能参数频带宽度(Bandwidth)：互连网络传输信息的最大速率。传输时间(Transmissiontime)：等于消息长度除以频宽。飞行时间(Timeofflight)：第一位信息到达接收方所花费的时间。传输时延(Transportlatency)：等于飞行时间与传输时间之和。发送方开销(Senderoverhead)：处理器把消息放到互连网络的时间。接收方开销(Receiverover

3、head)：处理器把消息从网络取出来的时间。一个消息的总时延可以用下面公式表示：总时延＝发送方开销＋飞行时间＋消息长度/频宽＋接收方开销例7.1：假设一个网络的频宽为10Mb/S，发送方开销为230us，接收方开销为270us。如果两台机器相距100米，现在要发送一个1000字节的消息给另一台机器，试计算总时延。如果两台机器相距1000公里，那么总时延为多大？解：光的速度为299792.5KM/S，信号在导体中传递速度大约是光速的50％，相距100米时总时延为：相距1000公里时的总时延为：目录互连网络的设计目标及互连函数互连网络应抉择的几个问题基本的单级

4、互连网络基本的多级互连网络全排列网络互连网络的设计目标结构不要复杂，降低成本；互连灵活，满足算法和应用的需要；处理单元间信息交换所需最大传送步数要尽量少，提高速度；互连网络采用规整单一的基本构件组成；模块化，可扩充性；互连网络的标准化互连网络应抉择的几个问题操作方式控制策略交换方法网络的拓扑结构互连网络的分类操作方式：同步、异步、同步异步阵列处理机采用同步方式多处理机采用异步、同步异步组合方式控制方式：集中、分布多数采用集中互连网络的分类（续）交换方法：线路交换、包交换、线路交换/包交换线路交换，建立实际通路，适合大批量数据传输，常采用。包交换，建立虚

5、电路，适合于短数据传送，常用于多处理机系统和计算机网络网络上通常采用分组交换线路交换：无冲突，独享，资源浪费报文（包）交换：有冲突，有缓冲，路由StoredandForward（存储转发）BufferBufferBuffer分组交换：有冲突，有缓冲，分片，路由StoredandForward（存储转发）BufferBufferBuffer互连网络的分类（续）拓扑结构：互连网络入、出端可以实现连接的模式。静态：连接固定。灵活性、适应性差。少使用。一维线形二维环形、星形、树形、胖树形、网格形、脉动阵列形三维旋环形、立方体形、环立方体动态环形网采用移数函数。使用

6、不同的移数函数，可以构成多种环形网。单向环行网：右环网，采用PM2+0函数。左环网，采用PM2-0函数。双向环行网：又称为一维邻居网，采用{PM2+0，PM2-0}函数。环行网是对称的，结点度是常数2。双向环网的直径为N/2，单向环形网的直径是N如果将结点度由2提高至3，可得到弦环网。增加的弦愈多，则结点度愈高，网络直径愈小。10234576循环移数网10234576度为3的弦环网10234576环形网树形和星形网一棵k层二叉树有N＝2k－1个结点，结点度是3，直径是2(k-1)。星形是一种特殊的2层树，结点度很高，为d=N-1，直径是2。二叉胖树的结点度

7、从叶子结点往根结点逐渐增加。胖树缓解了一般二叉树根结点通信速度高的矛盾。二叉树网二叉胖树网星形网网格形网是一种比较流行的网络结构，有各种变体形式。在IlliacIV、MPP、DAP、CM-2和InetlParagon中得到了实现。一般网格网，N＝nk结点的k维网格的结点度为2k，直径为k(n-1)。环网形网格网沿阵列每行每列都有环形连接。一个n×n二元环网的结点度为4。环网是一种对称的拓扑结构。IlliacIV的8×8Illiac网格，其结点度为4，直径为7。一个n×nIlliac网格的直径为d=n-1，为纯网格直径的一半互连网络的分类（续）动态网络：单级

8、：只有有限几种连接，循环网络。多级：多个单级网络串联组合而成。多级