您好、欢迎来到现金彩票网!
当前位置:2019跑狗图高清彩图 > 向量指令 >

并行机器

发布时间:2019-07-25 09:38 来源:未知 编辑:admin

  声明:百科词条人人可编辑,词条创建和修改均免费,绝不存在官方及代理商付费代编,请勿上当受骗。详情

  所谓并行性(parallelism)是指在同一时刻或是同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不相同的工作。只要时间上互相重叠,就存在并行性。并行机器,也可以称做并行计算机,是指机器在同一时间内能处理多个指令或多个数据项。并行机器广泛用于大型科学、工程计算和大型事务处理

  随着各个领域对高性能计算的要求越来越高,尤其是多媒体领域大数据量高实时性的需求,使得传统的单处理器体系结构已经很难适应大规模并行计算的需求,于是多处理器并行体系结构逐渐成为研究的热点。

  并行机器,是指机器在同一时间内能处理多个指令,多个数据项或不同任务。多种级别的并行度现在已经成为并行计算机设计的推动力量,而能耗和成本则是主要约束条件。可以分为应用程序和计算机硬件。

  (2) 任务级并行(TLP),它的出现是因为创建了一些能够单独处理但大量采用并行方式执行的工作任务。

  (1) 指令级并行在编译器的帮助下,利用流水线之类的思想适度开发数据级并行,利用推理执行之类的思想以中等水平开发数据级并行。

  (2) 向量体系结构和图形处理器(GPU)将单条指令并行应用于一个数据集,以开发数据级并行。

  (3) 线程级并行在一种紧耦合硬件模型中开发数据级并行或任务级并行,这种模型允许在并行线程之间进行交互。

  (4) 请求级并行在程序员或操作系统指定的大量去耦合任务之间开发并行。

  单指令流多数据流(Single Instruction Stream Multiple Data Stream,SIMD)

  SIMD以并行处理机为代表,并行处理机包括多个重复的处理单元PU1~PUn,由单一指令部件控制,按照同一指令流的要求为它们分配各自所需的不同的数据。

  多指令流单数据流(Multiple Instruction Stream Single Data Stream,MISD)

  MISD的结构,它具有n个处理单元,按n条不同指令的要求对同一数据流及其中间结果进行不同的处理。一个处理单元的输出又作为另一个处理单元的输入。

  多指令流多数据流(Multiple Instruction Stream Multiple Data Stream,MIMD)

  MIMD的结构是指能实现作业、任务、指令等各级全面并行的多机系统,多处理机就属于MIMD。

  标量和向量计算机之间的主要区别在于标量计算机只允许用标量操作数,而向量处理器却还允许用向量操作数。从这个观点看,向量处理机只不过是在标量处理机之上发展了一步。一旦 提供了向量操作数除去一个元素一个元素地简单分 配标量操作以外,当然还要对向量操作数规定新的功能。这种处理机上的指令流混有标量和向量两类 指令。虽然该系统通常是面向高性能数据传送的,但 也具有十分完整的I/O功能。

  至于应用,用向量、矩阵、或张量(包括稀疏矩 阵/向量)等数学概念能表达的任何一种大规模计算,都可作为实际对象。在向量处理机上,算法(和应 用对比)及其编码已有重要发展。

  向量处理的机器概念是向量的数学抽象模型,但二者并不等同。更明确地说,通过向量处理机获得的计算结果有可能要取决于执行操作数的次序,尤其当结果向量共享操作数向量的存储单元时,更是如此。“向量冒险性”这个概念在现代系统里是通过能保证数据完整性的胜任软件对终点用户或程序员进行屏蔽的。因此,对用户来说,能获得期望的数学结果

  最简单的向量指令是一些基本的向量操作,它指明用两个向量操作数中各按顺序的(标量)元素完成一个标量操作,每对向量元素产生一个标量结果,且许多标量结果聚集构成向量结果。变换指令也使用向量操作数。这些指令中的几个例子是向量内积以及和数归约指令,它们都获得标量结果。

  对称多处理(英语:Symmetric multiprocessing,缩写为 SMP),也译为均衡多处理、对称性多重处理,是一种多处理器的电脑硬件架构,在对称多处理架构下,每个处理器的地位都是平等的,对资源的使用权限相同。现代多数的多处理器系统,都采用对称多处理架构,也被称为对称多处理系统(Symmetric multiprocessing system)。在这个系统中,拥有超过一个以上的处理器,这些处理器都连接到同一个共享的主存上,并由单一操作系统来控制。在多核心处理器的例子中,对称多处理架构,将每一个核心都当成是独立的处理器。

  在对称多处理系统上,在操作系统的支持下,无论进程是处于用户空间,或是核心空间,都可以分配到任何一个处理器上运行。因此,进程可以在不同的处理器间移动,达到负载平衡,使系统的效率提升。

  大规模并行处理机(Massively Parallel Processor)是由多个由微处理器,局部存储器及网络接口电路构成的节点组成的并行计算体系;节点间以定制的高速网络互联。大规模并行处理机是一种异步的多指令流多数据流,因为它的程序有多个进程,它们分布在各个微处理器上,每个进程有自己独立的地址空间,进程之间以消息传递进行相互通信。

  许镇宇 主编.计算机科学与工程百科全书.天津:天津科学技术出版社.1991.第1286-1294页

http://bluecaleel.com/xiangliangzhiling/283.html
锟斤拷锟斤拷锟斤拷QQ微锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷微锟斤拷
关于我们|联系我们|版权声明|网站地图|
Copyright © 2002-2019 现金彩票 版权所有