自考：02325计算机系统结构复习资料11

第七章　多处理机

1.多处理机在结构、程序并行性、算法、进程同步、资源分配和调试上与并行处理机有什么差别？
答：
    多处理机与并行处理机的主要差别是并行性的等级不同。
    （1）结构灵活性。多处理机制结构灵活性高于并行处理机。
    （2）程序并行性。并行处理机是操作级并行，并行性仅存在于指令内部，识别比较容易，由程序员掌握程序并行性的开发;多处理是指令、任务、作业并行，并行性主要存在于指令外部，另外还存在于指令内部，识别比较困难，必须利用多种途径开发程序的并行性。
    （3）并行任务派生。并行处理机工作能否并行工作由指令决定，多处理机必须有专门指令指明程序能否并行执行，派生的任务数是动态变化的。
    （4）进程同步。并行处理机的进程同步是自然的，而多处理机必须采取同步措施。
    （5）资源分配和任务调度。多处理机的资源分配和任务调度比并行处理机复杂得多。

2.多处理机有哪些基本特点？发展这种系统的主要目的可能有哪些？多处理着重解决哪些技术问题？
答：
    ○多处理机的基本特点：
    多处理机具有两台以上的处理机,在操作系统控制下通过共享的主存或输入/输出子系统或高速通讯网络进行通讯.结构上多个处理机用多个指令部件分别控制,通过机间互连网络通讯;算法上不只限于处理向量数组,还要实现更多通用算法中的并行;系统管理上要更多地依靠软件手段,有效解决资源分配和管理,特别是任务分配,处理机调度,进程的同步和通讯等问题.
    ○使用多处理机的目的:
    一是用多台处理进行多任务处理协同求解一个大而复杂的问题来提高速度,二是依靠冗余的处理机及其重组来提高系统的可靠性,适应性和可用性.
    ○多处理着重要解决的技术问题:
    （1）硬件结构上，如何解决好处理机、存储器模块及I/O子系统间的互连。
    （2）如何最大限度开发系统的并行性，以实现多处理要各级的全面并行。
    （3）如何选择任务和子任务的大小，即任务的粒度，使并行度高，辅助开销小。
    （4）如何协调好多处理机中各并行执行任务和进程间的同步问题。
    （5）如何将任务分配到多处理机上，解决好处理机调度、任务调度、任务调度和资源分配，防止死锁。
    （6）一旦某个处理发生故障，如何对系统进行重新组织，而不使其瘫痪。
    （7）多处理机机数增多后，如何能给编程者提供良好的编程环境，减轻程序的复杂性。

3.分别画出4*9的一级交叉开关以及用两级2×3的交叉开关组成的4×9的Delta网络，比较一下交叉开关设备量的多少？
解答：
    4*9的一级交叉开关如下图所示：

    两级2×3的交叉开关组成的4×9的Delta网络如下图所示：

    2^2*3^3有Delta网络由5个2*3的交叉开关组成，其交叉开关的结点数由一级网络的36个减少到现在Delta网络中的2*3*5=30个。
剖析：
    第一级有2个2*3的交叉开关，第2级有3个2*3的交叉开关，级间采用混洗拓扑。