第九章 并行体系结构

1、基本概念

• 并行性：并行性是指计算机系统具有可以同时进行运算或者操作的特性，它包括同时性与并发性两种含义；同时性是指两个或两个以上的事件在同一时刻发生；并发性是指两个或两个以上的事件在同一时间间隔发生（如分时交替执行、重叠执行等）。

• VLIW处理机：由编译程序在编译时找出指令间潜在的并行性，进行适当调度安排，把多个能并行执行的操作组合在一起，成为一条具有多个操作段的超长指令。由这条超长指令去控制VLIW处理机中多个互相独立工作的功能部件，每个操作段控制一个功能部件，相当于同时执行多条指令。

• 超线程技术：同时调度多个线程执行，即多条指令流，按一定的策略往超标量流水线中交替/混合发射指令。流水线处理机可以同时处理来自不同线程的多条指令，可有效避免单指令流中的相关问题。

• 向量处理机：采用流水线技术实现向量处理，向量的分量源源不断地进入流水线，各个分量的处理时间重叠，整体上提高向量的处理速度。流水线满载以后，每个时钟周期向流水线发射一组分量，每个时钟周期输出一组分量的运算结果。

• 对称多处理机SMP：结构与功能相同的多处理机通过总线或专用网络连接在一起，共享主存和I/O设施，由集中操作系统统一管理，提供各处理机的作业/任务调度、以及处理机间的同步，使得多个处理机的存在对用户是透明的，感觉就是一个处理机。

• 机群系统：是由一组完整的计算机（指离开机群系统仍能独立运行自己任务，有自己的操作系统、内存、I/O设施，一般称为节点），通过标准通信协议、商品化网络（易于连接应用）连接在一起，在机群软件（中间件）统一管理调度下，可作为一个统一的计算资源协同工作，使用户感觉就是一个计算机系统

2、体系结构的分类（Flynn分类法）

（1）单指令流单数据流SISD：传统单处理机系统
（2）单指令流多数据流SIMD：向量处理机
（3）多指令流单数据流MISD：没意义
（4）多指令流多数据流MIMD：多处理机系统、机群系统