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1、网络处理器NP的困境网络处理器NP是更加接近ASIC的处理器：期望能够达到接近ASIC的性能，同时又提供灵活的编程能力。
在不是十分复杂的网络应用中，网络处理器是比较适合的。
但是如果应用复杂的话，由于受限于一定的微码空间和不够灵活的业务处理流程，网络处理器就显得比较被动了。
使用网络处理器设计整个系统，会从一定程度上降低整个系统对于修改或者升级业务需求方面的响应速度，固定大小的微码空间也限制了应用的丰富性；不同的网络处理器对业务应用的适应性也存在各种各样的限制，对于真正的灵活业务应用，网络处理器还是缺乏必需的灵活变通的能力。
2 传统单核处理器发展的瓶颈图2 单核处理器发展的瓶颈处理性能高低与处理器、内存以及I/O外设访问的速度也是密切相关的。
从图中可以看出，在性能提升方面，处理器主频，内存访问速度以及I/O访问速度的发展十分不平衡。
处理器的主频每两年就要翻一番，而内存访问的速度要每六年才能提高一倍，而I/O访问的速度要提高一倍的话需要八年的时间。
所以处理器与I/O的发展不均衡已经对整机性能提升产生了很大的瓶颈，单纯依靠提高处理器主频来提升整个系统的性能已经不可行，因为大部分时间，CPU 都在等待内存或者I/O访问的返回才能继续下一步的工作。
而高主频处理器的设计对生产制造工艺要求非常高，生产难度大，成品率也较低，因此造成生产的成本居高不下。
3 希望：多核处理器从用户角度看，他们需要的是一种编程简单，针对市场需求升级容易，而且能提供强大吞吐量的处理器产品。
因此，符合上述特征的新一代处理器产品及解决方案便成为市场争相追逐的焦点。
图3 微处理器的竞争布局从上图可以看到，对于网络设备而言，采用的微处理器有以下几类：1. 嵌入式CPU2. 通用CPU3. ASIC芯片4. 网络处理器（NP）从处理器的报文转发能力上看：通用CPU < 嵌入式CPU < 网络处理器 < ASIC而从四到七层业务处理能力上看：ASIC < 嵌入式CPU < 网络处理器 < 通用CPUl 通用CPU通用CPU一般指x86系列，主要厂家是Intel和AMD。
多线程和多核的关系随着计算机技术的不断发展，多线程和多核成为了当前计算机领域中备受关注的两个概念。
对于计算机应用和性能优化来说，多线程和多核之间的关系十分密切。
本文将从多线程和多核的定义、特点和关系等方面进行分析和探讨。
多线程和多核的定义多线程是指在一个进程内同时运行多个独立的任务，其中每个任务称为一个线程。
多线程能够提高程序的并发性和响应速度，充分利用计算机的CPU资源，提高程序效率和性能。
多核是指一个物理处理器内部有多个处理单元，其中每个单元被称为一个核心，多核处理器可同时处理多个任务，提高系统的性能和处理速度。
多线程和多核的特点多线程和多核都是为了充分利用计算机资源，提高计算机的处理能力和性能。
但是它们的特点和优势是不同的。
具体如下：1、多线程（1）能够实现任务之间的并发执行，提高程序的响应速度和效率。
（2）能够更好地利用CPU资源，提高计算机的效率和性能。
（3）在多核计算机中尤为重要，能够更好地利用多核处理器的处理能力，进一步提高计算机的性能。
2、多核（1）能够实现同时处理多个任务，提高系统的性能和处理速度。
（2）在处理大量数据、多线程运算及计算密集型任务时，优势更明显。
（3）能够提供更高的处理能力，更好地满足计算机应用的需要。
多线程和多核的关系多线程和多核的关系主要是体现在并发性和并行性方面。
多线程能够实现并发执行多个任务，而多核则能够实现并行处理多个任务。
多线程在多核中的优势主要体现在以下几个方面：1、更好地利用多核处理器的处理能力，提高系统的性能和效率。
2、能够更好地处理多个任务之间的并发性问题，提高程序的响应速度和效率。
3、能够更好地满足计算机应用的需要，提高应用的处理能力和性能。
但是，多线程和多核的关系也存在一些问题和挑战。
具体如下：1、线程之间的调度和同步问题。
多线程在多核环境中需要更加精细地控制线程之间的调度和同步，以充分利用多核的处理能力。
2、线程间的竞争和锁问题。
多线程中存在多个线程争夺同一个资源的情况，需要更好地解决竞争和锁问题，以避免线程间的冲突和死锁。
多核编程一、不定项选择（每题4分）1.计算机的硬件工艺发展顺序是：（A）A.电子管数字计算机、晶体管数字计算机、集成电路数字计算机、大规模集成电路数字计算机B.晶体管数字计算机、电子管数字计算机、集成电路数字计算机、大规模集成电路数字计算机C.电子管数字计算机、集成电路数字计算机、大规模集成电路数字计算机、晶体管数字计算机D.电子管数字计算机、集成电路数字计算机、晶体管数字计算机、大规模集成电路数字计算机2.下面关于Intel 8086芯片于8088芯片的描述，不正确的是：（D）A.8086是第一个16位的微处理器。
B.8088是第一个16位的微处理器。
C.8086每周期能传送或接收16位数据D.8088每周期能传送或接收16位数据3.针对内存的速度瓶颈，英特尔为80386设计了______ 来解决这个速度瓶颈：（B）A.虚拟86B.高速缓存（Cache）4.对一个具体的问题做性能优化时，可以同时在这多个层次上考虑可能的优化手段，一般说来：（AB）A.在越高的层次上进行优化，可能获得的效益越高B.在越低的层次上进行优化工作则相对越容易实现C.在越高的层次上进行优化，可能获得的效益越低D.在越低的层次上进行优化工作则相对越难于实现5.VTune性能分析器中的取样功能有哪几种方式？（AC）A.基于时间取样B.随机取样C.基于事件取样D.线性取样6.Intel调优助手能够给我们自动推荐代码改进办法，主要有以下哪些方面？（BCD）A.算法自动改进B.处理器瓶颈以及改进C.取样向导增强D.超线程7.使用-03编译选项所得的程序，执行效率比使用-02编译选项所得的程序(D)A.髙B.低C.一样D.不一定8.对于函数调用的边际效应，以下表述不正确的是：（B）A.只要函数在调用的过程中改变了某些全局变量的值，我们就称函数调用中有边际效应。
B.存在边际效应的函数调用，其调用次数的不同会对整个程序的行为产生不同的影响。
【闲来无事、做做科普、反正也算是marketing job；教你一分钟看懂CPU多发射超标量/多线程/多核之概念和区别】最近在多个场合大肆宣扬多核多线程，收到对多线程表示不解的问题n多，苦思多日，终得一形象生动的模型，你肯定懂的。
因为是比喻和科普、过于严谨的技术控请勿吐槽。
处理器性能提高之公开秘笈：超标量、多线程、多核。
用于说明的生活模型：高速公路及收费站。
简单CPU的原型：单车道马路 + 单收费闸口，车辆只能一辆辆排队通过，并行度为1。
为了提高通行能力同时积极创收，相关部门运用世界顶尖CPU设计理念，对高速公路系统进行了如下拓宽改造：（1）增加车道（图示为3条车道）；（2）增加收费通道（图示为2个通道）；（3）每个收费通道放置多个收费员（图示每条通道有a和b两个收费窗口）。
其中（1）+（3）组合手段就是所谓的超标量结构，该图示为双发射超标量。
超标量指有多个车道，双发射是指有a和b两位收费员可以同时发卡，把两辆车送到不同车道上去。
手段（2）就是多线程的模型了，原有车道不变、只增加收费通道，这样多个车流来的时候可以同时发卡放行。
从这个比喻来看多线程显然是个非常直观和有用的办法，但为什么在CPU世界中似乎有点模糊难懂的感觉呢？那是因为CPU的指令流喜欢一个挨一个、一列纵队龟速前进，这样的话单通道多收费员还起点作用、多通道就形同虚设了。
收费员1.a和1.b会累死，而2.a和2.b则能够睡觉。
因此把车流进行整队就很重要——这就是并行编程，即要设法把一列纵队排列成多列纵队。
至于多核的概念，那就简单粗暴很多了，直接在这条马路边上进行征地拆迁、新修一条一模一样的高速公路便是，牛吧。
现在大家手机里面的多核，就是并排几条“单收费通道+多车道”的马路，车流稀少、路况不错，不过相关部门表示因为道路利用率底下、经济效益欠佳、回收投资压力巨大。
无论多核还是多线程，都有一个同样的问题需要解决，就是要把车流整成多列纵队，这样多条马路和多个收费通道的并行度才能发挥作用。
cpu多核工作原理
CPU多核工作原理是指在一个CPU芯片中集成多个处理器核心，每个核心都可以独立进行指令的处理和执行。
多核CPU
的工作原理可分为线程级并行和指令级并行两个方面。
线程级并行：多核CPU可以同时运行多个线程，每个核心可
以独立处理一个线程的指令，这样就实现了线程级的并行处理。
每个核心都有自己的寄存器和执行单元，可以独立取指、解码和执行指令。
多核CPU通过硬件调度器将不同的线程分配给
不同的核心运行，以提高系统的并行处理能力和吞吐量。
指令级并行：在一个线程中，多核CPU可以同时执行多条指令，这称为指令级并行。
多核CPU通过分派单元将指令流分
成多个微指令组，并同时将它们分配给多个核心执行。
每个核心内部都有多个处理单元，可以同时执行不同的指令，如整数运算单元、浮点运算单元、向量运算单元等。
通过指令级并行，多核CPU能够提高每个核心的执行效率和吞吐量。
多核CPU的工作原理在于将任务划分为多个线程，然后同时
使用多个核心运行这些线程，从而实现了并行的处理和执行。
这样可以大大提高CPU的处理能力和效率，同时也能更好地
满足多任务和多线程的需求。
多核多线程复习资料1. 什么是CMP单芯片多处理器(Chip Multiprocessors，简称CMP),将大规模并行处理器中的SMP (对称多处理器)集成到同一芯片内，各个理器并行执行不同的进程。
2 .并行计算的菲林分类单指令流单数据流(Si ngle In struction stream Si ngle Data stream, SISD) 单指令流多数据流(Single Instruction stream Multiple Data stream, SIMD ) 多指令流单数据流( Multiple Instruction stream Single Data stream, MISD ) 多指令流多数据流( Multiple In struction stream Multiple Data stream, MIMD )3•进程和线程的区别进程是正在被执行的程序，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位，是一个动态的概念。
线程是程序的有序控制流，是被执行的指令序列。
线程属于进程，线程运行在进程空间内。
4•线程的特点线程因创建而产生，因调度而处于运行状态，因等待资源或事件而处于阻塞状态。
5•分解模式1•任务分解---园丁修理草坪2•数据分解---矩阵相乘&园丁修理草坪3•数据流分解---园丁修理草坪将一个复杂的过程划分成多个任务，这些任务按照某种顺序执行，这种分解方式成为数据流分解。
---要求：理解，分析，举例总结：任务分解下分工工作，相互配合；数据分解模式下分工明确，互不干扰；数据流分解模式下前一个工作是后一个工作开始的前提。
6 •理解处理任务之间的数据依赖关系的战略有什么？变量本地化：最简单的解决方案就是创建，初始化，并使用局部变量改造变量(把共享变量改造成不共享的变量)规约:创建线程1和线程2的局部变量suml和sum2,然后suml初始化，并计算循环的奇数迭代，sum2初始化和计算循环的偶数迭代。
每个线程都独立计算其迭代。
在循环结束时，主线程可以组合规约变量的总和( sum1+ sum2 )。
7 •常用的同步机制1•临界区：每个进程有一个代码段，称为临界区，在那儿共享数据被访问，在任意时刻只允许一个线程对这些资源进行访问。
2. 信号量：包含两个操作：wait （），signal（），wait操作信号量减1，signal操作信号量加1.3. 互斥量：线程互斥是线程之间所发生的一种间接性相互作用，这种相互作用是进程本身不希望的，也是运行线程感觉不到的。
线程互斥可能发生在相关线程之间，也可能发生在不相关进程之间。
互斥量（Mutex）作为一种互斥设备，有两个状态，上锁和空闲。
同一时刻只能有一个线程能够对互斥量加锁。
对于一个已经被加锁的互斥量，当另外一个线程试图对它加锁时，该线程会被阻塞，直到该互斥量被释放。
4. 栅梯：所有线程必须全部完成某段代码之后才能开始下一步的同步方式操作称为barrier。
栅障同步又称为等待同步。
8. 重点理解互斥量两个状态：上锁和空闲互斥量是一种锁，线程对共享资源进行访问之前必须先获得锁，否则，线程保持等待状态，直到锁可用，只有其他线程都不占有它时，一个线程才可以占有它。
占有锁的过程叫做锁定或者获得互斥量。
9. 理解死锁和活锁如果两个线程都各自加锁了一个互斥量，然后申请加锁对方的互斥量，这样会陷入阻塞，这样的话，这两个线程永远不会从阻塞中恢复，此时，这两个线程处于死锁状态。
所谓死锁：是指两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。
此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。
活锁：指的是任务或者执行者没有被阻塞，由于某些条件没有满足，导致一直重复尝试，失败，尝试，失败。
活锁的发生是指线程之间不断冲突，不断退避活锁和死锁的区别在于，处于活锁的实体是在不断的改变状态，所谓的“活”，而处于死锁的实体表现为等待；活锁有可能自行解开，死锁则不能。
10. Inter设计的并行开发流程的4个阶段DESIGN （设计）CODE & DEBUG （编码，调试）VERIFY（验证）TUNE （调试）理解每个Parallel studio组件对应在那个阶段使用Design ---- A dvisor CODE & DEBUG——Composer Verify ------ In spectorTUNE ------ Amplifier并行开发流程四个组件：设计，编码调试，检查，优化并行开发流程的阶段：顾问，设计开发，检查，优化11. 内核对象有线程对象，有互斥量；临界区不是内核对象。
内核对象是由操作系统内核分配的，只能由内核访问的一个内存块，用来供系统和应用程序使用和管理各种系统资源。
内核对象包括存取符号对象、事件对象、文件对象、作业对象、互斥量、管道对象、进程对象、信标对象、线程对象和等待计数器对象等。
不同的内核对象拥有不同的数据结构。
内核对象只能被内核程序访问，应用程序无法在内存中找到这些数据结构并直接改变它们的内容。
句柄是一种指向指针的指针。
Windows中的句柄实际上是一个唯一的数字，它引用一个Windows对象,例如窗口、图标等。
Windows内存管理器在移动对象在内存中的位置后，把对象新的地址告知句柄地址来保存。
这样只需记住句柄地址就可以间接知道对象具体在内存中的哪个位置。
句柄地址(稳定记载着对象在内存中的地址T对象在内存中的地址(不稳定实际对象Windows提供了一组函数，访问并操作内核对象。
当调用一个用于创建内核对象的函数时，该函数就返回一个用于标识该对象的句柄。
句柄可以被视为一个不透明的值，进程中的任何线程都可以使用这个值，将这个句柄传递给Windows的各个函数，这样系统就能知道要操作哪个内核对象。
12. W IN32 多线程AP：CreateThread closeThread waitforSi ngleobject createMutex releaseMutex En tercriticalSect ion leavecriticalSect ionwaitforSi ngleObject WaitForMultipleObjects (线程之间的等待、互斥量加锁) createMutex、releaseMutex 互斥量EnterCriticalsection、LeaveCriticalsection 临界区Win32线程同步的实现全局变量(global variable )事件(Event)互斥量(Mutex)临界区(Critical section)信号量(Semaphore) 互斥量：Mutex对象在不被任何线程拥有时才有信号，而当被拥有时则无信号。
该对象适合用来协调多个线程对共享资源的互斥访问。
1建立互斥体对象，得到句柄：HANDLE CreateMutex(LPSECURITY_ATTRIBUTESpMutexAttributes , BOOL bInitialOwner , LPCTSTR IpName；2在线程可能产生冲突的区域前(即访问共享资源之前) ，将互斥量句柄传给函数：WaitForSingleObject(hMutex, dwMilliseconds)，请求占用互斥对象。
3共享资源访问结束，释放对互斥体对象的占用：ReleaseMutex(hMutex);4关闭互斥量对象句柄：CloseHa ndle(hMutex);互斥对象在同一时刻只能被一个线程占用。
互斥对象属于内核对象，它能够确保线程拥有对单个资源的互斥访问权。
互斥对象包含一个使用数量，一个线程ID和一个计数器。
ID用于标识系统中的哪个线程当前拥有互斥对象，计数器用于指明该线程拥有互斥对象的次数。
临界区critical_setion initialize enter leave delete定义临界区对象，通常为全局变量，方便多个线程对其引用：1CRITICAL_SECTION cs;初始化临界区对象：2InitializeCriticalSection(&cs);进入临界区段：3EnterCriticalSection(&cs);离开临界区段：4LeaveCriticalSect ion(&cs);删除临界区对象：5DeleteCriticalSectio n(&cs);/亠口曰.信号量可按下列步骤使用该对象：首先，创建信号对象：HANDLE佝柄)HANDLE CreateSemaphore();或者打开一个信号对象：HANDLE Ope nSemaphore();然后，在线程访问共享资源之前调用：WaitForSingleObject()；共享资源访问完成后，应释放对信号对象的占用：ReleaseSemaphore()；事件事件对象也属于内核对象，包含一个使用计数，一个用于指明该事件是一个自动重置的事件还是一个人工重置的事件的布尔值，另一个用于指明该事件处于已通知状态还是未通知状态的布尔值。
有两种不同类型的事件对象。
一种是人工重置的事件，另一种是自动重置的事件。
当人工重置的事件得到通知时，等待该事件的所有线程均变为可调度线程。
当一个自动重置的事件得到通知时，等待该事件的线程中只有一个线程变为可调度线程。
13、OpenMP 简介一种面向共享内存以及分布式共享内存的多处理器多线程并行编程语言。
一种能够被用于显式指导多线程、共享内存并行的应用程序编程接口( API)。
OpenMP具有良好的可移植性，支持多种编程语言。
OpenMP能够支持多种平台，包括大多数的类UNIX系统以及Windows NT系统(Windows 2000，Windows XP，Windows Vista 等)。
OpenMP的编程模型以线程为基础，通过编译指导语句来显示地指导并行化，为编程人员提供了对并行化的完整的控制。
OpenMP的执行模型采用Fork-Join的形式。
Fork：创建新线程或唤醒已有线程，Join：多线程的汇合14、OpenMP编译指导语句循环并行化#pragma omp parallel for private ( i) reduction (+;sum)OpenMP的功能由两种形式提供：编译指导语句运行时库函数编译指导语句在编译器编译程序的时候，会识别特定的注释，而这些特定的注释就包含着OpenMP程序的一些语义。
#pragma omp <directive> [clause[ [,] clause] …]其中directive 部分就包含了具体的编译指导语句，包括parallel, for, parallel for, section, sect ions, sin gle, master, critical, flush, ordered 和atomic。
