计算机系统结构之六

将二维数组中各元素在存储器中（错位）存放可以使行或列的各元素都能并
行访问，但会造成（主对角线）上各元素的并行访问冲突。

脉动阵列结构是由一组处理单元（PE）构成的阵列。
运算时数据在阵列结构的各个处理单元间沿各自的方向同步向前推进，就像血液受心脏有节奏地搏动在各条血管中间同步向前流动一样。因此，形象地称其为脉动阵列结构。实际上，为了执行多种计算，脉动型系统内的输入数据流和结果数据流可以在多个不同方向上以不同速度向前搏动。

脉动阵列结构具有如下一些特点：

1)结构简单、规整，模块化强，可扩充性好，非常适合用超大规模集成电路实现。
2)PE间数据通信距离短、规则，使数据流和控制流的设计、同步控制等均简单规整。
3)脉动阵列中所有PE能同时运算，具有极高的计算并行性，可通过流水获得很高的运算效率
和吞吐率。输入数据能被多个处理单元重复使用，大大减轻了阵列与外界的 I/O通信量，降低
了对系统主存和I/O系统频宽的要求。
4)脉动阵列结构的构形与特定计算任务和算法密切相关，具有某种专用性，限制了应用范围，
这对VLSI(超大规模集成电路)是不利的。

多处理机的基本概念和要解决的技术问题

多处理机是指有两台以上的处理机，共享I/O子系统，机间经共享主存或高速通信网络通信，在统一操作系统控制下，协同求解大而复杂问题的计算机系统。

• 使用多处理机的目的
  • 第一个目的是通过多台处理机对多个作业、任务进行并行执行来提高解题速度，从而提高系统的整体性能；
    第二个目的是使用冗余的多个处理机通过重新组织来提高系统的可靠性、适应性和可用性。（一适两可）

多处理机可以有同构型、异构型和分布型3种

多处理机是属于多指令流多数据流的系统。它与单指令流多数据流的阵列处理机相比，有很大的差别。其差别主要来源于并行性的等级不同。
阵列处理机主要是针对向量、数组处理，实现向量指令操作级的并行，是开发并行性中的同时性。（资源重复）
多处理机实现的则是更高一级的作业或任务间的并行，是开发并行性中的并发性。

要解决的技术问题

1. 在硬件结构上，它的多个处理机要用多个指令部件分别控制，通过共享主存或机间互连网络实现异步通信；
2. 在算法上，不限于向量、数组处理，还要挖掘和实现更多通用算法中隐含的并行性；
3. 在系统管理上，要更多地依靠操作系统等软件手段，有效地解决资源分析和管理，特别是任务分配、处理机调度、进程的同步和通信等问题。

多处理机执行并发任务所需的处理机的机数是不固定的。各处理机进入或退出任务的时间及所需资源的变化比较大。必须研究如何较好地解决动态的资源分配和任务调度，让各处理机的负荷尽可能均衡，并要防止死锁。