Мультикомпьютеры часто программируются с помощью специальных программных пакетов, таких как MPI, которые позволяют разрабатывать приложения, ориентированные на передачу сообщений. Альтернативные схемы связаны с использованием общей памяти на прикладном уровне. Сюда можно отнести разбитое на страницы адресное пространство в DSM, пространство кортежей в Linda, объекты в Огса и Globe. В DSM моделируется общая память на уровне страниц, и в этом система DSM напоминает NUMA-машину, за исключением, возможно, более высоких издержек при удаленных обращениях.
На самом верхнем уровне располагаются системы распределенных вычислений. Это — наиболее слабо связанные системы; в них для решения общих задач объединяются целые организации, совместно используя через Интернет вычислительные возможности своих компьютеров, данные и другие ресурсы.
Вопросы и задания
1. В Pentium длина команды может достигать 17 байт. Является ли Pentium VLIW-процессором?
2. Пусть диапазон машинного представления числа составляет 0-255. Что получится в результате усечения чисел 96, -9, 300 и 256?
3. Совместимы ли следующие TriMedia-команды и, если нет, то почему?
1) целочисленное сложение, целочисленное вычитание, загрузка, сложение с плавающей точкой, непосредственная загрузка;
2) целочисленное вычитание, целочисленное умножение, непосредственная загрузка, сдвиг, сдвиг;
3) непосредственная загрузка, сложение с плавающей точкой, умножение с плавающей точкой, ветвление, непосредственная загрузка.
4. На рис. 8.5, г и д показаны первые 12 циклов машинных команд. Для каждого варианта опишите, что происходит в следующих трех циклах.
5. На конкретном процессоре при кэш промахе на уровне 1 и кэш-попадании на уровне 2 команда выполняется k машинных циклов. Пусть для маскировки кэш-промахов в кэше уровня 1 используется мелкомодульная многопоточ-ность. Сколько программных потоков должны работать одновременно, чтобы полностью избежать холостых циклов?
6. Утром пчелиная матка созывает рабочих пчел и сообщает им, что сегодня им нужно собрать нектар ноготков. Рабочие пчелы вылетают из улья и летят в разных направлениях в поисках ноготков. Что это за система, SIMD или MIMD?
7. Обсуждая модели состоятельности памяти, мы упомянули, что такая модель представляет собой контракт между программным обеспечением и памятью. Почему необходим такой контракт?
8. Рассмотрим мультипроцессор с общей шиной. Что произойдет, если два процессора попытаются получить доступ к глобальной памяти в один и тот же момент?
9. Предположим, что по техническим причинам следящий кэш может следить только за адресными линиями, а за информационными — нет. Повлияет ли это изменение на протокол сквозной записи?
10. Рассмотрим простую модель мультипроцессорной системы с шиной и без кэширования. Предположим, что одна из каждых четырех команд обращается к памяти, причем при каждом обращении к памяти шина занимается на все время выполнения команды. Если шина занята, то запрашивающий процессор ставится в очередь FIFO. Насколько быстрее будет работать система с 64 процессорами по сравнению с однопроцессорной системой?