82. 同步总线和异步总线特点。
答:
同步总线所有的设备都有统一的时钟。同步总线的成本低,因为它不需要设备之间互相确定时序的逻辑。缺点是总线操作的速度受时钟的影响。由于设备都需要精确的以公共时钟为定时参考,因此频率一旦高,容易出现时钟漂移错误。
异步总线没有统一的时钟,设备内部自己定时。设备之间的信息传送由总线发送器和接收器控制。异步总线适用更加广泛,扩充时不用担心时钟时序和时钟同步的问题。但传输时异步总线要增加额外的同步开销。
83. 解释IO系统带来的一致性问题。
答:
1)存储器中可能不是CPU产生的最新数据,所以I/O系统从存储器中取得是旧数据; 2)I/O系统与存储器交换数据之后,在Cache中,被CPU使用的可能会是旧数据。 84. IO系统一致性问题的解决方法。
答:
1)利用写直达方法。但如果是写回法,必须进行地址检查,确保I/O使用的数据不在Cache中;
2)Cache中的数据在I/O操作之后能够及时更新,保证I/O操作的数据不在Cache中,如果在需要作废Cache中的相应数据。
85. 并行计算的应用分类? 答:
(1)计算密集型 (2)数据密集型
(3)网络密集型
86. 什么是Flynn分类法。
答:
把计算机分成单指令流单数据流(SISD)、 单指令流多数据流(SIMD)、 多指令流单数据流(MISD)、 多指令流多数据流(MIMD)四种处理模式机器。
87. MIMD机器分为哪两类? 答:
按照存储器结构和互连策略的不同分为集中式共享存储器结构和分布式存储器结构。
88. 简述分布式存储器结构的优缺点。 答:
优点:(1) 如果大多数的访问是针对本结点的局部存储器,则可降低对存储器和互连网络的带宽要求;(2) 对局部存储器的访问延迟低。
缺点:处理器之间的通信较为复杂,且各处理器之间访问延迟较大。
89. 简述分布式存储器结构的两种地址空间组织方式。 答:
(1) 物理上分离的多个存储器可作为一个逻辑上共享的存储空间进行编址。这类机器的结构被称为分布式共享存储器(DSM)或可缩放共享存储器体系结构。DSM机器被称为NUMA(non-uniform memory access)机器。
(2) 整个地址空间由多个独立的地址空间构成,它们在逻辑上也是独立的,远程的处理器不能对其直接寻址。
90. 简述多处理机系统可采用的两种通信模式。
答:
共享地址空间的机器利用Load和Store指令中的地址隐含地进行数据通信。
多个地址空间的机器通过处理器间显式地传递消息完成 (消息传递机器),消息传递机器根据简单的网络协议,通过传递消息来请求某些服务或传输数据,从而完成通信。
91. 评价多处理器系统通信机制性能的三个方面是什么? 答:
通信带宽、通信延迟、通讯延迟隐藏机制的效率。 92. 共享存储器通信的主要优点。 答:
(1) 与常用的集中式多处理机使用的通信机制兼容。
(2) 当处理器通信方式复杂或程序执行动态变化时易于编程,同时在简化编译器设计方面也占有优势。
(3) 当通信数据较小时,通信开销较低,带宽利用较好。 (4) 通过硬件控制的Cache减少了远程通信的频度,减少了通信延迟以及对共享数据的访问冲突。
93. 消息传递通信机制的主要优点。 答:
(1) 硬件较简单。
(2) 通信是显式的,从而引起编程者和编译程序的注意,着重处理开销大的通信。
94. 多处理机的数据一致性问题产生的原因。
答:
I/O操作:Cache中的内容可能与由I/O子系统输入输出形成的存储器对应部分的内
容不同。
共享数据:不同处理器的Cache都保存有对应存储器单元的内容。
95. 怎样定义多处理机存储器是“一致的”
答:
如果对某个数据项的任何读操作均可得到其最新写入的值,则认为这个存储系统是一致的。
96. 实现集中式共享存储器体系结构一致性的基本方案? 答:
共享数据的迁移:降低了对远程共享数据的访问延迟。
共享数据的复制:不仅降低了访存的延迟,也减少了访问共享数据所产生的冲突。
97. 简述维护Cache一致性的两种共享数据跟踪技术。
答:
目录:物理存储器中共享数据块的状态及相关信息均被保存在一个称为目录的地方。 监听:每个Cache除了包含物理存储器中块的数据拷贝之外,也保存着各个块的共享状态信息。
98. 简述在集中式共享存储器体系结构中两种维护Cache一致性的两种协议。
答:
写作废协议:在一个处理器写某个数据项之前保证它对该数据项有唯一的访问权。 写更新协议:当一个处理器写某数据项时,通过广播使其它Cache中所有对应的该数据项拷贝进行更新。
99. 简述写作废和写更新协议性能上的差别。 答:
1)对同一数据的多个写而中间无读操作的情况,写更新协议需进行多次写广播操作,而在写作废协议下只需一次作废操作。
2)对同一块中多个字进行写,写更新协议对每个字的写均要进行一次广播,而在写作废协议下仅在对本块第一次写时进行作废操作。
3)从一个处理器写到另一个处理器读之间的延迟通常在写更新模式中较低。而在写作废协议中,需要读一个新的拷贝。 100.
简述在分布式共享存储器体系结构中目录协议中目录的含义。
答:
一种专用的存储器所记录的数据结构,它记录着可以进入Cache的每个数据块的访问状
态、该块在各个处理器的共享状态以及是否修改过等信息。
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