朋友们,对于并行计算机组成包括_并行计算机体系结构,很多人可能不是很了解。因此,今天我将和大家分享一些关于并行计算机组成包括_并行计算机体系结构的知识,希望能够帮助大家更好地理解这个话题。
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并行计算的基本体系结构
并行计算科学中主要研究的是空间上的并行问题。从程序和算法设计人员的角度来看,并行计算又可分为数据并行和任务并行。一般来说,因为数据并行主要是将一个大任务化解成相同的各个子任务,比任务并行要容易处理。
空间上的并行导致了两类并行机的产生,按照Flynn的说法分为:单指令流多数据流(SIMD)和多指令流多数据流(MIMD)。我们常用的串行机也叫做单指令流单数据流(SISD)。MIMD类的机器又可分为以下常见的五类:并行向量处理机(PVP)、对称多处理机(SMP)、大规模并行处理机(MPP)、工作站机群(COW)、分布式共享存储处理机(DSM)。 并行计算机有以下五种访存模型:
均匀访存模型(UMA)
非均匀访存模型(NUMA)
全高速缓存访存模型(COMA)
一致性高速缓存非均匀存储访问模型(CC-NUMA)
非远程存储访问模型(NORMA)。
不像串行计算机那样,全世界基本上都在使用冯·诺伊曼的计算模型;并行计算机没有一个统一的计算模型。不过,人们已经提出了几种有价值的参考模型:PRAM模型,BSP模型,LogP模型,C^3模型等。
并行计算机体系结构的技术途径
时间重叠
时间重叠即时间并行。在并行性概念中引入时间因素,即多个处理过程在时间上相互错开,轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分,以加快硬件周转时间而赢得速度。
资源重复
资源重复即空间并行。在并行性概念中引入空间因素,以数量取胜的原则,通过重复设置硬件资源,大幅度提高计算机系统的性能,随着硬件价格的降低,这种方式在单处理机中广泛使用,而多处理机本身就是实施“资源重复”原理的结果。
时间重叠+资源重复
在计算机系统中同时运用时间并行和空间并行技术,这种方式在计算机系统中得到广泛使用,成为并行性主流技术。
资源共享
这是一种软件方法。它使多个任务按一定时间顺序轮流使用同一套硬件设备。例如多道程序、分时系统就是遵循“资源共享”原理而产生的。资源共享既降低了成本,又提高了计算机设备的利用率。
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