1673多處理機(jī)的并行和性能-資料下載頁
2025-09-20 19:09本頁面
【導(dǎo)讀】并行語言與并行編譯。并行算法的定義和分類。多處理機(jī)并行算法的研究思路。算法規(guī)定了求解某一特定問題時(shí)的有窮。并行算法是指可同時(shí)執(zhí)行的多個(gè)進(jìn)程的。按運(yùn)算基本對(duì)象：數(shù)值型（基于代數(shù)運(yùn)。按并行進(jìn)程間的操作順序不同：同步型，按計(jì)算任務(wù)的大?。杭?xì)粒度，中粒度，降低單個(gè)問題求解的時(shí)間。增加問題求解規(guī)模、提高問題求解精度。根據(jù)問題的求解過程，把任務(wù)分成若干子任。首先，將原問題分成p個(gè)獨(dú)立的近乎大小相等的子問題；其次，將原問題規(guī)模從大到小逐漸分解成一些特性相同的子問題；分治很自然地導(dǎo)致遞歸過程，其注意力集中在子問題地合并。使用遞歸計(jì)算，將需要處理的數(shù)據(jù)間的距離逐步加倍，經(jīng)k步。此法特別適合于處理以鏈表或有根樹之類為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的問題。并以同樣的速率計(jì)算之。設(shè)計(jì)全新的并行算法。此方法有難度，但通?？僧a(chǎn)生高效的并行算法。小的任務(wù)，目的是盡量開拓并行性。行中通信情況，以檢測(cè)上述劃分粒度的合理性。并行算法的基本性能指標(biāo)
【正文】 40 C(I,J)=C(I,J)+A(I,K)*B(K,J) J=7 30 CONTINUE 20 DO 30 I=0,7 JOIN 8 C(I,J)=0 處理機(jī) t J=0 J=1 J=2 J=3 J=7 J=4 J=5 J=6 FORK 7次 JOIN 8 JOIN 8 JOIN 8 JOIN 8 JOIN 8 JOIN 8 JOIN 8 JOIN 8 時(shí)間 資源時(shí)間圖 多處理機(jī)與并行處理機(jī)的區(qū)別 ? 并行處理機(jī)的每一條指令要求 8個(gè)處理單元完全同步地對(duì) j=0,1,..7的不同數(shù)組進(jìn)行運(yùn)算。在多處理機(jī)中，不需要也不會(huì)完全同步。 操作級(jí)與任務(wù)級(jí) ? 多處理機(jī)中可用處理機(jī)數(shù)目對(duì)程序編寫沒有影響。 塊結(jié)構(gòu)語言 ? ? 把可并行執(zhí)行的進(jìn)程用 cobegincoend括起來處理 ,最后一條語句執(zhí)行完成后，方可執(zhí)行后續(xù)語句。 ? 該語句可嵌套；可使用共享變量，但不允許修改。 舉例 1 begin S0。 Cobegin S1。S2,… 。Sn。coend Sn+1。 end S0 S3 S1 Sn Sn+1 舉例 2 Begin S0。 cobegin S1。 begin S2。 cobegin S3。S4。S5。coend S6。 end S7。 coend S8。 end S0 S2 S4 S3 S5 S1 S7 S6 S8 多處理機(jī)性能 ? 引起峰值性能下降的原因是： ? 因處理機(jī)間通信而產(chǎn)生的延遲 ? 一臺(tái)處理機(jī)與其它處理機(jī)同步所需的開銷 ? 當(dāng)沒有足夠多任務(wù)時(shí)，一臺(tái)或多臺(tái)處理機(jī)處于空閑狀態(tài) ? 由于一臺(tái)或多臺(tái)處理機(jī)執(zhí)行無用的工作 ? 系統(tǒng)控制和操作調(diào)度所需開銷 多處理機(jī)性能（續(xù)） ? 研究多處理機(jī)的目的： ? 提前 5年得到速度高 10倍的機(jī)器。 或用 1/10的價(jià)格獲得一臺(tái)高性能的機(jī)器。 ? 如果設(shè)計(jì)得好，在某些適合進(jìn)行并行處理得應(yīng)用領(lǐng)域，可以達(dá)到：提前 10年得到速度高 100倍的機(jī)器 或用 1/100的價(jià)格獲得一臺(tái)高性能的機(jī)器。 ? 并行性在很大程度上依賴于 E/C比值， 其中： ? E代表程序執(zhí)行時(shí)間 ? C代表通信開銷。 多處理機(jī)性能（續(xù)） ? 通常： E/C比值小，并行性低。 E/C比值大，并行性高 ? 如果把作業(yè)分解成較大的塊，就能得到較大的E/C值，但是所得到的并行性比最大可能的并行性要小得多。 ? E/C比值是衡量任務(wù)粒度 (Granularity)大小的尺度 ? 在粗粒度（ Coarsegrain）并行情況下， E/C比值比較大，通信開銷小 多處理機(jī)性能（續(xù)） ? 在細(xì)粒度（ Finegrain）并行情況下， E/C比值比較小，通信開銷大 ? 細(xì)粒度并行性需要的處理機(jī)多，粗粒度并行性需要的處理機(jī)少。 ? 細(xì)粒度并行性的基本原理是把一個(gè)程序盡可能地分解成能并行執(zhí)行的小任務(wù)。在極端情況下，一個(gè)小任務(wù)只完成一個(gè)操作。 167。 4 多處理機(jī)的操作系統(tǒng) ? 多處理機(jī)操作系統(tǒng)的難度與特點(diǎn) ? 多處理機(jī)操作系統(tǒng)的類型 ? 多處理機(jī)操作系統(tǒng)的的發(fā)展 多處理機(jī)操作系統(tǒng)的難度 ? 處理機(jī)的分配和進(jìn)程調(diào)度 ? 進(jìn)程間的同步 ? 進(jìn)程間的通信 ? 存儲(chǔ)系統(tǒng)的管理 ? 文件系統(tǒng)的管理 ? 系統(tǒng)重組 多處理機(jī)操作系統(tǒng)的特點(diǎn) ? 程序執(zhí)行的并行性 ? 分布性 ? 機(jī)間通信與同步性 ? 系統(tǒng)容錯(cuò)性 多處理機(jī)操作系統(tǒng)的類型 ? 主從型 (Masterslave Configuration) ? 管理程序只在主處理機(jī)上運(yùn)行。 ? 硬件結(jié)構(gòu)、管理、控制簡單，對(duì)主處理機(jī)要求高。 ? 用于工作負(fù)荷固定、從處理機(jī)能力明顯低的緊耦合、異構(gòu)型、非對(duì)稱多處理機(jī)系統(tǒng)。 ? 實(shí)現(xiàn)簡單，經(jīng)濟(jì)，方便 多處理機(jī)操作系統(tǒng)的類型（續(xù)） ? 各自獨(dú)立型（ Separate Supervisor） ? 每個(gè)處理機(jī)有獨(dú)立的管理程序在運(yùn)行。 ? 管理程序可再入，可靠性高，系統(tǒng)表格少，系統(tǒng)效率高；實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、訪存沖突解決和負(fù)載平衡較困難。 ? 效率高； ? 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜， ? 適合于松耦合多處理機(jī) 多處理機(jī)操作系統(tǒng)的類型（續(xù)） ? 浮動(dòng)型 (Floating Supervisor) ? 管理程序在多個(gè)處理機(jī)間浮動(dòng)。 ? 管理程序可再入，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，負(fù)載平衡較好。 ? 折衷方式； ? 靈活性； ? 適合于緊耦合型，同構(gòu)型；
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