計(jì)算機(jī)組成原理超級總結(jié)之：簡答題（上）_跨考網(wǎng)

1．機(jī)群系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)有：
????(1)高效的通信系統(tǒng)；?(2)并行程序設(shè)計(jì)環(huán)境；?(3)負(fù)載平衡技術(shù)；(4)多種并行語言的支持；?(5)全局資源的管理與利用。

2．MIMD處理機(jī)與SIMD處理機(jī)相比有哪些特點(diǎn)？
????(1)?它有多個(gè)控制器，至少有多個(gè)指令部件，用以對各個(gè)PE實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的控制，而又相互協(xié)調(diào)配合。
????(2)?多處理機(jī)的外圍設(shè)備要能夠被多個(gè)PE分別調(diào)用，因而要通過互連網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)接，而不象并行處理機(jī)的外圍設(shè)備那樣統(tǒng)一訪問主存儲器進(jìn)行程序和數(shù)組的有規(guī)則的傳送。
????(3)?并行處理機(jī)由于主要完成數(shù)組向量運(yùn)算，它的PE和MM之間的數(shù)據(jù)交往是比較有規(guī)則的，存儲器訪問的地址變換功能下必要求太高，因而互連網(wǎng)絡(luò)的作用主要放在數(shù)據(jù)對準(zhǔn)上，可以做得比較簡單，但是，多處理機(jī)由于互連網(wǎng)絡(luò)必須滿足各個(gè)PE隨機(jī)地訪問主存儲器的要求，所以，連接模式、頻帶和路徑選擇等問題都要復(fù)雜得多。存儲映射部件對每一個(gè)PE也是必需的。

3．在對稱型多處理機(jī)（SMP）系統(tǒng)中，解釋UMA、NUMA和COMA的含義，并分別敘述它們的特點(diǎn)。
????根據(jù)存儲器和外圍資源如何共享或分布，把共享存儲型多處理機(jī)分為三種模型：
????UMA：均勻存儲器存取(Uniform-Memory-Access)模型；
????NUMA：非均勻存儲器存?。∟onuniform-Memory-Access）模型；
????COMA：只用高速緩存的存儲器結(jié)構(gòu)(Cache-Only?Memory?Architecture)模型。
????UMA多處理機(jī)模型的特點(diǎn)是：物理存儲器被所有處理機(jī)均勻共享。所有處理機(jī)對所有存儲字具有相同的存取時(shí)間。每臺處理機(jī)可以有私用高速緩存,外圍設(shè)備也以一定形式共享。
????NUMA多處理機(jī)模型的特點(diǎn)是：其訪問時(shí)間隨存儲字的位置不同而變化。其共享存儲器物理上是分布在所有處理機(jī)的本地存儲器上。所有本地存儲器的集合組成了全局地址空間，可被所有的處理機(jī)訪問。處理機(jī)訪問本地存儲器是比較快的，但訪問屬于另一臺處理機(jī)的遠(yuǎn)程存儲器則比較慢，因?yàn)橥ㄟ^互連網(wǎng)絡(luò)會產(chǎn)生附加時(shí)延。
????COMA多處理機(jī)模型的特點(diǎn)是：一種只用高速緩存的多處理機(jī)。COMA模型是NUMA機(jī)的一種特例，只是將后者中分布主存儲器換成了高速緩存，在每個(gè)處理機(jī)結(jié)點(diǎn)上沒有存儲器層次結(jié)構(gòu),全部高速緩沖存儲器組成了全局地址空間。遠(yuǎn)程高速緩存訪問則借助于分布高速緩存目錄進(jìn)行。

(1)?虛擬共享存儲器的其基本思想是：將物理上_______在各個(gè)處理機(jī)內(nèi)的局部存儲器，在邏輯上_______?，形成一個(gè)統(tǒng)一的______?來實(shí)現(xiàn)存儲器的共享。每個(gè)處理機(jī)可以訪問全局存儲器的任一位置，用戶可以把它當(dāng)成一個(gè)_______?。
????(2)?虛擬共享存儲器系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)有：_______?；________?；_________?；和__________?。
????(3)?目前，實(shí)現(xiàn)虛擬共享存儲器系統(tǒng)主要途徑有：________?；_________?；和??，F(xiàn)有的虛擬共享存儲器系統(tǒng)大多數(shù)采用______?和_______?，或采用_______?結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)。

(1)?分散?統(tǒng)一編址?虛擬地址空間?全局共享存儲系統(tǒng)
(2)?編程容易?系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活?可擴(kuò)充性好?有較好的軟件移植性
(3)?硬件實(shí)現(xiàn)?操作系統(tǒng)和庫實(shí)現(xiàn)?編譯實(shí)現(xiàn)?第一種途徑?第二種途徑?第一和第二兩種途徑

4．Cache一致性問題由什么引起的，主要采用哪兩種方法解決？
??????? Cache一致性問題主要由共享可寫的數(shù)據(jù)、進(jìn)程遷移、I/O傳輸?shù)仍虍a(chǎn)生，目前主要采用監(jiān)聽協(xié)議和基于目錄的協(xié)議，這兩種協(xié)議分別適用于不同的結(jié)構(gòu)。

5．簡述多處理機(jī)系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？
????? 多處理機(jī)的主要特點(diǎn)包括：結(jié)構(gòu)的靈活性、程序并行性、并行任務(wù)派生、進(jìn)程同步、資源分配和進(jìn)程調(diào)度。

6并行處理機(jī)與流水線向量處理機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。

??? ????SIMD計(jì)算機(jī)利用大量處理單元對向量所包含的各個(gè)分量同時(shí)進(jìn)行運(yùn)算，與流水線向量處理機(jī)相比，SIMD計(jì)算機(jī)依靠的并行措施是資源重復(fù)，而不是時(shí)間重疊；而且它的每個(gè)處理單元要擔(dān)負(fù)多種處理功能，其效率比多個(gè)單功能流水線部件要低一些。所以，只有在硬件價(jià)格大幅度下降，加上系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)，SIMD計(jì)算機(jī)才具有較好的性能價(jià)格比。但是，要論提高運(yùn)算速度，SIMD計(jì)算機(jī)主要依靠增多處理單元的個(gè)數(shù)，與流水線處理機(jī)主要依靠縮短時(shí)鐘周期相比，其提高速度的潛力要大得多；如果有很好的互連網(wǎng)絡(luò)相配合，則多處理單元的功能和靈活性將會更強(qiáng)一些。流水線的向量處理機(jī)處理短向量時(shí)，流水線建立和排空時(shí)間的比例加大；而在SIMD計(jì)算機(jī)中，短向量對速度的影響較小。SIMD計(jì)算機(jī)基本上是一臺向量處理專用計(jì)算機(jī)。流水線向量處理機(jī)接到主機(jī)上是為了執(zhí)行主機(jī)的一些有關(guān)操作或子程序，以此分擔(dān)主機(jī)的部分功能，從而提高主機(jī)的有效運(yùn)算速度，它們還不能被認(rèn)為是系統(tǒng)的主體。