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1.多核与多处理器系统的主要区别是什么？多核处理器（CMP）就是将多个计算内核集成在一个处理器芯片中，从而提高计算能力。
按计算内核的对等与否，CMP可分为同构多核和异构多核。
计算内核相同，地位对等的称为同构多核。
反之称为异构多核。
多处理器指多个CPU，每个CPU可以是单核或多核的。
虽然同时使用多个CPU，但是从管理的角度来看，它们的表现就像一台单机一样。
对称多处理器（SMP）结构是近来最流行的多处理器结构，系统将任务队列对称地分布于多个CPU之上，从而极大地提高了整个系统的数据处理能力，而非对称结构已比较少见。
区别：多处理器系统多年前已经出现，它与多核系统的主要区别是：①多核系统只有一个物理处理器，这个物理处理器包含两个或更多个核，而多处理器系统有两个或更多个物理处理器。
②多核系统与多处理器系统性能相似，但成本常常要低得多，原因是多核处理器比多个相同的单个处理器价格要低，也不需要支持多个处理器的母板，如多处理器插头。
③多核系统也共享计算资源，在多处理器系统中这些资源常常是被复制的，如L2高速缓存和前端总线，多核处理器具有核间通讯和存储共享特点，而多处理器没有。
2.SIMD和MIMD所代表的计算模型是什么？主要区别和各自的系统结构示意图。
SPMD的含义是什么？答案：SIMD是同步并行计算模型，MIMD是异步并行计算模型。
SIMD单指令多数据流，以同步方式，在同一时间内执行同一条指令。
MIMD多指令多数据流，全面的并行处理。
各自的结构示意图：SPMD的含义是Single Program Multiple Data，单程序流多数据流。
(见上图)程序被拆分成多个子任务，子任务在多个处理器以不同的输入同时执行，以加快计算速度。
SIMD同步并行计算模型：①共享存储的SIMD模型(PRAM模型)②分布存储的SIMD模型(SIMD互联网络模型) MIMD异步并行计算模型:①异步PRAM模型②BSP模型③LogP模型④C3模型区别: SIMD计算机是所谓的阵列机，它有许多个处理单元(Pe)，由同一个控制部件管理，所有Pe都接收控制部件发送的相同指令，对来自不同数据流的数据集合序列进行操作。
并发编程实践：充分利用多核处理器和多线程并发编程是指在编写程序时充分利用多核处理器和多线程，实现多个任务的并行执行，以提高程序的性能和响应能力。
在现代计算机系统中，多核处理器已经成为主流，而多线程则是充分利用多核处理器的一种方式。
下面将介绍几个并发编程的实践技巧。
首先，要充分利用多核处理器，可以使用多线程来并行执行多个任务。
在编写程序时，可以将程序划分为若干个独立的任务，并使用多个线程并行执行这些任务。
例如，可以将一个大型图像处理任务分解成多个小任务，然后使用多个线程同时处理这些小任务。
这样可以充分利用多核处理器的并行计算能力，加速任务的执行。
其次，要注意线程之间的同步和互斥。
在多线程编程中，多个线程可能会同时访问共享的资源，如果没有合适的同步和互斥机制，就会导致数据竞争和一致性问题。
为了解决这个问题，可以使用锁、信号量等同步机制，确保多个线程对共享资源的访问是互斥的。
此外，还可以使用条件变量、读写锁等更高级的同步机制，以提高并发性能和资源利用率。
另外，要避免线程间的死锁和饥饿问题。
死锁是指多个线程因相互等待对方释放资源而无法继续执行的情况，而饥饿则是指某个线程因无法获得所需的资源而无法正常执行。
为了避免死锁和饥饿，可以使用避免策略，如按照确定的顺序获取锁资源，避免循环等待，以及使用超时机制等。
另外，要合理使用线程池。
线程池是一种管理线程的机制，它可以维护一定数量的线程，并根据需要分配任务给这些线程执行。
使用线程池可以避免频繁创建和销毁线程的开销，提高程序的性能和资源利用率。
同时，线程池还可以控制线程的数量，避免创建过多线程导致系统资源的浪费。
此外，要合理设置线程的优先级。
线程的优先级决定了线程在竞争CPU时间时的优先级，高优先级的线程会更容易获得CPU时间片。
所以，可以根据任务的紧急程度和重要性，合理设置线程的优先级，以提高任务的响应能力。
最后，要注意并发编程中的异常处理。
由于多个线程并发执行，可能会出现各种异常情况，如线程的中断、异常退出等。
异构多核处理器的编程模型和编译技术杨灿群 李春江国防科学技术大学关键词：异构多核 编程编译引言目前，芯片集成度的发展继续延续摩尔定律，即每18个月左右晶体管的密度翻一番。
照这样的速度，预计到2010年前后，单个芯片能够集成数十亿个晶体管。
而且目前来看，这一趋势将持续相当长的时间。
因此，如何充分利用芯片上大量的晶体管资源设计高性能的微处理器，是当前产业界和学术界普遍关注的问题。
在单芯片上集成多个处理器核构建多核处理器，以便开发更高级别的芯片内部并行性是处理器重要的发展趋势之一。
按照集成方式的不同，多核处理器可以分为同构多核处理器和异构多核处理器。
同构多核处理器在一个芯片内集成了多个同构的处理器核，每个处理器核所面向的工作负载完全相同，因此其设计实现相对简单。
目前，这一类处理器已经全面推向市场，近期主要以双核为主。
异构多核处理器则在一个芯片内集成了多个异构的处理器核，不同结构的处理器核负责处理工作负载中不同类型的操作。
这样，在特定应用领域，异构多核处理器比同构多核处理器能发挥出更高的性能。
因此，异构多核处理器是当前产业界和学术界的研究热点。
异构多核处理器对体系结构和软件两个领域都提出了许多新的研究课题。
在软件方面的关键问题是支持什么样的编程模型、采用哪些编译优化技术才能充分发挥出处理器的高性能。
可以把异构多核处理器抽象为一个异构并行处理系统，其中存在着多个层次的并行性。
面向异构多核处理器的编程模型和编译技术的核心问题是，如何充分开发这个系统中各个层次的并行性。
在并行计算几十年的发展过程中，虽然面向并行系统的编程和编译技术已经取得了相当多的成果，但仍是并行计算发展的瓶颈之一。
异构多核处理器的异构并行结构，为并行编程和编译优化技术提供了新的研究课题，同时也提出了更大的挑战。
异构多核处理器异构多核处理器的结构特点异构多核处理器通常面向特定的应用领域设计，目标是针对特定领域的应用获得高性能。
而针对特定应用领域或者面向解决特定问题来设计计算机系统的微处理器，正是微处理器设计的发展方向。
292学苑论衡一、概述并行计算是高性能计算的代表，是一个国家经济和科技实力的综合体现，也是促进经济、科技发展，社会进步和国防安全的重要工具，是世界各国竞相争夺的战略制高点。
受半导体发热效应的影响，单处理器上的运算速度已经达到极限。
2003年以后，“多核”的并行计算架构逐步成为人类追求更高计算性能的重要途径，并在行业中迅速普及。
并行计算一直应用于航天、国防、气象、能源等国家级重大科研项目，成为“贵族产品”。
随着微电子技术的发展，使用微处理器构建并行计算系统的成本不断下降。
同时，互联网和物联网的发展使高性能计算在“大众市场”的需求日益迫切，Hadoop 的诞生让并行计算“大众化”成为现实，并催生了云计算和大数据。
产业的迅速发展刺激着人才需求的变化，并行计算人才需求开始由研究生向本科生延伸。
总之，无论是计算性能发展的要求，还是产业发展的需求，都给计算机人才的培养带来了重大的影响。
具体的影响是什么？本科教育如何应对？文章就这些问题做了进一步的探讨。
二、并行计算综述（一）并行计算的定义并行计算（Parallel Computing）是一种相对于串行的计算模式，是指使用多种计算资源并行性地解决问题的过程。
狭义上的并行计算尤指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程，它的基本思想是用多个处理器来协同求解同一问题，即将被求解的问题分解成若干个部分，各部分由一个独立的处理机来并行处理。
（二）并行计算的层次架构时间重叠、资源重复和资源共享是并行计算的三种实现技术。
可以在处理单元、CPU、板载和主机等级别上重复资源构建并行架构。
（1）处理单元级并行即以处理单元（PU）为资源重复单位在CPU 内部实现并行计算。
比如阵列处理机、向量处理机和图形处理器（GPU）。
（2）CPU 级并行以CPU 为资源重复单位建立并行架构，即多处理机系统。
比如共享存储模式的对称多处理机（SMP 系统）和分布式存储模式的大规模并行处理机（MPP）系统。
a和m核的应用策略原则一、引言在现代科技的不断发展中，a和m核已经成为了许多领域中的重要应用。
a和m核是一种先进的技术，可以实现高性能计算和处理，广泛应用于人工智能、物联网、云计算以及科学研究等领域。
本文将以这一主题为基础，探讨a和m核的应用策略原则，并分享个人对其的观点和理解。
二、概述a和m核的特点a和m核是一种多核处理器架构，可以同时处理多个任务。
相较于传统的单核处理器，a和m核具有以下几个显著特点：1. 并行计算能力：a和m核可以同时处理多个任务，具有出色的并行计算能力。
这种特点使得a和m核在大规模数据处理、并行计算以及复杂算法运算等方面具有突出的优势。
2. 高能效性：由于a和m核可以同时处理多个任务，相较于单核处理器，它能在更短的时间内完成任务，并且消耗的能量相对较少。
这使得a和m核在能源效率方面更具有优势。
3. 灵活性：a和m核的架构设计可以根据不同的需求进行定制和优化。
这种灵活性使得a和m核适用于不同的应用场景，能够满足不同领域的需求。
三、a和m核应用策略原则在使用a和m核进行应用开发时，有几个原则有助于提高应用性能和效率：1. 任务分解和并行处理：为了充分发挥a和m核的并行计算能力，首先需要对任务进行合理的分解和划分。
通过将任务分解为多个可以并行执行的子任务，可以提高系统的整体性能。
根据任务的特点和依赖关系，确定合适的并行处理策略，避免资源冲突和竞争，提高并行计算的效率。
2. 数据局部性优化：在进行数据处理时，尽量减少对内存和外部存储的访问次数，提高数据的局部性。
通过合理地设计数据结构和算法，以及采用高效的缓存策略，可以减少数据传输开销和延迟，提高运算速度和效率。
3. 能耗控制和优化：由于a和m核的高性能计算能力，其功耗也较高。
在开发a和m核应用时，要考虑合理的能耗控制和优化策略。
通过合理的功耗管理和调度算法，选择合适的处理频率和电压，以降低功耗，延长电池寿命，并提高系统的稳定性和可靠性。
电脑CPU发展的核心技术工艺和发展趋势1多核心技术多核处理器产生的直接原因是替代单处理器，解决微处理器频率上的发展瓶颈。
多核上将集成更多结构简单，低功耗的核心。
与目前主流的双核平台向比，基于多核处理器的平台提供更多的内存和I/O，每一个处理器共同应用内存和I/O提供的相关数据，增强了了所有内核的计算负载，提高了计算精度和计算速度。
另外多核处理器的内核动态加速技术也对提升处理器速度有着非常大的帮助。
在一个四核的Core I7处理器中，当一个任务只需要两个内核时，就可以关闭其他的两个内核，然后把工作的内核运行频率提高，加快运行速率。
这样的动态调整很大程度上提高了系统和CPU整体的处理水平，降低了功耗。
随着广大用户和游戏发烧友对处理器速度追求，多核心技术的应用更加广泛，生产成本也将越来越低。
2超线程技术在21世纪的今天，多线程处理器已经引入服务器领域，硬件多线程已经成为主流应用，并且其在提升处理器性能方面的优势也越来越被予以重视。
所谓多线程，就是具备并行处理多任务处理能力的计算平台，同时也用于区别任务的优先程度，分配给对时间比较敏感的任务优先运行权。
在处理多个线程的过程中，超线程处理器可以同时运行多个线程，多个线程分别使用闲置的执行单元。
大大提高了处理器内部处理单元的利用率和相应的数据、指令的吞吐能力。
但是同时，超线程技术也有一定的瓶颈，由于CPU限定的TDP值是恒定的，超线程技术会占用一定的TDP而影响超频。
例如，在关闭超线程的情况下，能够有效的降低CPU的功耗和发热，使得CPU环境更有利于超频。
CPU的发展趋势1 国内趋势由于intel等公司对专利权的垄断以及美国对我国采取的禁运措施，国CPU必然将走过一个完全自主的道路（类似于苹果电脑的一体化形式）。
完全自主的CPU指令集不同外界兼容，但是从国家安全角度来看，指令集完全自主可控是最为安全的。
另外，国产CPU的市场化也需要一个漫长的过程，在自主完善软硬件兼容，开辟新的国内市场的前提下，仍要不断争取获得主流架构的授权，以保证对于windos系统的兼容。
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。
高职高专《微机原理与接口技术》教学探讨摘要：《微机原理与接口技术》是高职高专计算机基础专业课之一，在课程体系中占据着重要位置。
但这门课教与学的难度都非常大。
本文通过对高职高专计算机专业《微机原理与接口技术》教学现状的分析，对实际教学中的教学内容、教学方法及考核方式进行了一些探讨。
关键词：微机原理接口技术教学现状教学尝试中图分类号：g4 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2012）08（c）-0175-02《微机原理与接口技术》是计算机及相关专业非常重要的一门基础课，教学内容涉及微机的硬件结构和软件编程两方面，同时还要与实践相结合，要求学生建立微机系统与整机概念，逻辑严密，动静结合，内容繁杂，在课程体系中处于承上启下的位置。
高职高专院校的计算机类专业均设有这门课。
1 高职高专《微机原理与接口技术》课程的教学现状1.1 《微机原理与接口技术》学习难度大，学生易产生畏难情绪对于初学者而言，本课程入门难度非常大。
因其课程内容涵盖面广，涉及的专有名词多、概念多、接口芯片多，同时涉及硬件和软件两方面的知识，知识记忆点多且抽象，学生在学习过程中常有力不从心的感觉，稍有松懈就可能掉队，容易产生畏难乃至厌学情绪。
随着授课内容的深入，有些学生会感觉到越学越乱，思路难以理清，经常顾此失彼，穷于应付，甚至越学越糊涂，最后为了考试过关而不得不死记硬背，更谈不上理解并加以应用了。
微机与接口设备之间的软件编程多采用汇编语言编写，该语言指令丰富，程序书写量大，编程枯燥复杂，程序可读性和移植性较差。
虽然不少高职高专院校在开设《微机原理与接口技术》课程之前，已专门开设了《汇编语言》课程的学习，但相对于高级语言（如c语言、vb语言等）而言，能真正学好汇编语言的学生并不多。
加上各类接口芯片的编程要求各有不同，记忆量大，学生接触的芯片一多，相互之间容易混淆，加大了学习难度。
如果汇编语言掌握不好，将直接影响到后期接口技术的学习进度和教学效果。
多核技术在“高级计算机体系结构”课程中的引入与探讨
1 引言
“高级计算机体系结构”课程是针对计算机专业的研究生开设的，主要以计算机性能的量化方法来阐述计算机的系统结构。
学习本门课程之前，需要具备计算机专业本科的“计算机体系结构”和“计算机组成原理与汇编程序设计”课程的相关知识。
作者在2008年4月参加了清华大学举办的多核技术培训研讨班，所在学校现已加入“英特尔多核技术大学计划”，将通过多核技术大学课程项目以及多核技术联合科研项目等方面的合作，培养更多的科技创新人才。
通过学习，我院对多核的概念和技术有了一定的理解，经过仔细的研究和讨论，结合一些以前的教学和科研工作，2008年春季在计算机专业研究生开设的“高级计算机体系结构”课程中对多核技术内容的引入做了一些尝试。
多核知识的引入有两种方式，一种为单独开设课程，一种为改造现有课程体系。
在本课程中，主要是在原有的课程内容中增加多核技术的相关介绍，下面就课程的一些相关内容、多核技术引入和预期目标进行阐述。
2 课程内容安排
首先，选修本课程必须具备计算机专业本科的“计算机系统结构”课程的知识，本课程的参考教材以John L.Hennessy, David A.Patterson编著的Computer Architecture -- A Quantitative Approach (Fourth Edition)为主，该书是计算机系统结构领域的经典著作；同时由于书中的大部分实例均以MIPS体系结构为基础，因此在课程讲授的第二章内容以Dominic Sweetman编著的See MPIS Run (Second Edition)为主；多核方面的知识则以清华大学出版社出版的第一本多核技术教材为参考，此书是多核系列教材编写组2007年编著的《多核程序设计》，是一本结构清晰、内容丰富的教材。
在课程讲授过程中，注重理论结合实例进行讲解。
在几个关键问题上，例如Amdahl定律、Tomasulo算法、指令级并行和推测技术几个方面，均有大量实例和程序对相关理论进行进一步讲述，使学生对相关的抽象知识能以量化的方法来掌握，并取得了很好的效果。
本门课程是第一次开设，有两个课堂，一个课堂是计算机学院的研究生，有11人选课，另有5～6人旁听；另一个课堂是软件学院的研究生，有26人选课，在本次课程中直接受益的有40人左右。
在32学时的教学中，课时安排如表1所示。
表1“高级计算机体系结构”课程安排
3 教学模式
教学模式是进行教学工作设计的基本思路框架和技术方法与范式，是长期的实践经验和理论实验研究的总结和概念化，也是课堂教学取得最佳效果的技术保障。
本门课程的授课对象是研究生，研究生是一个充满创造力的学生群体，因此充分调动和激活师生共同参与教学活动的积极性、主动性和创造性，是本门课程的基本思路和目标。
课堂教学中主要从以下几个方面具体实施：
(1) 以学生为主
在传统的教学中，基本是教师在整个课堂上进行讲授，对于一些抽象难懂的课程，往往很难调动学生的兴趣，而兴趣是学生学习的最大动力。
在“高级计算机体系结构”课程中，坚持以学生为中心的思想，针对一些在本科时所学过的“计算机体系结构”知识，经常以相关知识引导学生进行深入理解，同时也提高了学生的自信心，更好地实现自我。
(2) 以启发为主
启发式教学是培养创新型人才的重要方法。
在教学过程中应引导学生在学习过程中主动地提出问题，主动地思考问题，主动去发现、去探索，教师在培养学生的批判性思维与探索精神的同时，做到教学相长。
例如，在讲授多处理器的Cache一致性问题时，可以引导学生积极思考，提出问题，思考多核处理器中Cache一致性问题如何解决，并鼓励学生积极查阅相关资料，进行讨论式学习，以期收到更好的效果。
(3) 以互动为主
“互动教学法”是教师与学生之间，学生与学生之间，课内与课外之间，师生互相活动，互相讨论，互相观摩，互相交流，互相学习的一种教学模式，现在还包括了网上交流的方式。
其中在课堂上老师对学生设问，学生对老师提问是主要的方式。
学生必须经过独立思考、反复琢磨才能提出切合实际的问题。
老师为了解答学生的提问，也必须设计出学生可能提出的各种各样问题，这对老师的备课又提出了更高的要求。
这种方式有利于培养学生的思维能力和分析问题的能力。
4 多核技术的引入与探讨
多核内容的引入在本门课程中是一种尝试，预期目标是能够使学生更好地适应飞速到来的多核时代。
一个芯片上集成多核的系统将对资源的分配、核心互联、多核技术编程方法等带来巨大的影响，通过向学生介绍多核概念、多核技术以及其带来的挑战，可以激发学生的学习和研究兴趣，从而使研究生更好地开展进一
步的科研工作。
经过仔细地研究和考虑，在本门课程中有限的课时里增加多核的几个方面的内容，一是多核概念；二是多核处理器的Cache一致性；三是多核/多线程技术。
多核概念的介绍主要包括单核、双核、多核、同构多核和异构多核几种，并分别给出实际机型的示例，对多核技术的研究现状、操作系统对多核的支持等方面均做了不同程度的讲解。
多核处理器的Cache一致性是参考清华的培训资料进行讲解的，主要介绍多核中多个Cache不一致的原因、监听总线协议、基于目录的Cache一致性协议以及多核的三种Cache一致性策略。
多核的三种Cache一致性策略包括采用Write-Through策略的Cache、采用Write-Back策略的Cache和采用Write-Once策略的Cache。
多核/多线程技术中，首先介绍二者的具体区别，即多核、多处理器系统中的每个核，同时间内可以执行各自不同的线程；一个具有多线程能力的处理器，无论是支持二线程、四线程、八线程，这些线程都必须是在同一个行程内，所以一个核还是只能执行一个线程，双核处理器就能够同时执行两个不同的线程，四核就可以同时不同的四个线程。
在讲解多线程/多核CPU 的设计方法的基础上，鼓励学生自行参考计算机原理和计算机系统结构的实验环境完成多线程/多核CPU的逻辑功能模拟。
5 考核方式
由于课程是针对研究生的，所以对学生的考核与本科生的计算机系统结构课程有很大的不同。
本课程更注重学生的上课表现、查阅资料和论文的表达能力，从这几个方面对学生作出全面的评价。
具体而言，包括四个部分的成绩：
(1) 考勤及上课表现：占总成绩的20%；
(2) Tomasulo算法的理解：占总成绩的20%；
(3) Cache一致性问题：占总成绩的30%；
(4) 多核技术挑战：占总成绩的30%。
在第一项中，主要看重的是学生在上课期间的回答问题、提出问题以及解决问题的思路和能力。
对于小班上课，基本上学生的出勤可以保证，所以在课堂上的表现是他们得分的关键，也是对他们口头表达和思维能力的一个很好的训练。
对课堂上积极提出问题、积极思考的同学将及时给予鼓励和肯定，引导他们更深层次地理解相关的知识。
