第6章 多处理器系统和处理器管理.pdf

•第6章多处理器系统和 处理器管理 操作系统基础 1 6.1 多处理器系统 • 计算机有多个处理器 多处理器系统的目标是提高计算机系统的运算速度。 6.1.1 多处理器系统的优点 可靠性：某个处理器发生故障，其它处理器可接替工作； 平行性：可实现进程、线程间在多处理器上的并行； 高性能：可增强计算机的计算能力； 管理方便：比多计算机系统容易管理； 灵活性：可灵活的通过加、减处理器改变系统的性能。 第6章多处理器系统和处理器管理 操作系统基础 2 6.1 多处理器系统 • 6.1.2 多处理器系统并行性的提高 如何实现多处理器系统的并行处理。 1、程序设计 人工寻找 程序设计人员找出程序中可并行处理的部分， 用并行程序设计语言表达。 问题：-工作量大，费时； -难以发现并行部分，因而失去并行性； -错把不能并行的部分并行，易于出错； -程序设计难度大。 自动检测，难度较大 2、并行性的自动检测 由操作系统、编译系统和硬件自动的分析程序 中的隐性并行性。 第6章多处理器系统和处理器管理 操作系统基础 3 6.1 多处理器系统 • 如：编译程序利用隐性并行性的技术方法： 1）循环分配 循环体内的语句可能并行。 2）树高降低 利用算术运算用的各种定律降低树高增加并行性。 3）“不等待”规则 加快程序执行的措施（非并行性算法），将将来可 能用到的运算提前执行。 第6章多处理器系统和处理器管理 操作系统基础 4 6.1 多处理器系统 第6章多处理器系统和处理器管理 操作系统基础 5 6.1 多处理器系统 • 6.1.3 多处理器系统的硬件组织 技术关键是处理器、输入输出处理器和存储部件的 联结方式。 1、总线式结构 各部件通过总线相连，构成分时总线或公共总线系统。 优点：简单、便宜，硬件连接拆除方便。 问题：总线竞争引发： -共享总线使速度和带宽降低； -总线是瓶颈，可引起灾难性的故障。 改进的模式：多总线系统（见pp116图6.2，6.3） -需增加总线控制逻辑。 第6章多处理器系统和处理器管理 操作系统基础 6 6.1 多处理器系统 第6章多处理器系统和处理器管理 操作系统基础 7 6.1 多处理器系统 • 2、交叉式开关结构 （见pp117图6.4） 通过纵横开关把横向的处理器和纵向的存储器相连接。 -连接硬件复杂； -必须解决访问冲突问题。 3、多端口存储器结构 （见pp117图6.5） 通过存储器模块的端口（读、写端口）实现存储器与 处理器的连接。 -