并行处理技术并行计算机21世纪的计算机系统在不同层次上采取了并行措施,只有当并行性提高到一定层次时,具有了较高的并行处理能力,才能称为“并行处理系统”
一般有以下三种并行措施
时间重叠时间重叠是在并行性概念中引入时间因素,即多个处理过程在时间上相互错开,轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部件,以加快硬件周转而赢得速度
这各并行措施表现在指令解释的重叠及流水线部件与流水线处理机
资源重复资源重复是在并行性概念中引入空间因素
这种措施提高计算机处理速度最直接,但由于受硬件价格昂贵的限制而不能广泛使用
目前,随着硬件价格的降低,已在多种计算机系统中使用,如多处理机系统、陈列式处理机等
资源共享资源共享也是在并行性概念中引入时间因素,它是通过软件的方法实现的
即多个用户按一定的时间顺序轮流使用同一套硬件设备;既可以是按一定的时间顺序共享CPU,也可以是CPU与外围设备在工作时间上的重叠
这种并行措施表现在多道程序和分时系统中,而分布式处理系统和计算机网络则是更高层次的资源共享
从第一台电子计算机发明,电子计算机已经经历了五代
计算机发展到第四代时,出现了用共享存储器、分布存储器或向量硬件选件的不同结构的并行计算机,开发了用于并行处理的多处理操作系统专用语言和编译器,同时产生了用于并行处理或分布计算的软件工具和环境
到出现的计算机称为第五代计算机,它们的主要特点是进行大规模并行处理
并行处理技术是在微电子、印刷电路、高密度封装技术、高性能处理机、存储系统、外围设备、通信通道、语言开发、编译技术、操作系统、程序设计环境和应用问题等研究和工业发展的产物
并行计算机具有代表性的应用领域有:天气预报建摸、VLSI电路的计算机辅助设计、大型数据库管理、人工智能、犯罪控制和国防战略研究等,而且它的应用范围还在不断地扩大
并行处理技术主要是以算法为核心,并行语言为描述,软硬件作为实现工具的相互联系而又相互制约的一种结构技术
本文就并行处理技术的算法策略、描述性定义及软硬件方面的实现做一个简单的介绍
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