【并行计算机体系结构】（西安交通大学研究生课程）1 - 6章 填空题汇总

1 概述

题目

1. 改善计算机系统性能途径中最关键的因素是_______，最重要的因素是_______。
2. _______是高性能计算技术发展的牵引动力，_______是高性能计算技术创新的机遇。
3. 多处理机中，具有高速处理能力的是_______，实现了高可靠性的是_______，实现了资源共享和协调的是_______。
4. 从体系结构的技术角度看，构建并行计算系统的三个途径是_______、、。
5. 基于网络的高性能计算环境有_______、_______。

答案

1. 改善计算机系统性能途径中最关键的因素是___（微电子技术），最重要的因素是_（计算机系统结构）__。
2. __（应用）是高性能计算技术发展的牵引动力，（网络技术发展）__是高性能计算技术创新的机遇。
3. 多处理机中，具有高速处理能力的是___（并行计算机），实现了高可靠性的是_（容错计算机系统），实现了资源共享和协调的是_（企业管理数据库系统）____。
4. 从体系结构的技术角度看，构建并行计算系统的三个途径是___（高端系统）、（集群系统）、（网络计算/云计算）__。
5. 基于网络的高性能计算环境有______（网格计算）、（云计算）__。

2 相关理论基础

题目

• 并行性的等级有**、、、。**
• 并行性开发的途径_______、、。
• 计算机体系结构的发展_______、_______、_______的体系结构。
• **FLynn分类法包括_______、、、。**其他更详细分类有、_______。
• 并行计算机的技术分类模型包括_______、、、、。
• 并行计算机的访存分类模型_______、、。
• NUMA的特殊情况有_______、_______。
• 技术分类中NUMA的是_______，UMA的是_______、_______。
• 技术分类中粗粒度的是_______、、，细粒度的是_______、_______。
• 弱扩展性的评价指标是**，强扩展性的评价指标是。**
• NUMA和UMA的通信机制是_______，NORAM的通信机制是_______。

答案

• 并行性的等级有**（指令内部之间的并行）、（指令之间的并行）、（任务或进程之间的并行）、（作业或程序之间的并行）____。**
• 并行性开发的途径___（时间重叠）、（资源重复）、（资源共享）____。
• 计算机体系结构的发展____（指令流）、（数据流）___、（构令流）______的体系结构。
• FLynn分类法包括___（SISD）、（MISD）、（MIMD）、（SIMD）。**其他更详细分类有__（三元组分类法）、（多层次分类）**___。
• 并行计算机的技术分类模型包括___（PVP并行向量处理机）、（SMP对称多处理机）、（MPP大规模并行处理机）、（DSM分布共享存储多处理机）、（工作站集群COW）。
• 并行计算机的访存分类模型_____（均匀存储访问模型UMA）、_（非均匀存储访问模型NUMA）、（非远程存储访问NORAM）_____。
• NUMA的特殊情况有_____（COMA）、（CC-NUMA）___。
• 技术分类中NUMA的是_____（DAM），UMA的是____（PVP）、（SMP）。
• 技术分类中粗粒度的是____（MPP）、（DSM）、（COW），细粒度的是（SMP）、（PVP）___。
• 弱扩展性的评价指标是**（Amdahl），强扩展性的评价指标是（Gustafson）。**
• NUMA和UMA的通信机制是____（共享变量），NORAM的通信机制是_（消息传递）___。

3 多处理器Cache一致性

题目

• 单机系统引发Cache一致性问题的缘由是_______、_______。
• 单机系统基本Cache一致性维护策略有_______、_______。
• 多级处理系统会引发Cache不一致的情况是_______、、。
• 多机系统Cache一致性维护策略有_______、、、_______。
• 适合总线结构的多机系统Cache一致性维护策略是_______，适合非总线互联网结构的Cache一致性维护策略是_______。
• 基于作废法的一致性维护状态协议有_______、、、_______。
• 目录表协议包括_______、、。

答案

• 单机系统引发Cache一致性问题的缘由是____（写操作）、（I/O读）____。
• 单机系统基本Cache一致性维护策略有___（写通过WT）、（写回WB）___。
• 多级处理系统会引发Cache不一致的情况是___（写共享数据操作）、（进程迁移）___、（I/O操作）___。
• 多机系统Cache一致性维护策略有_____（基于WB的更新法）、（基于WB的作废法）、__（基于WT的更新法）、（基于WT的作废法）。
• 适合总线结构的多机系统Cache一致性维护策略是__（播写法）__，适合非总线互联网结构的Cache一致性维护策略是（目录表法）____。
• 基于作废法的一致性维护状态协议有___（SI）、（MSI）、（MESI）、（MOESI）_。
• 目录表协议包括____（全映射目录）、（有限目录）、___（链式目录）。

4 互连网络

题目

• 互连网络可以分为_______、_______。
• 互连网络可以技术分类为_______、_______。
• 互连网络的结构性参数有_______、、、、、_______。
• 互连网络的性能指标_______、、、、。
• 互连网络的表示法_______、、、_______。
• 基本寻径函数有_______、、、、、、。
• 静态互连网络典型的拓扑结构_______、、、、、、、_______。
• 超立方体网络可以加环改进成**，变成多维构成。**
• 动态互联网络包括_______、、。
• 两种总线仲裁处理方法_______、。其中一种可分为、_______。
• 多级互联网络的开关控制方式**、、_______。**
• 典型的多级互联网络有_______、、、、、、。
• 节点间信息传输的最小单位是**、节点间通信的逻辑单位是。**
• 消息传递中四种寻径方式是_______、、、_______。
• 死锁解决的策略有_______、、。
• 包冲突处理策略有_______、、、_______。
• 防死锁的寻径算法有_______、_______。
• 通信模式有_______、、、_______。
• 寻径算法效率需要考虑_______、_______。

答案

• 互连网络可以分为___（专门定制互连网络）、__（商用网络）。
• 互连网络可以技术分类为____（静态互连网络）、（动态互联网络）____。
• 互连网络的结构性参数有___（节点度）、（网络直径）、（等分宽度）__、（节点间线长）、（对称性）、（寻径功能）。
• 互连网络的性能指标____（通信时延）、（网络时延）、（端口带宽）、（聚集带宽）、（对剖带宽）___。
• 互连网络的表示法____（函数表示法）、（输入输出表示法）、（图形表示法）、（循环互连函数表示法）____。
• 基本寻径函数包括___（交换置换）、（全混洗置换）、（蝶式置换）、（位序颠倒置换）、（移数置换）、（恒等置换）、（逆置换）____。
• 静态互连网络典型的拓扑结构___（直线型）、（环形）、（星型）、（树型）、（全连接）、（Torus）、（mesh）、（立方体）___。
• 超立方体网络可以加环改进成**（带环超立方体），变成多维构成（k元n立方体网络）。**
• 动态互联网络包括___（总线开关）、（交叉开关）、（多级互联网络）____。
• 两种总线仲裁处理方法____（排队器）、（菊花链）。其中一种可分为__（动态菊花链）_____、（静态菊花链）___。
• 多级互联网络的开关控制方式**（级控制）、（单元控制）、（部分级控制）_。**
• 典型的多级互联网络有___（STARUN）、（Omega）、（Parker）、（Benes）、（Cantor）、___（Banyan）、_（Delta）。
• 节点间信息传输的最小单位是**（包）、节点间通信的逻辑单位是（消息）__。**
• 消息传递中四种寻径方式是___（线路交换）、（存储转发寻径）、（虚拟直通寻径）、（虫蚀寻径）_。
• 死锁解决的策略有___（防死锁路由算法）、（缓解死锁）、（虚拟通道）____。
• 包冲突处理策略有__（阻塞法）、（扬弃并重发法）、（虚拟直通法）、（绕道法）____。
• 防死锁的寻径算法有___（确定寻径）____、（自适应寻径）___。
• 通信模式有_____（单播）、（选播）、（广播）、（多播）___。
• 寻径算法效率需要考虑_____（信道量）__、_（通信时延）。

5 并行计算机系统结构

题目

• UMA并行计算机分为_______、_______多处理机系统。
• BUS多处理器系统分为_______、、。
• Switch多处理机系统分为_______、_______。
• NUMA分为_______、、。
• CC-NUMA中mulubiao中数据的管理方式_______、、。
• NORA型并行计算机_______、_______。
• 消息传输的寻径控制方式_______、、、_______。
• 集群分为_______、、。
• 访存测试途径_______、_______。
• 国产众核处理器_______、、、_______。
• 大型并行计算机系统_______、、。
• 天河二号三类互联网络_______、、。
• 常用的加速协处理器_______、、。
• 基于互联网的网络计算_______、_______。

答案

• UMA并行计算机分为_____（BUS）、（Switch）_____多处理机系统。
• BUS多处理器系统分为_____（单总线）__、（多总线）、（多层总线）。
• Switch多处理机系统分为____（CrossBar）、（MIN）____。
• NUMA分为____（CC-NUMA）、（COMA）、（DASH）_。
• CC-NUMA中HM中数据的管理方式**（Full Map）、（Limited Point）、___（指针法）。**
• NORA型并行计算机___（MPP）、（集群（COW））___。
• 消息传输的寻径控制方式___（CS）、（SF）___、（VT）、（wh）。
• 集群分为___（科学集群）、（负载均衡集群）、（高可用性集群）__。
• 访存测试途径_____（批量访存测试）、_（按需访存测试）。
• 国产众核处理器_____（神威）、（飞腾）、（海光）、_（华为鲲鹏）。
• 大型并行计算机系统_____（太湖之光）__、（天河二号）、（天河1A）。
• 天河二号三类互联网络___（管理网络）、（高速定制互联网络）、（存储网络）____。
• 常用的加速协处理器___（GPU）、（MIC）、（FPGA）____。
• 基于互联网的网络计算___（网格计算）、（云计算）___。

6 资源管理与任务调度

题目

• 多机操作系统的组成为_______、_______。
• SSI的功能有_______、、。
• 多机操作系统分类为_______、、。
• RMS组成为_______、_______。
• 调度策略分为_______、_______。
• 调度实现方法分为_______、_______。
• 确定性调度分为_______、_______。
• 排队系统的组成部分_______、、。

答案

• 多机操作系统的组成为_____（SSI基础结构）__、_（系统可用性基础结构）。
• SSI的功能有_____（单一用户接口）、（单一I/O空间）、（单一进程空间）__。
• 多机操作系统分类为___（主从式）、（单独管理）___、___（浮动管理）。
• RMS组成为___（资源管理器）、（作业调度器）___。
• 调度策略分为____（确定性调度）、（不确定性调度）__。
• 调度实现方法分为____（抢先调度）、（非抢先调度）____。
• 确定性调度分为_____（单作业并行调度）、（多作业并行调度）___。
• 排队系统的组成部分____（输入过程）、（排队规则）、（任务调度）___。

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