【计算机系统】阵列处理机、并行处理机和多处理机

简介: 【计算机系统】阵列处理机、并行处理机和多处理机

正文


并行性包括同时性和并发性。其中,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内连续发生。


从计算机信息处理的步骤和阶段的角度来看,并行处理可分为如下几类。


  1. 存储器操作并行
  2. 处理器操作步骤并行(流水线处理机)
  3. 处理器操作并行(阵列处理机)
  4. 指令、任务、作业并行(多处理机、分布式处理系统、计算机网络)


阵列处理机


阵列处理机将重复设置的多个处理单元(PU)按一定方式连成阵列,在单个控制部件(CU)控制下,对分配给自己的数据进行处理,并行地完成一条指令所规定的操作。这是一种单指令流多数据流计算机,通过资源重复实现并行性。


并行处理机


SIMD 和 MIMD 是典型的并行处理机,SIMD 有共享存储器和分布式存储器两种形式。

在具有共享存储器的 SIMD 结构中,将若干存储器构成统一的并行处理机存储器,通过互联网 ICN 为整个并行系统的所有处理单元共享。其中,PE 未处理单元,CU 控制部件,M 为共享存储器,ICN 为互联网络。

13.webp.jpg

共享存储器


分布式存储器的 SIMD 如图所示,其中,PE 为处理单元,CU 为控制部件,PEM 为局部存储器,ICN 为互联网络。含有多个同样结构的处理单元,通过寻径网络的 ICN 为一定的方式互相连接。


14.webp.jpg

分布式存储器


多处理机


多处理机系统是由多台处理机组成的系统,每台处理机有属于自己的控制部件,可以执行独立的程序,共享一个主存储器和所有的外部设备。它是多指令流多数据流计算机。在多处理机系统,机间的互联技术决定了多处理机的性能。多处理机之间的互连要满足高频带、低成本、连接方式的多样性以及在不规则通信情况下连接的无冲突性。


其他计算机


集群一般是指连接在一起的两个或多个计算机(结点)。集群计算机是一种并行或分布式处理系统,由很多连接在一起的独立计算机组成,像一个单集成的计算机资源一样协调工作,主要用来解决大型计算问题。计算机结点可以是一个单处理器或多处理器的系统,拥有内存、I/O 设备和操作系统。连接在一起的计算机集群对用户和应用程序来说像一个单一的系统,这样的系统可以提供一种价格合理的且可获得所需性能和快速而可靠的服务的解决方案。

目录
相关文章
|
2月前
|
存储 算法 安全
操作系统的心脏:深入理解现代操作系统架构与调度机制
本文将探讨现代操作系统的核心概念,包括进程管理、内存管理和 I/O 系统。通过分析这些组件如何协作以提供稳定和高效的计算环境,帮助读者更好地理解操作系统在现代计算中的重要性。我们将从宏观角度出发,逐步深入到微观细节,为读者提供全面而详细的技术解析。
|
3月前
|
算法 Linux 调度
操作系统的心脏:现代操作系统架构的深度解析
本文深入探讨了现代操作系统的架构设计,重点分析了进程管理、内存管理和文件系统等核心组件。通过对Linux和Windows两大主流操作系统的比较,揭示了不同设计哲学在实际应用中的表现。旨在为操作系统开发者提供参考,同时帮助普通用户更好地理解其设备背后的软件机制。 ##
57 2
|
4月前
|
存储 算法 网络协议
了解操作系统的基本原理和常见操作,提高计算机使用效率
了解操作系统的基本原理和常见操作,提高计算机使用效率
48 4
|
3月前
|
缓存
计算机X86架构
【9月更文挑战第7天】计算机的基本工作原理,重点阐述了CPU(中央处理器)及其内部结构,包括运算单元、数据单元和控制单元的功能。文中还解释了内存、总线(地址总线和数据总线)的作用,并简述了x86架构与操作系统交互的关键部分及基本指令集。
|
5月前
|
编译器 芯片
计算机中CPU 架构
【7月更文挑战第27天】
76 2
|
7月前
|
存储 人工智能 缓存
计算机架构:漫游CPU的奥秘世界(一)
计算机架构:漫游CPU的奥秘世界
160 0
|
7月前
|
存储 人工智能 并行计算
计算机架构:漫游CPU的奥秘世界(二)
计算机架构:漫游CPU的奥秘世界
167 0
|
7月前
|
存储 固态存储 内存技术
计算机硬件的基本组成与工作原理
计算机硬件的基本组成与工作原理
|
7月前
|
存储 缓存 C语言
内存与CPU:计算机默契交互的关键解析
内存与CPU之间的密切互动是计算机运行的关键。从RAM到Cache,内存的物理结构和读写过程都影响着计算机的性能。指针在内存中的作用至关重要,就像楼房模型和数组一样,帮助我们理解内存的工作原理。了解内存的重要性,是深入了解计算机运行的第一步。
157 1
内存与CPU:计算机默契交互的关键解析
|
存储 缓存 Rust
计算机底层知识之CPU
CPU的内部结构 推荐阅读指数 ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ CPU是寄存器的集合体 推荐阅读指数 ⭐️⭐️⭐️⭐️ 决定程序流程的程序计数器 推荐阅读指数 ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ 条件分支和循环机制 推荐阅读指数 ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ 函数的调用机制 推荐阅读指数 ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ 通过地址和索引实现数组
127 0
计算机底层知识之CPU