并行处理与体系结构 任课教师:季振洲 联系方式:新技术楼614房间 电话:86402036
并行处理与体系结构 任课教师：季振洲 联系方式：新技术楼614房间 电话：86402036
课程背景 并行处理技术已经成为现代计 算机科研与发展的关键技术; 口其推动力来自实际应用对高性 能、低价格和持续生产力日益 增长的要求
课程背景 ◼并行处理技术已经成为现代计 算机科研与发展的关键技术； ❑其推动力来自实际应用对高性 能、低价格和持续生产力日益 增长的要求
计算机原理的概念 计算机体系结构的概念 (Amdahl)
◼计算机原理的概念 ◼计算机体系结构的概念 ◼ (Amdahl)；
并行主要研究: 口先行方式、流水方式、向量化; 口并发性、同时性; 数据并行性、划分; 口交叉、重叠、多重性、重复; 口时间共享、空间共享; 口多任务处理、多道程序、多线程 方式和分布式计算
◼并行主要研究： ❑先行方式、流水方式、向量化； ❑并发性、同时性； ❑数据并行性、划分； ❑交叉、重叠、多重性、重复； ❑时间共享、空间共享； ❑多任务处理、多道程序、多线程 方式和分布式计算
第一章并行计算机模型 1计算技术的现状 {2多处理机和多计算机 3多向量机和SMD计算机 ξ4并行计算机的抽象模型 25可扩展的范围和设计
第一章 并行计算机模型 ◼ 1 计算技术的现状 ◼ 2 多处理机和多计算机 ◼ 3 多向量机和SIMD计算机 ◼ 4 并行计算机的抽象模型 ◼ 5 可扩展的范围和设计
1计算技术的现状 、并行技术的出现 电子计算机五次换代 代 技术和系统结构 软件和应用 代表系统 第一代 电子管和继电器存储器,由程机器/汇编语言,单用户,ENAC 19451954 序计数器(PC)和累加器驱动无子程序链接,用CPU Princeton ⅠAS CPU,定点运算。 程序控制I/O。 IBM 701 第二代 分立式晶体管和磁性存储器,用有编译程序的高级语IBM7090 19551964 浮点运算,Ⅰ/O处理机,多路存言、子程序库、批处理监CDC1604 储器存取 控程序。 Univac LARC
1 计算技术的现状 ◼一、并行技术的出现
续 第三代集成电路(S/MS,微程序多道程序设计和分时操IBM360/370, 设计、流水线、高速缓存和先作系统,多用户应用 CDC6600, 1965-1974 行处理机。 TI-ASC, PDP lSI/VLsI和半导体存储器,用于并行处理的多处理|VAX90, 第四代多处理机,向量超级计算机,机操作系统、语言编译 Cray X-MP, 19751990多计算机。 器和环境。 IBM3090, BBN TC-2000 ULSI/ VHSIC处理机、存储器大规模并行处理,重大挑 Fujitsu VP50 第五代和开关,高密度封装技术,可战性应用,异构处理。Cray/MPP, 1991现在扩展系统结构。 TMC/CM-5 Intel Paragon
二、现代并行计算机的组成 计算问题 操作系统 算法与数映射 据结构 硬件结构 程序设计 /联接 高级语言(编译加教)用软件 性能评价 现代计算机系统的组成
◼ 二、现代并行计算机的组成
涉及6个问题: 1.计算问题 口现实生活中对问题要求快速而精确地 求解推动了计算机的广泛使用。 科学技术中的数值计算问题 人工智能(A)问题
◼涉及6个问题： ◼ 1.计算问题 ❑ 现实生活中对问题要求快速而精确地 求解推动了计算机的广泛使用。 ◼ 科学技术中的数值计算问题 ◼ 人工智能(AI)问题
2.算法和数据结构 并行计算问题中的运算和通信,需要 各种专门的算法和数据结构。 符号处理: 存在的问题:
◼ 2.算法和数据结构 ◼ 并行计算问题中的运算和通信，需要 各种专门的算法和数据结构。 ◼ 符号处理： ◼ 存在的问题 ：