多核处理器属于多处理器系统,对应Flynn分类法的()系统。

题目

多核处理器属于多处理器系统,对应Flynn分类法的()系统。

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相似问题和答案

第1题:

以下()不是多处理器系统的优点。

A、可靠性

B、高度平行性

C、由多个处理器构成,因此不具备灵活性

D、建立多重处理,增强系统的处理能力


正确答案:C

第2题:

阅读以下嵌入式多核程序设计技术方面的叙述,回答问题1至问题3。

甲公司承担了一项为宇航系统配套生产高性能嵌入式计算机系统的任务,用户要求该系统要具有高速并发处理能力、低功耗、高可靠性,并可以有效地防止系统故障的蔓延。根据用户对本项目的要求,甲公司成立了软/硬件两个项目组,总体设计由硬件组承担,负责高性能嵌入式计算机系统体系结构设计,软件组负责确定软件的技术需求和应用软件开发平台的软件设计工作。

在处理器选型方面,硬件组王工与软件组张工在讨论采用哪种CPU体系结构方面发生争议。目前,流行的处理器结构包括了单核结构、多处理器结构、超线程结构、多核结构、共享Cache的多核结构和超线程技术的多核结构六种,如下图所示。

王工提出,根据用户要求,本嵌入式系统应具有高速并行处理能力,采用多处理器结构比较适合,主要理由是多处理器结构设计简单、可支持多个进程在不同处理器上并发处理;而张工提出,必须分清“多处理器结构”与“多核结构”的优点和缺点,多处理器结构虽然支持多进程的并发处理,但没有直接实现多线程并发执行;多核结构可以直接实现多线程并发执行。要提高应用的并行性就必须利用多个硬件资源的并行工作,建议采用超线程技术的多核结构的处理器。请填写下图(f)中的(1)~(8),并用300字以内的文字对上述六种处理器结构的工作原理进行简要描述。


正确答案:第一问 第二问 (1) 单核结构:计算机中仅有一个物理处理器不支持应用软件的并行执行因为在任何时间点上CPU都只能执行一个指令流。 (2) 多处理器结构:支持真正意义上的并行执行因为多个线程或进程能够在多个处理器上同时执行。 (3) 超线程结构(SMT):实际上计算机中只有一个实际的物理处理器但从软件角度来看存在多个逻辑处理器支持操作系统和应用程序将多个线程调度到多个逻辑处理器上就像多处理器系统一样。从微体系结构的角度看逻辑处理器的指令是固定的并且在共享的执行资源上同时执行。 (4) 多核结构:采用单芯片多处理器(CMP)的设计此种结构不是重用单个处理器中某些处理器资源而是在单个处理器芯片内实现两个或更多的“执行核”。这些执行核都是相互独立的处理器并具有自己的执行集合以及体系结构资源。 (5) 共享Cache的多核结构:与多核结构工作方式相一致主要差别在于设计时将这些执行核设计成可共享片上的Cache。 (6) 采用超线程技术的多核结构:主要是将多核结构与超线程结构相结合从而将逻辑处理器的数量增加到执行核的两倍。
第一问 第二问 (1) 单核结构:计算机中仅有一个物理处理器,不支持应用软件的并行执行,因为在任何时间点上,CPU都只能执行一个指令流。 (2) 多处理器结构:支持真正意义上的并行执行,因为多个线程或进程能够在多个处理器上同时执行。 (3) 超线程结构(SMT):实际上计算机中只有一个实际的物理处理器,但从软件角度来看,存在多个逻辑处理器,支持操作系统和应用程序将多个线程调度到多个逻辑处理器上,就像多处理器系统一样。从微体系结构的角度看,逻辑处理器的指令是固定的,并且在共享的执行资源上同时执行。 (4) 多核结构:采用单芯片多处理器(CMP)的设计,此种结构不是重用单个处理器中某些处理器资源,而是在单个处理器芯片内实现两个或更多的“执行核”。这些执行核都是相互独立的处理器,并具有自己的执行集合以及体系结构资源。 (5) 共享Cache的多核结构:与多核结构工作方式相一致,主要差别在于设计时将这些执行核设计成可共享片上的Cache。 (6) 采用超线程技术的多核结构:主要是将多核结构与超线程结构相结合,从而将逻辑处理器的数量增加到执行核的两倍。 解析:从题意可以看出,本题涉及嵌入式软硬件设计问题,主要考查应试者能否正确地根据用户需求,理解技术要求,针对宇航系统配套生产高性能嵌入式计算机系统的任务,确定软件的技术需求和应用软件开发平台选择。本题主要考核考生以下实时系统基本技术知识。
(1)因为嵌入式实时系统与实际应用要求结合性很高,为了满足系统总的要求,在嵌入式计算机系统体系结构设计时,应充分考虑实际应用对硬件平台的配置和系统的实际技术要求。由于本题用户要求该系统要具有高速并发处理能力、低功耗、高可靠性,因此考查如何选择处理器的结构以及对处理机不同结构特性了解的程度。
(2)软件并发是一种能够有效解决资源同时共享问题的方法。软件并发具有非常重要的作用和意义,主要体现在:并发能够让系统资源得到最有效的利用。但是由于采用了多线程技术实现应用程序的并发操作,将存在同步、通信、负载均衡和可伸缩性方面的问题。本题要求考生了解并行程序设计的基础知识。
(3)本题给出为了防止系统故障的蔓延,在超线程技术的多核结构需要选择一种嵌入式操作系统作为本高性能嵌入式计算机系统的运行环境,才能满足用户对系统的要求,考生从题中应可以看出,操作系统应该是实时性强、可靠性高、支持多核结构和高速缓存管理。只有这样才能增强系统的性能。
[问题1] 本问题主要考查考生对处理器的结构及多线程的理解能力,分清“多处理器结构”与“多核结构”的优点和缺点。
超线程技术实际上只有一个实际的物理处理器,但是从软件的角度来看,存在多个逻辑处理器。超线程技术支持操作系统和应用程序将多个线程调度到多个逻辑处理器上,就像多处理器系统一样。从微体系结构的角度看,逻辑处理器的指令都是固定的,并且在共享的执行资源上同时执行。也就是说,多个线程能够在多个逻辑处理器间进行调度,但是由于执行资源是这些逻辑处理器共享的,因此微体系结构必须决定两个线程如何以及何时切换执行。当一个线程被挂起的时候,另一个线程就会继续执行。能够导致线程挂起的因素包括处理Cache失效以及分支预测失败。
在同时多线程技术之后就出现了多核处理器。多核处理器采用单芯片多处理器(Chip Multiprocessor,CMP)的设计。随着生产工艺与制造技术上的进步,处理器厂商在设计多核处理器时,不是重用单个处理器中的某些处理器资源,而是在单个处理器芯片内实现两个或者更多的“执行核”。这些执行核都是相互独立的处理器,只是位于同一块芯片上而已。这些执行核都具有自己的执行集合以及体系结构资源。如下图所示。

如果考生能充分理解此题,问题1的第二问将会迎刃而解。

第3题:

按照多处理器系统中的处理器之间的通信方式来划分,多处理器系统包括紧密耦合系统和()

A.主从式多机系统

B.集中式系统

C.分布式系统

D.对称式多机系统


正确答案:C

第4题:

Flynn分类法根据计算机在执行程序的过程中将计算机分为4类。当前主流的多核计算机属于(15)计算机。

A.SISD
B.SIMD
C.MISD
D.MIMD

答案:D
解析:
Flynn于1972年提出计算平台分类法主要根据指令流和数据流来分类,分为四类:

①单指令流单数据流机器(SISD)

SISD机器是一种传统的串行计算机,其硬件不支持任何形式的并行计算,所有的指令都是串行执行,并且在某个时钟周期内,CPU只能处理一个数据流。早期的计算机都是SISD机器。

②单指令流多数据流机器(SIMD)

SIMD是采用一个指令流处理多个数据流。这类机器在数字信号处理、图像处理,以及多媒体信息处理等领域非常有效。

Intel处理器实现的MMXTM、SSE(StreamingSIMDExtensions)、SSE2及SSE3扩展指令集,都能在单个时钟周期内处理多个数据单元。也就是说人们现在用的单核计算机基本上都属于SIMD机器。

③多指令流单数据流机器(MISD)

MISD是采用多个指令流来处理单个数据流。在实际情况中,采用多指令流处理多数据流才是更有效的方法,因此MISD只是作为理论模型出现,没有实际应用。

④多指令流多数据流机器(MIMD)

MIMD机器可以同时执行多个指令流,这些指令流分别对不同数据流进行操作。最新的多核计算平台就属于MIMD的范畴,例如Intel和AMD的双核处理器。

第5题:

紧耦合多机系统一般通过(16)实现多机间的通信。对称多处理器结构(SMP)属于,(17)系统。

A.因特网

B.共享内存

C.进程通信

D.共享寄存器


正确答案:B

第6题:

下面4种多机系统中,节点彼此耦合最紧密的是()。

A、多计算机系统

B、网络系统

C、多处理器系统

D、分布式系统


参考答案:C

第7题:

按Flynn分类法,多处理机系统属于()。

A.MIMD系统

B.MISD系统

C.SIMD系统

D.SISD系统


参考答案:A

Flynn分类法把计算机分为四类:
(1)单指令流单数据流(SISD)。它是传统的单处理器计算机。
(2)单指令流多数据流(SIMD)。其代表性的例子是阵列处理机。
(3)多指令流单数据流(MISD)。这类系统很少见。
(4)多指令流多数据流(MIMD)。它是实现作业、任务、指令、数据各级全面并行的多处理机系统。紧耦合的、松耦合的多处理机系统以及多计算机系统都属于MIMD。

第8题:

UNIX支持多处理器系统,允许多个处理器协调并行运行。()


答案:正确

第9题:

UNIXA操作系统支持多处理器系统,允许多个处理器协调并行运行。()


答案:正确

第10题:

评价多处理器系统通信机制性能的三个方面是什么?


正确答案: 通信带宽、通信延迟、通讯延迟隐藏机制的效率。

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