計算機組成原理超級總結(jié)之：簡答題（上）_跨考網(wǎng)

1．機群系統(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)計環(huán)境；?(3)負載平衡技術(shù)；(4)多種并行語言的支持；?(5)全局資源的管理與利用。

2．MIMD處理機與SIMD處理機相比有哪些特點？
????(1)?它有多個控制器，至少有多個指令部件，用以對各個PE實現(xiàn)單獨的控制，而又相互協(xié)調(diào)配合。
????(2)?多處理機的外圍設(shè)備要能夠被多個PE分別調(diào)用，因而要通過互連網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)接，而不象并行處理機的外圍設(shè)備那樣統(tǒng)一訪問主存儲器進行程序和數(shù)組的有規(guī)則的傳送。
????(3)?并行處理機由于主要完成數(shù)組向量運算，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)對準上，可以做得比較簡單，但是，多處理機由于互連網(wǎng)絡(luò)必須滿足各個PE隨機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PE也是必需的。

3．在對稱型多處理機（SMP）系統(tǒng)中，解釋UMA、NUMA和COMA的含義，并分別敘述它們的特點。
????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多處理機模型的特點是：物理存儲器被所有處理機均勻共享。所有處理機對所有存儲字具有相同的存取時間。每臺處理機可以有私用高速緩存,外圍設(shè)備也以一定形式共享。
????NUMA多處理機模型的特點是：其訪問時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，可被所有的處理機訪問。處理機訪問本地存儲器是比較快的，但訪問屬于另一臺處理機的遠程存儲器則比較慢，因為通過互連網(wǎng)絡(luò)會產(chǎn)生附加時延。
????COMA多處理機模型的特點是：一種只用高速緩存的多處理機。COMA模型是NUMA機的一種特例，只是將后者中分布主存儲器換成了高速緩存，在每個處理機結(jié)點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。遠程高速緩存訪問則借助于分布高速緩存目錄進行。

(1)?虛擬共享存儲器的其基本思想是：將物理上_______在各個處理機內(nèi)的局部存儲器，在邏輯上_______?，形成一個統(tǒng)一的______?來實現(xiàn)存儲器的共享。每個處理機可以訪問全局存儲器的任一位置，用戶可以把它當成一個_______?。
????(2)?虛擬共享存儲器系統(tǒng)的主要優(yōu)點有：_______?；________?；_________?；和__________?。
????(3)?目前，實現(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?可擴充性好?有較好的軟件移植性
(3)?硬件實現(xiàn)?操作系統(tǒng)和庫實現(xiàn)?編譯實現(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．簡述多處理機系統(tǒng)有什么特點？
????? 多處理機的主要特點包括：結(jié)構(gòu)的靈活性、程序并行性、并行任務(wù)派生、進程同步、資源分配和進程調(diào)度。

6并行處理機與流水線向量處理機的優(yōu)缺點。

??? ????SIMD計算機利用大量處理單元對向量所包含的各個分量同時進行運算，與流水線向量處理機相比，SIMD計算機依靠的并行措施是資源重復(fù)，而不是時間重疊；而且它的每個處理單元要擔(dān)負多種處理功能，其效率比多個單功能流水線部件要低一些。所以，只有在硬件價格大幅度下降，加上系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不斷改進，SIMD計算機才具有較好的性能價格比。但是，要論提高運算速度，SIMD計算機主要依靠增多處理單元的個數(shù)，與流水線處理機主要依靠縮短時鐘周期相比，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一些。流水線的向量處理機處理短向量時，流水線建立和排空時間的比例加大；而在SIMD計算機中，短向量對速度的影響較小。SIMD計算機基本上是一臺向量處理專用計算機。流水線向量處理機接到主機上是為了執(zhí)行主機的一些有關(guān)操作或子程序，以此分擔(dān)主機的部分功能，從而提高主機的有效運算速度，它們還不能被認為是系統(tǒng)的主體。