并行體系結(jié)構(gòu)(陳國良版)課后答案

習(xí)題設(shè)計(jì)計(jì)劃

1想端、CLUSTER理立思考以及熟練掌握些基礎(chǔ)知識(shí)和基本能。2作業(yè)安排，記總績第緒什是行算機(jī)答：簡單地講，并行計(jì)算就是由多個(gè)處理單元組的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這些處理單元相互通信和作，能快速高效求解大的復(fù)雜的問題。述類法：答：根據(jù)指令流和數(shù)據(jù)流的多重性將計(jì)算機(jī)為：單令數(shù)流單令數(shù)流多令數(shù)流多令數(shù)流簡述代的并行機(jī)系答：當(dāng)代并行機(jī)系統(tǒng)主要有：

并行量機(jī)（PVP）對(duì)多理（SMP）大規(guī)模并處理機(jī)分布式共享存儲(chǔ)）處理機(jī)工作機(jī)群為什需要并行計(jì)算機(jī)答）加快計(jì)算速度）提計(jì)精滿足快速時(shí)效要求進(jìn)行無法替的模擬計(jì)算簡述處理器并行度的發(fā)展勢(shì)答）位級(jí)并行指令并行線程并行簡述陣列機(jī)的特點(diǎn)答）它是使用資源重復(fù)的方法來開拓計(jì)算問題空間的并行性。所有的處理單元）必須是同步的。陣列機(jī)的研究必須與并行算法緊密結(jié)合，這才能提高效率。陣列機(jī)是一種專用的計(jì)算機(jī)，用于處理一些專門的問題。簡述計(jì)算系統(tǒng)演變答：分為個(gè)階段：1）1983-1987年為第一代，代表器有：Ipsc/1等。）年為第二代，代表機(jī)器有Paragon、Intel年為第三代，代表機(jī)器有：MITJ-machine。簡述并行計(jì)機(jī)的訪存模答1）均勻存訪問模型（非均存儲(chǔ)問模全高速緩存存儲(chǔ)訪問模型COMA高速緩存一致性非均勻訪問模型CC-NUMA）簡述均勻存儲(chǔ)訪問模型的答1）物理存儲(chǔ)器被所有處理器均勻共享所有處理訪問任何存儲(chǔ)字的時(shí)間相同每臺(tái)理器帶私高速存外圍設(shè)備也可以一定的形式共享簡述非均勻存儲(chǔ)訪問模型的特本地存儲(chǔ)器的集合構(gòu)成了全局的地址空間。）處理器訪問存儲(chǔ)器的時(shí)間不一樣）每臺(tái)處理器可帶私有高速緩存，外也可以某種的形式共享。第二章測(cè)使用頻的標(biāo)量處理器執(zhí)行一典型測(cè)試程序，其所執(zhí)的指令數(shù)及所需的期數(shù)如表所示行該程的有效速率及總的執(zhí)行時(shí)間。解CPI=totalcycles/totalinstructions=（）（45000+32000+15000+8000）=MIPS=時(shí)鐘頻率(CPI*106)/*10

6

)=CPU行時(shí)間totalcycles時(shí)鐘=欲在頻的量處器上行萬條目代指令序。假定程中有主要類型之指令所占的比例及如表所示，試計(jì)算：在單處理機(jī)上執(zhí)行該程序的平均CPI。由①所得結(jié)果，計(jì)算相應(yīng)的率。解=）鐘率6(40*10)/*10

6

)=

已知并行計(jì)機(jī)的通信開銷表式為：）（m，試算：漸帶寬∞半峰信長度o近帶寬/∞(2)半峰值消息長度r=46us*S=∞并行機(jī)性能評(píng)測(cè)的意義答：義有：發(fā)揮并行機(jī)長處，高并行的使用率減少用戶購機(jī)盲目性，降低投資風(fēng)改進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高機(jī)器的性促進(jìn)硬件結(jié)，合功能劃分優(yōu)化“結(jié)構(gòu)-法-應(yīng)用”最佳合提供客觀公正的評(píng)價(jià)并行機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。如何進(jìn)行并行機(jī)性能評(píng)測(cè)行和信銷析行機(jī)的可用性與好用性以及器成本格與性價(jià)比。算法級(jí)性能評(píng)測(cè)：速比、率、擴(kuò)性程序級(jí)性能評(píng)測(cè)Benchmark簡Gustafson定的出大計(jì)算量，相應(yīng)地亦必須增多處理器數(shù)才能維持時(shí)間不變。2）程序運(yùn)行在不同數(shù)目的處理器上理器必須應(yīng)地增大問題規(guī)模才有實(shí)際意義已知一程序可并行碼占比有10處理的統(tǒng)中運(yùn)行，求其加速比并求其極限加速比并分其結(jié)構(gòu)帶來的影響解：加速比=1/(20%+80%/10)=1/+=。極限速比器個(gè)數(shù)無窮大的時(shí)候呈現(xiàn)的加速比1/20%=5。律在一間影響了人們對(duì)開發(fā)并行計(jì)算機(jī)的信于本例為就算你把理器做到無窮只能得到倍加速比時(shí)有一點(diǎn)明顯是處理器數(shù)目增加到一定程度后，加速比的增長非常慢簡述影響加速的因答1）求解問題中的串行分量。并行理器引起額外銷加大的處器數(shù)超過的算法的并發(fā)程度為什么增問題規(guī)?？梢栽谝欢ǔ潭忍岣咚俅?）較大的問題規(guī)模可提高較大的并發(fā)度。額外開銷的增加可能慢于有效計(jì)算的增加算法中串行分量的比例不是固定不變的。進(jìn)行可擴(kuò)放行研究的主要答定解決某類問題用某類并行算法和某類并行體系結(jié)構(gòu)結(jié)合，可以有效的利用大量的處理器對(duì)于運(yùn)行于某種體系結(jié)構(gòu)并行機(jī)的某種算法當(dāng)移大規(guī)模處理上性對(duì)于某類固規(guī)模的問題定在某類并行機(jī)上的最優(yōu)處理器數(shù)目和最大的加速比。于指導(dǎo)改并行算法和行體系結(jié)構(gòu)使并行算法能盡能充分利可擴(kuò)充的大量的處器。第三章互連網(wǎng)對(duì)于一顆為0為點(diǎn)，推廣元樹時(shí)（即每個(gè)非葉節(jié)點(diǎn)m子節(jié)點(diǎn)）時(shí)，寫出總節(jié)點(diǎn)數(shù)的表達(dá)答：推廣至M樹時(shí)kM樹總結(jié)點(diǎn)數(shù)表達(dá)式二元胖樹圖所示時(shí)所有根節(jié)點(diǎn)均有2父果將的每個(gè)橢圓均視為單個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且成對(duì)節(jié)點(diǎn)間的多條邊視為一條邊節(jié)點(diǎn)，則他從葉到根成什么樣的多級(jí)互網(wǎng)絡(luò)答：8入的完全混洗三級(jí)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)四元胖樹如圖所示，試問：每個(gè)內(nèi)節(jié)點(diǎn)有幾個(gè)子節(jié)點(diǎn)和幾個(gè)父節(jié)你知道那機(jī)器使用此種形式胖樹節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)有2父節(jié)點(diǎn)用此胖構(gòu)試造個(gè)的立方環(huán)網(wǎng)絡(luò)并將其直和節(jié)點(diǎn)度與N=64的超立方比較之，你的結(jié)論是什么答N=64立方網(wǎng),為方超立方個(gè)點(diǎn)4面體替代得到d=9，點(diǎn)度BN=64個(gè)每個(gè)小立方作為簡單立方體的節(jié)點(diǎn)聯(lián)6超立方，直d=6，節(jié)點(diǎn)一個(gè)個(gè)Bruijin網(wǎng)絡(luò)如圖所示，kkk

，是一個(gè)節(jié)點(diǎn)的二進(jìn)制表示，則該節(jié)點(diǎn)可達(dá)如下兩個(gè)節(jié)點(diǎn)：k

k

0，kk

。試：網(wǎng)絡(luò)直徑對(duì)寬度是多少答節(jié)點(diǎn)de網(wǎng)d=k對(duì)剖寬帶個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)的洗牌交換網(wǎng)絡(luò)如圖所示問網(wǎng)絡(luò)節(jié)度網(wǎng)絡(luò)直網(wǎng)絡(luò)剖寬度=答節(jié)點(diǎn)的洗牌交換網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度2，網(wǎng)絡(luò)直，網(wǎng)對(duì)剖寬=4一個(gè)k+1個(gè)節(jié)點(diǎn)的蝶形網(wǎng)絡(luò)如圖所示。試問：此網(wǎng)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)直徑=網(wǎng)絡(luò)對(duì)寬=答：N=k+12^k個(gè)節(jié)點(diǎn)的蝶形網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)=4，網(wǎng)絡(luò)直徑，網(wǎng)對(duì)剖寬=2^k度等填充下表中的各項(xiàng)根據(jù)討論的時(shí)間年限，每項(xiàng)可能是一個(gè)范圍）答網(wǎng)絡(luò)技

網(wǎng)絡(luò)結(jié)

帶寬Myrinet

專用機(jī)群互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)500m

用于異構(gòu)算機(jī)和其外設(shè)的組網(wǎng)

300m~10

可擴(kuò)展一致性接口250Mbps~8G常獨(dú)立于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)光纖通信設(shè)10km備之間，直連結(jié)構(gòu)

主要應(yīng)用因特網(wǎng)主干線中

FDDI

采用雙向光纖令牌環(huán)，100m所有結(jié)點(diǎn)聯(lián)接在該環(huán)中如圖所示信包的片，，3分去目地，。此片占據(jù)信片片片道。試：這將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象如采用選路策略，可避免上述現(xiàn)象嗎為什答）通路中形成環(huán)，發(fā)生死鎖果用略則不會(huì)發(fā)生死鎖為采用略時(shí)其通方于方向，反向路由是y向優(yōu)先于方向死鎖避免的原則判斷，此時(shí)不會(huì)發(fā)生死鎖。在二維網(wǎng)孔中，試構(gòu)造一個(gè)與選路等價(jià)的查表路由答所構(gòu)造路由表描述如下：每個(gè)節(jié)點(diǎn)包兩張路由【1:【2】y表內(nèi)為選路方法：節(jié)點(diǎn)路由時(shí)行查表：先查x即進(jìn)行x向路由，如果表能指明下跳方向則接進(jìn)入下跳果不能則繼續(xù)到達(dá)的地第四對(duì)稱多處理機(jī)參照?qǐng)D試解釋什么采用略進(jìn)程P遷移P，或采WB策略將包共享變量X進(jìn)程P遷移P時(shí)造成高速存的不一致。處理器

1

P

2

P

1

P

2

P

1

P

2高速存

XX'

X'X總線共享存儲(chǔ)器

X遷之前

X'寫通過

X寫回圖造成的不一性答：采用策略進(jìn)程從遷移到后，寫共變量為且新存據(jù)為共享變量值仍然為和主存’不一。采用略程從遷到，寫共享變量為，但此P緩存與主存變量值仍然為車不一致。參照所示解釋什采用略的速緩存I/O的X寫不一致；②在采用略的高速緩存中，直接從主存輸出數(shù)時(shí)會(huì)造成一致處理器

1

P2

P

1

P

2

P

1

P

2高速存

X

XX

X總線I/O處理機(jī)X

X'XX存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器（寫達(dá)

存儲(chǔ)器（寫）圖存的作所成的不一致性中理器數(shù)據(jù)主存，因高速緩存用時(shí)P1P2應(yīng)的高速緩存值還是X存不一致。②直接從主存輸出數(shù)據(jù)高速緩存采用WB略，可能高速緩存中的數(shù)據(jù)已被修改過，所以造成不致。

試解釋采用中更前速存中貝X'為修改速緩塊，為無效的高速緩存塊。

高速緩存行器

偵聽總線x

…

高速緩存拷貝

…

…

1

2

處理器n

1

2

n

1

2

n（a寫操作前

（b處理器P執(zhí)行寫無效作后作后11器共享變量X議(新其他核中在高速緩存拷的值為寫無效議圖b)所示，無效其他核中存在高速緩存拷貝，從而護(hù)了一致性過程。

兩種基于總線的共享內(nèi)存多處理機(jī)分別實(shí)現(xiàn)了MESI協(xié)議Dragon說明為什有這樣的能差別。列r3；序列r1序列w1所有的存取操作都針對(duì)同一個(gè)內(nèi)位置代表寫，數(shù)字代表發(fā)出該操作的處理器。假/寫高速緩存命中，代價(jià)時(shí)鐘周期；缺失引起簡單總線事務(wù)（如BusUpd時(shí)周；失起個(gè)速存塊輸90鐘周期。假設(shè)所有高速緩存是寫回式。答：讀寫命中、總線事務(wù)、塊傳輸分別簡記為、TMESI議：HH共5B+12H+3T=582鐘周期BHH共10B+12H+8T=1330時(shí)鐘期③BTHBTHBTHBHHHHBTHBTH鐘周。協(xié)：BTHHHHBTHBTHHBTHBTHBTHBTH共時(shí)鐘期②BTHBTH共8B+12H+8T=1212鐘周BTHBTH9B+10H+9T=1360鐘周期。由結(jié)果得出，①、③序列用協(xié)議時(shí)間更少，而②序列用議時(shí)更。綜可知，如果同一塊在寫操作之后頻繁被多個(gè)核讀操采用協(xié)更好一些，因?yàn)閰f(xié)寫操作后會(huì)更新其核副本。如果一個(gè)次連續(xù)對(duì)同一進(jìn)行寫操作協(xié)議更有效，因?yàn)樗恍枰缕渌烁北?，只需要總線事務(wù)無效其它核即可。考以代段明在順序一致性型下能的結(jié)果是什么假設(shè)在碼始行時(shí)，所有變量初始化為。a.答性模型性下進(jìn)程都按序，這樣會(huì)有多種可能結(jié)果，這里假設(shè)最簡單情，即進(jìn)。則UV=W=bU=X=W=1，V=0。

照討論多級(jí)高緩存包含性的術(shù)語假設(shè)和都是組相聯(lián)n2>n1，替換略用來替，試問包含是否還是然滿足如替換策略隨機(jī)替呢答：果采用換策略包含性自然滿足，因?yàn)楹褪锹方M相聯(lián)FIFO保證了與發(fā)生替換時(shí)會(huì)換出相同的緩存塊，維了含果采隨機(jī)替策略在與換不相同塊的情況，故不滿足包含性。

滿足的內(nèi)存列高速緩存量字，路組相聯(lián)，每個(gè)高速緩塊個(gè)字節(jié)用替換算法速緩存容量節(jié)路組相聯(lián)，每高緩塊字節(jié)，用替換法。設(shè)塊射一級(jí)二級(jí)同一組中，考慮如下內(nèi)存RR，RLRU換算法知道，R執(zhí)行后L1被換出的是被替換出的是時(shí)在不在，不滿足含性。

，情發(fā)：一個(gè)在，使就被使無效了。為什么發(fā)生這種情況，如解決SMP錄致中1缺失求數(shù)塊，主響應(yīng)請(qǐng)求傳數(shù)據(jù)塊核1，同時(shí)對(duì)塊核核一個(gè)使無效請(qǐng)求緊跟在數(shù)據(jù)響應(yīng)之決方法以使每個(gè)核正存取高速緩存塊后向主存發(fā)回應(yīng)允許它對(duì)塊操作使無效或其請(qǐng)求

利作實(shí)一個(gè)操答：thelocationtoreg1*/bnz/*locatinwaslocked,tryagain*/mov/*setreg21*/intolocation*/

在部分描述具感覺反轉(zhuǎn)路障算法語句放if件語句的每個(gè)分支中是緊接放在計(jì)數(shù)器增句后，會(huì)發(fā)生什么問題為什么會(huì)發(fā)生這個(gè)問題答：再進(jìn)入下一個(gè)路障時(shí)可能會(huì)發(fā)生計(jì)數(shù)器新清象，導(dǎo)致進(jìn)入路障的程分別為為進(jìn)進(jìn)程執(zhí)行共享變量加一操作并解鎖后程執(zhí)行一條if條件句此時(shí)為1進(jìn)程此正執(zhí)行if件語句，則清零計(jì)數(shù)器，設(shè)置，進(jìn)越為現(xiàn)題現(xiàn)下次進(jìn)入時(shí)執(zhí)加一操作如果此時(shí)程被換入或被喚醒，會(huì)重新清零共享變。大規(guī)模并行處理機(jī)系統(tǒng)簡述大規(guī)模并行處理機(jī)的定義，原理和優(yōu)點(diǎn)答行處理機(jī)有時(shí)也稱為陣列處理機(jī)使用按地址訪問的隨機(jī)存儲(chǔ)器單指令流多據(jù)流方式作要用于要大量高速進(jìn)行向量矩陣運(yùn)算的應(yīng)用行處理機(jī)的并行于重的處理，一CU令規(guī)。運(yùn)。并處理機(jī)有大的向量運(yùn)算能量能高語程序有助于提高并行處理機(jī)的通用性，減少編譯時(shí)間并行處理機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)類型，請(qǐng)問是哪種并作簡單介紹。答布存儲(chǔ)器的并處理結(jié)構(gòu)和用集中式享存儲(chǔ)器并行處理結(jié)構(gòu)布式存儲(chǔ)器的并行處理結(jié)構(gòu)中一個(gè)處理機(jī)都有自己的存儲(chǔ)器要控制部件將并行處理的序分配至各處理機(jī)們便能并處理自從自己的存儲(chǔ)器中取得信息共享存儲(chǔ)處理機(jī)結(jié)構(gòu)中的存儲(chǔ)器是集中共享的于多處理共享各處機(jī)問共享存儲(chǔ)器時(shí)會(huì)發(fā)生競此采取措施可能避免爭的發(fā)生。簡單說明多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和多處理機(jī)系統(tǒng)的區(qū)別多處理機(jī)中各處理機(jī)邏輯上受同一的控制算機(jī)的輯獨(dú)立(3)機(jī)經(jīng)通道或者通信線以數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞叫刑幚碜?，任?wù)，指令，數(shù)據(jù)各級(jí)并，多計(jì)算機(jī)多個(gè)作業(yè)并舉例說明MPP的應(yīng)用領(lǐng)域及其采用的關(guān)鍵技術(shù)VLSI1是式中發(fā)段需專門段表示們發(fā)控們發(fā)執(zhí)稱任務(wù)派生單元受控制器控執(zhí)然步執(zhí)著間控制依賴了取定步策略在并行多處理機(jī)系統(tǒng)中的有引起的容互間以及與共享存儲(chǔ)器之互不相同的問題理機(jī)的致性問題。請(qǐng)問有哪些原因?qū)е逻@個(gè)問題答：）現(xiàn)

一致性問題的原因主要有三個(gè)：共享可寫的數(shù)據(jù)、進(jìn)程遷移輸。共享可寫據(jù)引起的不一致。比如兩臺(tái)處理機(jī)各自的本地高速緩沖存器中都共存器是中某個(gè)數(shù)據(jù)拷貝，當(dāng)把的成，如果通過略內(nèi)存的數(shù)也變?yōu)镃2還是果，這內(nèi)中是這況都數(shù)不）進(jìn)程遷移引起的數(shù)據(jù)不一致性P1有共享數(shù)據(jù)拷貝，某時(shí)刻進(jìn)程把它修改為用了寫回策略，由于種原因進(jìn)程從移了上它取據(jù)時(shí)到個(gè)“過時(shí)”的）傳輸所造成的數(shù)據(jù)不一致性。假設(shè)P1和P2的本地緩存中都有某數(shù)據(jù)拷貝當(dāng)理機(jī)將個(gè)新的數(shù)據(jù)內(nèi)存時(shí)，就致內(nèi)間的據(jù)不一致性。分別確定在下列兩種計(jì)算系統(tǒng)中，計(jì)算表達(dá)式所的時(shí)間：…A4*B4。有處理器的系統(tǒng)；b)有個(gè)處理機(jī)的統(tǒng)。假設(shè)訪存取指和取數(shù)的時(shí)間可以忽略不計(jì)；加法與乘分別需要拍和SIMD和系統(tǒng)中處理）之間每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間為在系統(tǒng)中之間采用線性環(huán)形互連拓?fù)?，即個(gè)其左右個(gè)相鄰的直接相連，而在中個(gè)都可和它直接的。答：假設(shè)個(gè)別為，PE1，PE3。用算機(jī)計(jì)算述達(dá)=4進(jìn)行到，PE2到的數(shù)據(jù)傳送，用=1時(shí)間單位。在和中成部分和，用=2時(shí)間單位。接著進(jìn)行到的部分和傳送，用時(shí)間單位。最后，在形成最終結(jié)=2用計(jì)算機(jī)計(jì)算述表式總用=4））））個(gè)時(shí)間單。而利用計(jì)算機(jī)計(jì)算上述表達(dá)式，除了在第二傳送節(jié)省時(shí)間單位以外，其他與同。因此用=4乘法）（傳送（加法（（法個(gè)時(shí)間單。假定有一個(gè)處理機(jī)臺(tái)數(shù)為共享存儲(chǔ)器多處理機(jī)系統(tǒng)設(shè)典型處理機(jī)每條執(zhí)行執(zhí)行時(shí)間全局存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問的均次數(shù)。設(shè)共享存儲(chǔ)的平均儲(chǔ)時(shí)間，x使用地存器的處理機(jī)速率，再假定在多處理機(jī)上執(zhí)行指令。現(xiàn)在假設(shè)多處理機(jī)的有性達(dá)到56MIPS，需要每處理機(jī)的率多少nn：BPE機(jī)和含PE連接成一性環(huán)機(jī)上計(jì)算下列求內(nèi)積的表達(dá)式：其中ks

?Bi

ii假設(shè)成每ADD操作需要2單元時(shí)，完成每次操作需要單位時(shí)間沿雙環(huán)相鄰PE移需單位時(shí)

SISDSIMDSIMD

計(jì)算上計(jì)s要多少時(shí)間計(jì)算上計(jì)s要多少時(shí)間s對(duì)于SISD計(jì)算加比多少答：

443k如果一臺(tái)SIMD計(jì)算機(jī)和一臺(tái)流水線處理具有相同的計(jì)性能，對(duì)構(gòu)成它們的主要部件分別有什么要求答：臺(tái)具n處理單元的算機(jī)與一臺(tái)具有一條流線并且時(shí)鐘周期為前者的流水線處理機(jī)的計(jì)算性相當(dāng)均是每時(shí)鐘周期產(chǎn)生計(jì)算機(jī)需n理機(jī)中流水線部件的鐘速率要求比前者快，同時(shí)還需要存儲(chǔ)器的帶寬也是前的倍。第六機(jī)群系統(tǒng)試區(qū)分和例示下列關(guān)于機(jī)群的術(shù)專用機(jī)群和專用機(jī)群同構(gòu)群和構(gòu)機(jī)專用型機(jī)群和企業(yè)型機(jī)群答

機(jī)機(jī)，機(jī)是個(gè)群，非專用機(jī)群中，全局應(yīng)用通過竊取間獲運(yùn)行非專用機(jī)的，遷移和負(fù)載平衡問題。為機(jī)的機(jī)以有不同的體系，運(yùn)行的操作系統(tǒng)也可以不同。）用的通系進(jìn)行，用統(tǒng)大機(jī)統(tǒng)；型點(diǎn)點(diǎn)以，機(jī)群管理者對(duì)節(jié)點(diǎn)有。試解釋和示一下有關(guān)單一系統(tǒng)映像的術(shù)單一件層次結(jié)構(gòu)；單控點(diǎn)單存空單進(jìn)空單輸/輸出和網(wǎng)絡(luò)。答：）所統(tǒng)件結(jié)磁盤備。）以單整一一行理控。中節(jié)器的的存儲(chǔ)器。戶們一的進(jìn)程空間，并且共享一個(gè)統(tǒng)一的進(jìn)程識(shí)別案）輸出意味著任何節(jié)點(diǎn)可訪問多個(gè)外設(shè)網(wǎng)絡(luò)是任一節(jié)點(diǎn)能問機(jī)群中任一網(wǎng)絡(luò)接。系統(tǒng)回答下列題：MC支持的特征，釋一下：）單一文層次結(jié)、單一進(jìn)空間、單網(wǎng)絡(luò)和單一間。不支持單一控制點(diǎn)和單一的存儲(chǔ)空間。）

使用了個(gè)叫全局件文件系統(tǒng)的主要特包括：單系統(tǒng)映像一致的語及高性通過VFS/vnode口上截取文件訪問操作實(shí)現(xiàn)單一系統(tǒng)映像，保證了單一文件層次結(jié)構(gòu)Solaris提供了一個(gè)全局進(jìn)程示符可定位系統(tǒng)所有進(jìn)程，程的當(dāng)前位置，它通過在心層上面增加一個(gè)全進(jìn)程以進(jìn)程有一個(gè)虛擬進(jìn)程對(duì)象留每個(gè)父進(jìn)程子進(jìn)程的信息，實(shí)現(xiàn)了全局進(jìn)程的管理。單一網(wǎng)絡(luò)和空間通過一致設(shè)備命技術(shù)和一網(wǎng)絡(luò)技實(shí)現(xiàn)。舉例解釋并較以下有關(guān)機(jī)群作業(yè)管理系統(tǒng)的術(shù)語：串行業(yè)與行作；批處理作業(yè)與交互式作業(yè)；機(jī)群業(yè)和來作；專用模式空間共享模式、時(shí)間共享模式；獨(dú)立度與組調(diào)度。答：串行作業(yè)在單節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，并行作業(yè)使用多個(gè)節(jié)點(diǎn)。批處理作業(yè)通常需要較多資源，如大量的內(nèi)存和長的的較的間其

用戶期望它們迅速得到執(zhí)行而不必放入隊(duì)列中機(jī)群作業(yè)通過使用功能分實(shí)現(xiàn)的用戶作業(yè)，用戶服，源作外生成的，如NOW的一個(gè)工作站擁有者啟動(dòng)的外部作業(yè)它提。用一作行任一作不疊的行用式和，一用進(jìn)，統(tǒng)進(jìn)程或監(jiān)護(hù)程序仍在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行。

點(diǎn)

己但著作業(yè)性，為需交組度：將行的所有進(jìn)程一起調(diào)度。一進(jìn)程激活時(shí)，所有進(jìn)程被激活。針對(duì)回答下列問題：對(duì)的四種作業(yè)類型各一個(gè)一個(gè)來作業(yè)對(duì)一個(gè)有個(gè)服務(wù)器的機(jī)群，為分配于：1機(jī)群只有一LIM或者2所有LIM都是主機(jī)因：）：戶用

命令就可以列出每個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的靜態(tài)資源交互理用程允通過交、監(jiān)控和執(zhí)行批處理作業(yè)。串行：用戶一旦進(jìn)shell送的每條命令自動(dòng)在最適合的節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行。行l(wèi)smake用程序make用程序時(shí)一個(gè)并行版本，允許在多個(gè)節(jié)點(diǎn)同處理一個(gè)。不通過執(zhí)行的稱為外來作業(yè)。例如執(zhí)行一些本地作業(yè)：字處理web網(wǎng)瀏覽。機(jī)群的服務(wù)器數(shù)目太，如果只采用一個(gè)會(huì)負(fù)責(zé)，的理服器的業(yè)；果采用會(huì)LIM間相互交換負(fù)載信息過多，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)信過。為什么在分布式文件系統(tǒng)UNIX義難以實(shí)現(xiàn)有哪些放松的文共享語義采用放松的文件共享語義會(huì)有一些什么缺點(diǎn)答：在UNIX語義中改過的塊應(yīng)立刻被所有其應(yīng)用程序見。然而分布式的文件系統(tǒng)中多個(gè)節(jié)點(diǎn)可能存放了同文件塊的拷貝，當(dāng)其中一節(jié)點(diǎn)修改件可的拷時(shí)他點(diǎn)不能立刻知道得義難以實(shí)現(xiàn)。放松的文共享語義有：對(duì)話語義事物語義可改變的共享文件義等用放松的文共享語義求應(yīng)用程序員修改程序代適用種新語義就增加了程序員的負(fù)擔(dān)。試釋機(jī)群文系中，么用件制和預(yù)取能夠提高文件系統(tǒng)性能。答：軟件文件系統(tǒng)負(fù)責(zé)分布數(shù)據(jù)和維護(hù)容錯(cuò)級(jí)別，能有樣性現(xiàn)機(jī)群磁盤間的數(shù)據(jù)分布高了系統(tǒng)的帶速緩存是將應(yīng)用程序要的塊放在CACHE據(jù)局部性原理用程序以基上CACHE讀取數(shù)據(jù)塊不要通過讀取存或硬盤高讀速取是在真正讀取數(shù)據(jù)塊之前就將這些數(shù)據(jù)塊讀入內(nèi)存，這也提性能，改善了文件系統(tǒng)能。有什么意義答：基本技術(shù)前提是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的速度很快點(diǎn)需要的文件塊在其節(jié)的存么就需要從盤讀是直接其他節(jié)點(diǎn)的緩存?zhèn)€前提的意義是可以高系統(tǒng)的性能得節(jié)點(diǎn)間的作化緩存變得更有意義?；卮鹨韵玛P(guān)于NOW項(xiàng)目問題：）NOW項(xiàng)目支持單一系統(tǒng)映像的哪幾方面即單入口點(diǎn)、項(xiàng)并解釋如何支持。解NOW項(xiàng)目用來提高能的四個(gè)結(jié)構(gòu)特征。解Berkeley目群四個(gè)體系結(jié)構(gòu)差異，并討論各自優(yōu)點(diǎn)。答：）用戶級(jí)整個(gè)機(jī)群軟GLUNIX提供單一系統(tǒng)映像開發(fā)了一種新的無服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)文件統(tǒng)，以支持單一文件層次結(jié)構(gòu)。）提單一的系映像源管理可用性支持可擴(kuò)放性和單一文件次結(jié)構(gòu)的高可用性；軟件筑高可用性、漸增可擴(kuò)性。）機(jī)群的系結(jié)構(gòu)特征個(gè)點(diǎn)都是

工站有的其I/O。這樣的優(yōu)點(diǎn)是簡單性和靈活性?？紤]，并回答列問題：解釋和集中式文件服務(wù)器的兩個(gè)不同點(diǎn)討論自的優(yōu)；解釋用來提高可用性的主要技術(shù)；解釋用來減輕小—寫問題的主要技術(shù)。答：）器件

將文件服務(wù)的功能分布到機(jī)器的所有節(jié)點(diǎn)上xFS中所的服務(wù)器和客的功能由分散所有節(jié)點(diǎn)實(shí)之。中器、、不用式同件緩列這提高了系統(tǒng)的可用性以的能和吞吐量。中式文件服務(wù)器會(huì)減少存的不一性，管理單。）提高可用性的主要技術(shù)是采用廉價(jià)冗余磁盤陣列無工作站文件系統(tǒng)能用來生成件，以提高性能和高可用性。用單奇偶校驗(yàn)磁盤條。一個(gè)文件數(shù)據(jù)塊在多個(gè)存儲(chǔ)服務(wù)點(diǎn)，個(gè)點(diǎn)。個(gè)，失效磁的內(nèi)容，用其余盤和偶盤作重。）用日志條的方法解決小寫問題戶首先將寫接合用的志上用志由K-1個(gè)日志片組成與奇偶校驗(yàn)片以道送給K存務(wù)。第章分布共享存系什么是分布式共享存儲(chǔ)系統(tǒng)于共享儲(chǔ)系統(tǒng)分布式系哪些優(yōu)點(diǎn)答布式共存儲(chǔ)系統(tǒng)把共享存儲(chǔ)器分成許多模塊并分布于各址空間不利程序員編程享存儲(chǔ)系統(tǒng)支持傳統(tǒng)的單地址空間共享必然起沖突是分布式享存系統(tǒng)合兩者的優(yōu)點(diǎn)。放一致模型一致PC)和弱致模型的點(diǎn)結(jié)合在一起了試回答下面有關(guān)這些致性模型的問題：

比較這三種一致性模型的實(shí)現(xiàn)要求。評(píng)論每種一致性模型的優(yōu)缺點(diǎn)。答處理器一致性要求：①在任一取數(shù)操允許被之所有在同一處理器中先于這LOAD取數(shù)操作都已完成一存數(shù)操STORE許行之前同一處理器中先于這STORE訪存操作（包括取數(shù)操作和數(shù)操作）都已完成。弱致性模型要求：①同步操作的執(zhí)行滿順序一致性條件一普通存操作允許被執(zhí)之前同一處器中先這一訪操作同步操都已完成在任一同步操作允許被行之前有在同一處理器中先于這一同步操作的普通存操作都已完成放致性模型要求在任一普通訪存操作允許被執(zhí)行之前同一處理器中于這一訪存操作的獲取操acquire都已完成一釋放操作允許一操作都已完成；③同步操作的執(zhí)行滿足順序一致性條件。b)是對(duì)程序員的要求也越來越高放性致性性能與雜度的折中。在統(tǒng)的順序一致性存儲(chǔ)模型下并行執(zhí)行的進(jìn)程如下所示，試問001110是不是一個(gè)合法的輸出加以解釋。A=1;B=1;C=1;序序會(huì)維護(hù)無論個(gè)程后行句前的，B=1,C=1已經(jīng)完成，所以輸出的兩后兩項(xiàng)必為所以不是合輸出。試分類下面來自三個(gè)處理的引用流的高速緩存缺一處理器的高速緩存只有一個(gè)個(gè)的高速緩存行，字到到W7分別處于同一個(gè)高速存行。如果一行有多個(gè)引，我們?cè)O(shè)前發(fā)射之前發(fā)射內(nèi)存引用，符號(hào)Wi表LOAD/STORE字。操作序

1STW0W72LDW6W23

4LDW2W05

6LDW27STW2W5LDW58STW59

LD

LD

STLDW7LDW2W5

號(hào)號(hào)無關(guān)存儲(chǔ)操，由于不在一塊中。操序號(hào)對(duì)同一緩存塊的連續(xù)兩次LD，需要按序進(jìn)行。假系中處理和存點(diǎn)內(nèi)有處理器對(duì)目錄可見一個(gè)高速存行的大節(jié)，么(a)滿位向量方案和b)B(i=3)模型下目錄存儲(chǔ)本各是i答：分別總?cè)萘康?2.%。