并行计算机体系结构PPT课件

确定计算机系统中软、硬件的界面，界面之上是软件实 现的功能，界面之下是硬件和固件实现的功能。
1.2.3 计算机组成和计算机实现
计算机系统结构：计算机系统的软、硬件的界面 即机器语言程序员所看到的传统机器级所具有的 属性。
1.2 计算机系统结构的概念 • 计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现 • 包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及 逻辑设计等。 • 着眼于：物理机器级内各事件的排序方式与控制 方式、各部件的功能以及各部件之间的联系。
由同一厂家生产的具有相同系统结构、但具有 不同组成和实现的一系列不同型号的计算机。
例如，IBM公司的IBM 370系列，Intel公司的x86系列等。
1.2.4 计算机系统结构的分类
常见的计算机系统结构分类法有两种： Flynn分类法、冯氏分类法
1.2 计算机系统结构的概念
• 冯氏分类法
• 用系统的最大并行度对计算机进行分类。 • 最大并行度：计算机系统在单位时间内能够处理
• 解释：每当一条N+1级指令被译码后，就直接去执行一串等效的N级指令，然后 再去取下一条N+1级的指令，依此重复进行。
解释执行比编译后再执行所花的时间多，但占用的存储空间较 少。
1.2 计算机系统结构的概念 1.2.2 计算机系统结构的定义
• 计算机系统结构的经典定义
程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能 特性。
第 6 级：应用语言虚拟机
第 5 级：高级语言虚拟机
第 4 级：汇编语言虚拟机 第 3 级：操作系统虚拟机
软件
第 2 级：机器语言(传统机器级) 硬件或固件
第 1 级：微程序机器级
1.2 计算机系统结构的概念
• 虚拟机：由软件实现的机器 • 语言实现的两种基本技术

发展历程
从20世纪60年代的ARPANET到如今的Internet，计算机网络经历了从局域网到 广域网、从低速到高速、从单一数据通信到多媒体通信的发展历程。
计算机网络的基本组成
网络硬件
网络资源
包括计算机、通信设备、传输介质等。
包括数据、软件、硬件等共享资源。
网络软件
包括操作系统、网络协议、网络管理 软件等。
数据通信基础
01
02
03
数据通信模型
包括信源、信宿、信道、 编码器、解码器、调制解 调器等组成部分。
数据传输方式
分为并行传输和串行传输 两种方式，各有优缺点。
数据交换技术
包括电路交换、报文交换 和分组交换三种方式，适 用于不同场景。
网络通信原理
OSI七层模型
01
物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应
物理层
在物理层上所传数据的单位是比特。物理层的任务就是透明地传送比特流。物理层还要确定连接电缆插头的定义 及连接法。
03
CATALOGUE
计算机网络硬件设备
网卡
网卡的功能
网卡是计算机与局域网相互连接 的接口，主要负责处理数据的传
输和网络地址的解析。
网卡的类型
根据传输速率的不同，网卡可分为 10M、100M、1000M等类型；根 据接口类型的不同，网卡可分为 PCI、USB、PCMCIA等类型。
通过对信息进行加密处理，确 保信息的机密性和完整性。
安全审计技术
通过对网络系统和用户行为进 行记录和审计，提高网络安全 的可追溯性和可审计性。
THANKS
感谢观看
帧中继的特点
简化了通信处理过程，提高 了传输效率；支持突发数据 传输，适应性强；提供QoS 保障。

操作； • 提供了位置独立的消息通信
PCA L16 Chp7.5
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单一系统映像关键服务
单一入口点（Single Point of Entry）： 单一文件层次（Single File Hierarchy）： 单一管理和控制点（Single Point of Management and
Parallel Computer Architecture 并行计算机体系结构 Lecture 16
June 8, 2009 Wu junmin (jmwu@)
PCA L16 Chp7.1
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Overview
°关于论文答辩与考试 °Review of Lec15 °分布式共享存储系统 °基于目录高速缓存一致性协议 °放松的存储一致性模型
• 大量资源：如磁盘、内存等。 - 并行存取多个磁盘来提高传输带宽； - 利用机群系统中的内存，建立大的文件系统缓冲区来提高性能；
• 高速互连网络 - 允许系统依赖远地节点完成某些任务。例如，现在的一些系统依 赖远地节点的内存来保存本地节点中放不下的高速缓存块。
PCA L16 Chp7.10
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PCA L16 Chp7.4
Wu Spring 09 ©USTC
单一系统映像
°单一系统映像SSI（Single System Image）含义：
• 单一系统：用户把整个机群视为一个单一的系统来使用； • 单一控制：系统管理员可从一个单一的控制点配置机群的所有软硬件组件； • 对称性：用户可以从任一个节点上获得机群服务； • 位置透明：用户不用了解真正执行服务的物理设备的位置。
• 对异构环境的支查点和进程迁移 • 负载平衡

1.则中断级屏蔽位如何设置？ 2.假设在用户程序执行过程中同时出现1，2，3， 4四个中断请求，请画出程序运行过程示意图？
第3章作业2
假设系统有4个中断级，则中断响应次序是 1 2 3 4，如果中断处理次序是4 2 3 1
1.则中断级屏蔽位如何设置？ 2.假设在用户程序执行过程中同时出现1，2，3， 4四个中断请求，请画出程序运行过程示意图？
0
习题3-5
(1)当中断响应次序为1 2 3 4时，其中断处 理次序是？
(2)如果所有的中断处理都各需3个单位时间，中断 响应和中断返回时间相对中断处理时间少得多。 当机器正在运行用户程序时，同时发生第2、3级 中断请求，过两个单位时间后，又同时发生第1、 4级中断请求，请画出程序运行过程示意图?
中断级屏蔽位的设置
中断 处理 程序 级别 第1级 第2级 第3级 第4级 第5级 中断级屏蔽位
1级 1
0 0 0 0
2级 1
1 0 1 1
3级 1
1 1 1 1
4级 1
0 0 1 0
5级 1
0 0 1 1
具体执行 过程如图:
第3章作业1
假设系统有4个中断级，则中断响应次序是 1 2 3 4，如果中断处理次序是1 4 2 3
中断的响应次序和处理次序
中断的响应次序
中断的响应次序是同时发生多个不同中断类的中断 请求时，中断响应硬件中排队器所决定的响应次序 中断响应的次序是用硬件---排队器---来实现的。
排队器重的次序是由高到低固定死的。

中断处理次序：
中断的处理要由中断处理程序来完成，而中断处理 程序在执行前或执行中是可以被中断的，这样，中 断处理完的次序（简称中断处理次序）就可以不同 于中断响应次序。