第九章多处理机
第九章计算机多媒体技术例题与解析
第九章计算机多媒体技术例题与解析【例9-1 】根据多媒体的特性，_属于多媒体的范畴。
A.交互式视频游戏B.录像带C.彩色画报D.彩色电视机【答案与解析】多媒体的特性包括同步性、集成性和交互性。
在列出的4个选项中，只有“交互式视频游戏”符合这些特性，因此答案是A。
【例9-2】多媒体计算机主要特点是_ 。
A.较大的体积B.较强的联网功能和数据库能力C.大多数基于Client/Server模型D.较强的音视频处理能力【答案与解析】多媒体计算机的主要任务是处理多媒体信息，由于多媒体信息包含非常巨大的数据量，因此对多媒体计算机的运算能力要求很高;由于多媒体信息最终要通过音频、视频的形式进行表达，因此对多媒体计算机的音视频处理能力有很高的要求。
另一方面，多媒体计算机对网络和数据库并没有必然的要求。
因此答案是D。
【例9-3】目前，音频卡一般不具备功能。
A.录制和回放数字音频文件B.混音C.语音特征识别D.实时解压缩数字音频文件【答案与解析】录制和回放数字音频文件、混音和实时解/压缩数字音频文件都是目前的主流声卡所能提供的功能。
但语音识别属于人工智能的范畴，一般通过专用的软件(例如ViaV oice)来实现，音频卡一般不提供。
因此答案是C。
【例9-4】以下说法中，是不正确的。
A. USB接口可以连接多种多媒体设备B. VGA接口用于连接显示器C. IEEE 1394接口可用于连接数码相机D. SCSI接口不能用于连接扫描仪【答案与解析】SCSI接口—小型计算机系统接口是一种较为特殊的接口总线，具备与多种类型的外设进行通信的能力，支持包括磁盘驱动器、磁带机、光驱、扫描仪在内的多种设备。
因此答案是D。
【例9-5】使用Windows“画图”不能实现的功能是。
A.在图画中输入文字B.将图画放大到全屏模式显示并进行编辑C.设置背景色和前景色D.擦除图画中的一块矩形区域【答案与解析】在“画图”中，如果选择“查看”中的全屏，则可以以全屏的方式整幅查看当前图片，但在这种状态下无法对图画进行编辑。
第九章 话务及呼叫处理能力
第九章 话务及呼叫处理能力1.在影响话务量三要素中，用C T 表示平均呼叫强度，用t 表示平均占用时长，用T 表示时间区间，则话务量A 的表达式为（A ＝C T t ）。
话务量的单位叫：“爱尔兰”（Erlang ）或“小时呼”1Erl=60cm=36ccs3.话务量是由电话用户进行呼叫并（占用）交换设备形成的。
4.话务呼损的计算方法是忙时损失的话务与忙时总话务量之比，话务呼损的表达式为（P ＝A 损/A 入）。
5.话务统计数据是提供网络管理、网络优化的（基本参数），是评价交换设备的重要依据。
6.呼叫处理能力中的固有开销是指与呼叫处理次数（无关）的系统开销，固有开销不随话务负荷的大小的变化而变化。
7.单位时间内处理机用于呼叫处理的时间开销表达式为（t ＝a+bN ）。
8、话务量和呼叫处理能力是衡量交换机性能的两项十分重要的指标。
9、 呼叫处理能力以忙时试呼次数——BHCA 来表示。
10、某长途电路群忙时占用次数为3000次，平均占用时长为120秒，则占用话务量为100Erl11、影响交换机呼叫处理能力的因素：系统容量的影响、系统结构的影响、处理机能力的影响、软件设计水平。
12、交换机处理话务的两种方法：呼损工作制、待接工作制。
13、 话务负荷能力是指在一定的呼损率下，交换系统在（忙时）可以负荷的话务量。
14、 呼损率是交换设备未能完成的电话呼叫数量和用户发出的电话呼叫数量的（比值）。
15、 呼叫强度就是（单位）时间里用户为实现通信所发生的（呼叫次数）。
16、 某交换系统一小时内总共发生250次呼叫，平均呼叫占用时间为3分钟，则在这一小时内该系统所承受的话务量为：Erl t c A 5.12603250=⨯=⋅= 17、 以一小时为一个统计时间长，其中处理机的运行时间为45分钟，则：75%13/4==小时小时系统开销18、 假设某处理机忙时占用率为85％（即处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为0.85），固有开销a ＝0.29，平均处理一个呼叫需时32ms 。
计算机操作系统教程第九章外部设备管理
计算机操作系统教程第九章外部设备管理1.设备管理的目标和功能是什么?答：设备管理的目标是：选择和分配输入/输出设备以便进行数据传输操作；控制输入/输出设备和CPU(或内存)之间交换数据，为用户提供一个友好的透明接口，提高设备和设备之间、CPU和设备之间，以及进程和进程之间的并行操作，以使操作系统获得最佳效率。
设备管理的功能是：提供和进程管理系统的接口；进行设备分配；实现设备和设备、设备和CPU等之间的并行操作；进行缓冲区管理。
2.数据传送控制方式有哪几种?试比较它们各自的优缺点。
答：数据传送控制方式有程序直接控制方式、中断控制方式、DMA方式和通道方式4种。
程序直接控制方式就是由用户进程来直接控制内存或CPU和外围设备之间的数据传送。
它的优点是控制简单，也不需要多少硬件支持。
它的缺点是CPU和外围设备只能串行工作；设备之间只能串行工作,无法发现和处理由于设备或其他硬件所产生的错误。
中断控制方式是利用向CPU发送中断的方式控制外围设备和CPU之间的数据传送。
它的优点是大大提高了CPU的利用率且能支持多道程序和设备的并行操作。
它的缺点是由于数据缓冲寄存器比较小，如果中断次数较多，仍然占用了大量CPU时间；在外围设备较多时，由于中断次数的急剧增加，可能造成CPU无法响应中断而出现中断丢失的现象；如果外围设备速度比较快，可能会出现CPU来不及从数据缓冲寄存器中取走数据而丢失数据的情况。
DMA方式是在外围设备和内存之间开辟直接的数据交换通路进行数据传送。
它的优点是除了在数据块传送开始时需要CPU的启动指令，在整个数据块传送结束时需要发中断通知CPU进行中断处理之外，不需要CPU的频繁干涉。
它的缺点是在外围设备越来越多的情况下，多个DMA控制器的同时使用，会引起内存地址的冲突并使得控制过程进一步复杂化。
通道方式是使用通道来控制内存或CPU和外围设备之间的数据传送。
通道是一个独立与CPU的专管输入/输出控制的机构，它控制设备与内存直接进行数据交换。
多处理机new
1. 二维数组的无冲突访问存储器 • 要求：一个n×n的二维数组，按行、列、对 角线和反对角线访问，并且在不同的变址位 移量情况下，都能实现无冲突访问。 • 顺序存储：按行、对角线访问没有冲突，但 按列访问每次冲突
0 号体 体内地址 0 1 2 3
2012年8月15日星期三
1 号体
2 号体
3 号体
16
3. 二维数组的无冲突访问存储方案(之二) • 规则：对于任意一个n×n的数组，如果能够 找到满足n＝22P关系的任意自然数p，则这个 二维数组就能够使用n个并行存储体实现按行、 列、对角线和反对角线的无冲突访问。 • 4×4数组用4个存储体的无访问冲突存储方案
0 号体 体内地址 0 1 2 3
或(SSM,Scalable Shared-Memory)
物理上分离的多个存储器可作为一个逻辑上共享的 存储空间进行编址.
• 通信机制:可利用Load和Store指令中的地址隐 含地进行数据通信. 2.多计算机(multicomputers)
整个地址空间由多个独立的地址空间构成,它们在逻 辑上是独立的,远程的处理器不能对其直接寻址.
2012年8月15日星期三 计算机系统结构 第九章 多处理机 18
7.2.1.2 多处理机的Cache一致性
1. Cache不一致性原因
• 在并行处理机和多处理机系统中，采用局部 Cache会引起Cache与共享存储器之间的一致 性问题。 • 出现不一致性问题的原因有三个： 共享可写的数据、进程迁移、I/O传输
第七章 多处理机
• 多处理机定义： 两个或两个以上处理机(包括PU和CU)，通 过高速互连网络连接起来，在统一的操作 系统管理下，实现指令以上级（任务级、 作业级）并行。 • 按照Flynn分类法，多处理机系统属于 MIMD计算机 • 研究多处理机的目的：提前10年得到性能 高100倍的高性能计算机系统。
PLC21-功能指令(第九章)
2．减法运算指令 对有符号数进行相减操作，包括整数减法、双整数减法、 实数减法。 梯形图表示：
语句表示：整数减法指令“-I IN1，OUT”；双整数减法指 令“ - D IN1，OUT”；实数减法指令“ - R IN1，OUT”。
当信号EN=1时，被减数IN1与减数IN2相减，其结果传送到 OUT中。
四、比较指令 数值比较指令用于比较两个数值； 字符串比较指令用于比较两个字符串的ASCll码字符。
操作数按指定条件进行比较。
条件成立时，触点闭合，所以实际上是一种位指令。 仅说明数值比较指令 . 类型有：字节比较、整数比较、双字整数比较和实数比较。 字节比较是无符号的，其它类型为有符号的。 比较指令的关系符有：等于=、大于＞、小于＜、不等＜＞、 大于等于＞=、小于等于<= 等6种。 对比较指令可进行LD、 A和O编程。以关系符“=”为例说明。
4. 正弦、余弦、正切指令
梯形图表示：
语句表示：正弦指令“SIN IN，OUT”；余弦指令“COS IN，OUT”；正切指令“TAN IN，OUT”。
当允许信号EN=1时，将一个双字长（32位）的实数弧度 值IN分别取正弦、余弦、正切，各得到32位的实数结果传送 到OUT中。 如果已知输入值为角度，要先将角度值转化为弧度值， 使用“（*R）MUL_R”指令，用角度值乘以π ／180。
当信号EN=l时，被乘数IN1与乘数IN2相乘，结果送到OUT 中。在语句表示中，要先将被乘数送到OUT中，然后和IN1中 的数据进行相乘，溢出以及输入非法参数或运算中产生非法值， 都会使特殊标志SM1．1置位。
4．除法运算指令 对有符号数进行相除操作，包括：整数除法、双整数除法、 完全整数除法和实数除法。
3．块传送指令 字节块（BMB）的传送、字块（BMW）的传送和双字块的 传送（BMD）指令传倒数量的数据到一个新的存储区，数据的 起始地址为IN，数据的长度为N个字节、字或双字。 新块的起站地址为OUT。N的范围从l至255。
计算机基础教案(大专)
计算机基础教案（大专）第一章：计算机概述1.1 计算机的发展历程介绍计算机的发展阶段：电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模集成电路计算机、超大规模集成电路计算机。
讲解各个阶段的的特点和代表机型。
1.2 计算机的硬件系统介绍计算机的硬件组成部分：中央处理器（CPU）、内存、输入/输出设备、硬盘等。
讲解各个硬件组件的作用和性能指标。
1.3 计算机的软件系统介绍计算机的软件分类：系统软件、应用软件。
讲解操作系统的作用和常见操作系统的特点。
第二章：操作系统2.1 操作系统的概念与功能讲解操作系统的定义、作用和功能。
介绍操作系统的常见功能：进程管理、内存管理、文件管理、设备管理。
2.2 常见操作系统简介讲解Windows操作系统的特点、界面和基本操作。
介绍Linux操作系统的特点、界面和基本操作。
讲解Mac OS操作系统的特点、界面和基本操作。
2.3 操作系统的基本操作讲解计算机的启动与关闭过程。
介绍文件和文件夹的基本操作：创建、删除、移动、复制、重命名。
讲解常用的系统设置和优化方法。
第三章：计算机网络3.1 计算机网络的基本概念讲解计算机网络的定义、功能和发展历程。
介绍计算机网络的常见类型：局域网、城域网、广域网。
3.2 网络协议与网络设备讲解网络协议的概念和作用。
介绍常见的网络设备：交换机、路由器、网卡、Modem等。
3.3 互联网的基本使用讲解互联网的接入方式：宽带接入、拨号接入。
介绍浏览器的使用、搜索引擎的查找方法、电子邮件的基本操作。
第四章：文字处理软件4.1 文字处理软件的基本操作讲解文字处理软件的功能和界面。
介绍文档的创建、编辑、保存、打印等基本操作。
4.2 排版与美化文档讲解字体、字号、颜色、对齐等排版设置。
介绍插入图片、表格、图表、超等元素的方法。
4.3 高级应用技巧讲解文档的引用、脚注、尾注、目录的制作方法。
介绍文档的保护和共享功能。
第五章：电子表格软件5.1 电子表格软件的基本操作讲解电子表格软件的功能和界面。
计算机系统结构课程教学大纲
《计算机系统结构》课程教学大纲Computer Architecture课程代码：24101135 课程性质：专业必修适用专业：计算机科学和技术、软件工程、网络工程开课学期：5总学时数： 64 总学分数： 3.5编写年月： 2006年7月修订年月： 2007年7月执笔：胡志斌一、课程的性质和目的本课程是计算机及应用专业的主干课程和核心课程。
本课程是在‘计算机组成原理’课程的基础上，从系统分析和设计的角度，使学生建立起计算机系统的完整概念。
“计算机系统结构”是从计算机用户（包括应用程序员和系统程序员）角度所看到的、或必须掌握的计算机系统的属性。
其中某些内容和先修课程中有重叠之处，例如数据表示、指令系统、存储系统、和输入输出系统等，但本课程是从系统分析和设计的角度来阐述这些内容的，主要目的不再是简单地让学生掌握其硬件原理，而更重要的是分析方法和设计方法。
通过本课程的学习，能够让学生比较全面地掌握计算机系统结构的基本概念、基本原理、基本结构和基本分析设计方法，建立起计算机系统的完整概念。
计算机科学是一门发展非常迅速的学科，在组织课程内容时要有较高的起点。
对于计算机系统结构的新进展，例如超标量、超流水线、SIMD、互连网络、多处理机等部分内容应该酌情分配足够的学时，力图使学生了解计算机系统结构的新进展。
通过本课程的学习，使学生了解和掌握计算机系统结构基本原理和方法，掌握计算机系统的基本设计思路,与C语言、计算机组成原理、数据结构等先修课程的内容呼应，加深理解，提升层次，与编译原理、操作系统等后续课程相辅相成，相互促进，进一步形成计算机专业知识架构。
通过本课程的学习，了解当代计算机系统结构发展的状态，为进一步学习和研究计算机学科中其他专业知识打下基础。
二、课程教学内容及学时分配第一章计算机系统结构的基本概念（8学时）计算机系统层次结构，系统结构、组成和实现三者之间关系，透明性，Amdahl定律，CPU性能公式，局部性原理，MIPS定义，MFLOPS定义，系统结构分类，冯.诺依曼计算机特征，计算机系统结构的发展，价格、应用、VLSI和算法对系统结构的影响。
计算机系统结构多媒体教程课件_第九章 软件对系统结构的影响
9.1.1 批量处理系统
批量处理系统应用于大型科学计算，把计算程序和有 关的数据一起交给计算机系统，由输入设备将它们输 入到主存，计算机花费大量时间进行运算，计算结果 从输出设备输出。每个用户提出的一个计算任务称为 一个作业，非会话型作业可以脱机进行。
作业可以随时进入系统，存放在磁盘上形成作业队列， 操作系统将按一定的策略从作业队列中取出一个或多 个作业进入主存运行。结果也可先存放于磁盘输出井 内，待输出设备可用时再输出。
实时信息处理系统
实时信息处理系统接收来自终端的服务 请求，在短时间内（例如几秒）对用户 作出正确回答。事务处理的实时性还在 于使数据库及时更新，以包含最新信息。 典型应用是机票预定、银行事务处理、 资料查询、军事指挥等方面。所以，实 时信息处理系统的体系结构要求有很完 整的存储层次，有响应极快的中断系统， 有完善的通道结构，有很好的容错能力。
9.1.2 单用户交互式系统
用户将命令发给操作系统或正在运行的程序， 并且能立即收到它们的响应或输出结果。 由于系统是与人进行交互，所以系统追求的主 要性能指标是响应时间（即用户发出命令到 开始看到输出结果的时间间隔），它应保证 在人可以容忍的等待时间范围内。 单用户交互式系统的主机为个人计算机
9.1.3 分时操作系统
第9章 软件对系统结构的影响
概论
计算机系统是硬件和软件有机地结合在 一起而组成的。它们相辅相成，缺一不 可。现代计算机的发展，使软、硬件之 间的相互依赖、相互支持、相互渗透更 为明显。
9 .1 ຫໍສະໝຸດ 作系统的影响操作系统的目的主要有两个：一是方便 用户，是用户与裸机之间的界面；二是 提高资源利用率，管理好资源的分配和 回收，合理地组织计算机系统的工作流 程，使各种资源能协调有效地工作，以 完成各种应用任务。
操作系统 第三章,第四章,第九章课后习题整理
第3章进程描述和控制复习题：什么是指令跟踪？答：指令跟踪是指为该进程而执行的指令序列。
通常那些事件会导致创建一个进程？答：新的批处理作业；交互登录；操作系统因为提供一项服务而创建；由现有的进程派生。
（详情请参考表3.1）对于图3.6中的进程模型，请简单定义每个状态。
答：运行态：该进程正在执行。
就绪态：进程做好了准备，只要有机会就开始执行。
阻塞态：进程在某些事件发生前不能执行，如I/O操作完成。
新建态：刚刚创建的进程，操作系统还没有把它加入到可执行进程组中。
退出态：操作系统从可执行进程组中释放出的进程，或者是因为它自身停止了，或者是因为某种原因被取消。
抢占一个进程是什么意思？答：处理器为了执行另外的进程而终止当前正在执行的进程，这就叫进程抢占。
什么是交换，其目的是什么？答：交换是指把主存中某个进程的一部分或者全部内容转移到磁盘。
当主存中没有处于就绪态的进程时，操作系统就把一个阻塞的进程换出到磁盘中的挂起队列，从而使另一个进程可以进入主存执行。
为什么图3.9（b）中有两个阻塞态？答：有两个独立的概念：进程是否在等待一个事件（阻塞与否）以及进程是否已经被换出主存（挂起与否）。
为适应这种2*2的组合，需要两个阻塞态和两个挂起态。
列出挂起态进程的4个特点。
答：1.进程不能立即执行。
2.进程可能是或不是正在等待一个事件。
如果是，阻塞条件不依赖于挂起条件，阻塞事件的发生不会使进程立即被执行。
3.为了阻止进程执行，可以通过代理把这个进程置于挂起态，代理可以是进程自己，也可以是父进程或操作系统。
4.除非代理显式地命令系统进行状态转换，否则进程无法从这个状态中转移。
对于哪类实体，操作系统为了管理它而维护其信息表？答：内存、I/O、文件和进程。
列出进程控制块中的三类信息。
答：进程标识，处理器状态信息，进程控制信息。
为什么需要两种模式（用户模式和内核模式）？答：用户模式下可以执行的指令和访问的内存区域都受到限制。
这是为了防止操作系统受到破坏或者修改。
计算机操作系统第四版-汤小丹-教案
2. 多道批处理系统的优缺点 多道批处理系统的优缺点如下： (1) 资源利用率高。引入多道批处理能使多道程序交替 运行，以保持CPU处于忙碌状态；在内存中装入多道程序可 提高内存的利用率；此外还可以提高I/O设备的利用率。 (2) 系统吞吐量大。能提高系统吞吐量的主要原因可归 结为：① CPU和其它资源保持“忙碌”状态；② 仅当作业 完成时或运行不下去时才进行切换，系统开销小。
图1-4 单道批处理系统的处理流程
2. 单道批处理系统的缺点 单道批处理系统最主要的缺点是，系统中的资源得不到 充分的利用。这是因为在内存中仅有一道程序，每逢该程序 在运行中发出I/O请求后，CPU便处于等待状态，必须在其 I/O完成后才继续运行。又因I/O设备的低速性，更使CPU的 利用率显著降低。图1-5示出了单道程序的运行情况，从图 可以看出：在t2～t3、t6～t7时间间隔内CPU空闲。
图1-2 I/O软件隐藏了I/O操作实现的细节
1.1.3 推动操作系统发展的主要动力 1．不断提高计算机资源利用率 2. 方便用户 3. 器件的不断更新换代 4. 计算机体系结构的不断发展 5. 不断提出新的应用需求
1.2 操作系统的发展过程
在20世纪50年代中期，出现了第一个简单的批处理OS； 60年代中期开发出多道程序批处理系统；不久又推出分时系 统，与此同时，用于工业和武器控制的实时OS也相继问世。 20世纪70到90年代，是VLSI和计算机体系结构大发展的年代， 导致了微型机、多处理机和计算机网络的诞生和发展，与此 相应地，也相继开发出了微机OS、多处理机OS和网络OS， 并得到极为迅猛的发展。
目录
第一章 操作系统引论 第二章 进程的描述与控制 第三章 处理机调度与死锁 第四章 存储器管理 第五章 虚拟存储器 第六章 输入输出系统 第七章 文件管理 第八章 磁盘存储器的管理 第九章 操作系统接口 第十章 多处理机操作系统 第十一章 多媒体操作系统 第十二章 保护和安全
第九章热处理炉内气氛及控制2013.2
南京工程学院教案【教学单元首页】第17-18 次课授课学时 4 教案完成时间：2013.2第九章热处理炉内气氛及控制研究炉内气氛目的：1）防止工件加热过程氧化、脱碳；2）对工件进行化学热处理。
§9.1热处理炉内气氛种类（P124-129）热处理炉内气氛即炉内气体介质，主要有空气、真空和可控气氛等。
可控气氛指成分和性质可适当控制的气体，包括反应生成气氛、分解气氛和单元素气氛，在热处理炉生产中常用可控气氛包括吸热式气氛、放热式气氛、氨分解气氛、滴注式气氛、氮基气氛和氢气等。
P124什么是可控气氛？一.吸热式气氛定义：燃料气与少于或等于理论空气需要量一半的空气在高温及催化剂作用下，发生不完全燃烧生成的气氛。
因反应产生的热量不足以补偿系统的吸热和散热（即不能维持反应温度），须借助外部热量维持反应的进行，故称为吸热式气氛。
成分：吸热式气氛主要成分是H2、CO和N2，还有少量的CO2和CH4。
用途：1）吸热式气氛碳势约0.4%，对低碳钢是还原性和渗碳性气氛。
2）吸热式气氛主要用于渗碳载气、中高碳钢加热时的保护气氛（光亮淬火），但不宜作为高铬钢和高强度钢的保护气氛，因为碳与铬反应生成碳化物会使高铬钢贫铬；气氛中的氢易导致高强度钢氢脆。
3）吸热式气氛经过再处理除去CO和CO2后获得的以H2和N2为主的气氛可用于不锈钢和硅钢光亮加热保护气氛。
（见P124表10-2）二.放热型气氛定义：原料气与理论空气需要量一半以上的空气不完全燃烧的产物。
因反应放出的热量足以维持反应进行而不需外加热源，故称为放热型气氛。
成分：放热型气氛主要成份是N2、CO、CO2。
为提高气氛还原性，常再进行净化处理，以除去其中氧化性成分CO2和H2O。
通过改变空气和燃料气比以及净化处理，可在较宽范围内改变气氛成分和性质，一般又把这类气氛分为淡型（混合气中加入较多空气）、浓型（混合气中加入较少空气）和净化型（净化处理的放热式气氛）三种。
气氛性质：视气氛成分、工件含碳量和工作温度而定。
林子雨大数据技术原理及应用第九章答案
大数据第九章课后题答案——图计算黎狸1.试述BSP模型中超步的3个组件及具体含义。
①局部通信。
每个参与的处理器都有自身的计算任务，它们只读取存储在本地内存中的值，不同处理器的计算任务都是异步并且独立的。
②通信。
处理器群相互交换数据，交换的形式是，由一方发起推送（Put）和获取（Get）操作③栅栏同步。
当一个处理器遇到“路障”（或栅栏），会等其他所有的处理器完成它们的计算步骤；每一次同步也是一个超步的完成和下一个超步的开始。
2.Pregel 为什么选择一种纯消息传递模型?采用这种做法主要基于以下两个原因：②息传递具有足够的表达能力，没有必要使用远程读取或共享内存的方式。
②有助于提升系统整体性能。
大型图计算通常是由一个集群完成的，集群环境中执行远程数据读取会有较高的时间延迟；Pregel的消息模式采用异步和批量的方式传递消息，因此可以缓解远程读取的延迟。
3.给定一个连通图，如图9-9所示。
请给出采用Pregel模型计算上图中顶点最大值的计算过程。
其中寻找最大值的函数可以通过继承Pregel中已预定义好的一个基类--- Vertex 类实现，请实现该函数。
4.请简述Aggregator的作用，并以具体Aggregator的例子做说明。
Aggregator提供了一种全局通信、监控和数据查看的机制。
Aggregator的聚合功能，允许在整型和字符串类型上执行最大值、最小值、求和操作，比如可以定义一个“Sum”Aggregator来统计每个顶点的出射边数量，最后相加可以得到整个图的边的数量。
Aggregator还可以实现全局协同的功能，比如当可以设计“and”Aggregator来决定在某个超步中Compute（）函数是否执行某些逻辑分支，只有当“and”Aggregator显示所有顶点都满足了某条件时，才去执行这些逻辑分支。
5.假设在同一个超步中，两个请求同时要求增加同一个顶点，但初始值不一样。
Pregel 中可以采用什么机制解决该冲突?6.简述Pregel的执行过程。
9第九章 水垢形成及防止
五、硅酸盐水垢的形成及防止
成分、特征及生成部位；形成的原因；防止方法
防止方法
应尽量降低给水中硅化合物、铝和其他金属氧化物的 含量，即要求保证补给水和凝结水的水质。
具体措施：
日常水质监测时，至少每个季度应对热力系统的水质 进行一次全硅分析。另外，如果凝汽器发生泄漏， 由于冷却水中含有大量的胶体硅，即使有凝结水精 处理设备也无法全部除出。所以应加强凝汽器的维 护与管理，防止发生泄漏，是防止结硅酸盐垢的重 要方法之一。
NaOH含量为：2.4×10-5mol/L－0.3×10-5mol/L ＝ 2.1×10-5mol/L，即0.84mg/L。
3．水质异常时的处理 如果出现给水有硬度或炉水的pH值大幅度下降或升高、凝结
水中的含钠量骤增等现象之一时，紧急处理措施如下：
(1)加大锅炉的排污量及泄漏检查 。对于有凝结水精处理的机 组，应检查混床漏氯离子及漏树脂等情况并对炉水中的氯 离子进行测定；对于没有凝结水精处理的机组，重点检查 凝汽器是否发生泄漏。然后根据出现的具体情况，再采用 (2)、(3)规定的处理措施。
(2) 和其它几种磷酸盐处理相比，EPT时炉水的缓冲 性下降，因此必须采取措施防止凝汽器泄漏，尤 其是Cl-和SO42-进入给水系统，并且保证补给水的 纯度。
第三节 炉水氢氧化钠处理
一、炉水氢氧化钠处理
1．炉水氢氧化钠处理原理 在炉水中，由于氢氧化钠与氧化铁反应生成了二价和三
价铁的羟基络合物，使金属表面形成致密的保护膜， 从而减缓水冷壁管的腐蚀。
③配药溶液箱材质的要求。通常使用耐腐蚀不锈钢溶液箱
④对加药系统的要求。对组成加药系统的管路、阀门、泵和 表计等都应使用耐腐蚀材料。管径不宜太细，防止堵塞； 管径也不宜太粗，防止因更换溶液箱的药液而发生加药滞 后现象。通常加药管的内径选择8～10mm为宜。
并行计算机系统
• circuit switching
• 虚拟切换
• virtual cut-through
• 虫孔寻径
• wormhole
MPI
Message passing interface 用于多处理器系统和集群系统
进程通过调用库函数进行消息收发通信 支持异构计算
标准的消息传递函数库
数据一致性的实现
软件方法
编译分析 避免cache共享数据
总线监测
各cache设置监测部件
MESI协议
目录表法
全映射 有限目录 链式目录
SCI
总线监测
所有cache不断监测总线上的每一个地址 总线使得写操作变成串行的 Cache 失效时需要确定数据块的位置
数据一致性对cache性能的影响
一致性失效的例子
假定数据字x1和x2在同一个数据块中
数据块在 P1和P2之间共享
假定以下事件序列
第三节 多处理机的同步
多线程并行程序设计面临的挑战
同步
给线程执行顺序施加约束的强化机制 影响程序的正确性和性能 可能导致死锁
通信
线程间的数据传递
数据一致性对cache性能的影响
一致性失效
真共享失效true sharing misses
由cache一致性操作的通信引起 对共享数据的第一个写操作引起invalidation
伪共享失效false sharing misses
由每个cache块只有一个有效位引起 一个块中其他数据的写操作引起cache块读操作的失效 Cache块是共享的，但是数据字并没有共享
发送/接收操作模型
第一章 加速比
1.1.3 三种加速比性能模型
1.固定负载加速比性能模型—Amdahl定律 在许多实时应用领域，计算负载的大小常固 定。在并行机中，此负载可分布至多台并行执行， 获得的加速比称为fixed-load speedup。 一个问题的负载可表示如下： W = Ws + Wp 其中，Ws代表问题中不可并行化的串行部分负载， Wp表示可并行化的部分负载。 则n个节点情况下，加速比可以表示如下：
the高等计算机系统结构第一章加速比性能模型与可扩展性分析第二章高等计算机的核心技术并行处理第三章互连与通信第四章划分与调度第五章并行存储器系统第五章并行存储器系统第六章cachecoherence第七章memoryconsistency第八章指令级并行处理第九章多处理机实例第十章高性能微处理器第十一章网格计算与云计算课程概述系统结构研究的范围
2.相对加速比 同一并行算法在单节点上运行时间 与在多个相同节点构成的处理机系统上的 运行时间之比。 这种定义侧重于描述算法和并行计 算机本身的可扩展性。
T (1) S T (N )
线性加速比：中间开销小，通信少，弱耦合计算 超线性加速比：当应用需要大内存时可能出现 病态加速比：加速比递减，可能是计算量太小
高性能计算机简介（TOP500）
HTC
第一章 加速比性能模型与可扩展性分析
1.1 计算机的发展变化及影响体系结构的因素 1.1.1 计算机发展历程 1.1.2 影响体系结构的因素 1.1.3 计算机性能评价 1.2 加速比性能分析 1.2.1 一般概念 1.2.2 加速比 1.2.3 三种加速比性能模型 1.3 可扩展性分析
Ws Wp Sn Ws Wp / n
设串行因子α为串行部分所占的比例。即
Ws Wp 或1 Ws Wp Ws Wp
第九章有机废气生物处理技术解析ppt课件
类别
来源
危害
硫氧 矿物燃烧 化物 火山活动
酸雨
碳氧 化物
不完全燃烧 机动车排气
破坏血红蛋白ຫໍສະໝຸດ 迁移H2SO 4 或 硫 酸 盐，干、湿沉降
生物吸附 光合作用
氮氧 燃烧过程 化物 细菌作用
造成光化学烟雾 HNO3或硝酸盐，
温室效应
干、湿沉降
破坏臭氧层
在大气中光离解
碳氢 汽车尾气 化合物 有机物蒸发
卤素 化合物
一、生物法净化有机废气的原理
有机废气生物净化是利用微生物以废气中的 有机组分作为其生命活动的能源或其他养分， 经代谢降解，转化为简单的无机物及细胞组 成物质。
与废水生物处理的最大区别在于：废气中的 有机物质首先要经历由气相转移到液相（或 固体表面液膜）中的传质过程 ；然后在液相 或(固体表面生物层)被微生物吸附降解。
3. 没有毒性或对微生物生长有抑制作用的
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
三、废气生物处理的基本条件
• 主要有水分、养分、温度、氧气以及酸碱度 等。
1．水 分 • 微生物生命活动的必要成分； • 吸收废气的溶剂。 ➢采用土壤或堆肥等固态处理系统时，适宜的
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
1．生物滤池
• 生物滤池内的固态介质是一些天然材 料，常用的固体颗粒有土壤和堆肥， 这些材料为微生物的附着和生长提供 表面，微生物可以吸收废气中的污染 物将其转化为无害物质。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
9.3 机群系统
2011/3/14
第九章 多处理机
第17 页
Computer Food Chain
2011/3/14
第九章 多处理机
第18 页
9.3 机群系统
一、什么是机群系统 机群系统是利用高速通用网络将一组高性能工作站 或高档PC机，按某种结构连接起来，并在并行程序设计 以及可视化人机交互集成开发环境支持下，统一调度协 调处理，实现高效并行处理的系统。 从结构和结点间的通信方式来看，它属于分布存储 系统，主要利用消息传递方式实现各主机之间的通信， 由建立在一般操作系统之上的并行编程环境完成系统的 资源管理及相互协作，同时也屏蔽工作站及网络的异构 性，对程序员和用户来说，机群系统是一个整体的并行 系统。机群系统中的主机和网络可以是同构的，也可以 是异构的。目前已实现和正在研究中的机群系统大多采 用现有商用工作站和通用LAN网络，这样既可以缩短
2011/3/14 第Байду номын сангаас章 多处理机 第14 页
9.2 多处理机的Cache一致性
2011/3/14
第九章 多处理机
第15 页
9.2 多处理机的Cache一致性
2．基于目录的协议--Cache目录法 (多级网络互连结构) Cache目录：存放Cache数据的分布信息。 使用方法：当某处理机对Cache进行写时，系统根据 Cache目录的内容将所有相关的Cache拷贝置为无效。 三、静态一致性解决方法 基本思想：只让属于处理机进程的私有数据和共享的只 读数据进入Cache，而对于共享的可写数据不准进入 Cache，使它驻留在主存中。 当共享的可写数据较多时，系统性能很差。为此， 改进方案是增加一个共享数据Cache，存放所有共享数 据。 共享数据的识别一般由编译器完成。
2011/3/14 第九章 多处理机 第5 页
9.1 多处理机结构
指令内部，一条指令可以同时对整个数组进行处理，再 加上系统具有的专用性特点，就使程序并行性的识别较 易实现。但在多处理机中，因为不限于解决数组向量处 理问题，并行性存在于指令外部，即表现在多个任务之 间，再加上系统通用性的要求，就使程序并行性的识别 难度较大。因此，它必须利用多种途径，如算法、程序 语言、编译、操作系统、以至指令、硬件等，尽量挖掘 各种潜在的并行性，而且主要的任务不能放在程序员肩 上。 3．并行任务的派生 并行处理机依靠单指令流对多数据流实现并行操 作，这种并行操作是通过各条单独的指令加以反映和控 制的，这样由指令本身就可以启动多个处理部件并行
2011/3/14 第九章 多处理机 第21 页
9.3 机群系统
（3） 系统价格低 （4）充分利用系统资源 某计算机系100多台工作站，一般单机系统的使用 率不到10%。而组成机群系统后，可达到80%左右。 机群系统可分批更新。 （5）系统扩展性好 （6）用户编程方便 并行程序设计语言一般是在C 、C++或Fortran 中加 入"通信原语"扩展出来的。 三、机群系统的关键技术 人们希望机群系统具有以下特点：
2011/3/14 第九章 多处理机 第22 页
9.3 机群系统
· 较高的节点运算速度； · 系统加速比性能接近线性增长； · 并行应用程序的开发要高效、方便。 机群系统的关键技术主要包括： （1）高效的通信系统 机群系统一般采用通用局域网，目前局域网技术大 体分两类： · 共享介质网络。 例： Ethernet · 开关网络。例：ATM Myrinet和1000M的交换式 Ethernet。 网络性能的性能描述： · 带宽速度：10-100-1000Mbps
2011/3/14 第九章 多处理机 第8 页
9.1 多处理机结构
5．资源分配和进程调度 并行处理机主要执行数组向量运算，处理单元数目 是固定的，且受同一控制器的控制，这是程序员编写程 序的基本出发点。程序员只能利用屏蔽手段来设置部分 处理单元为不活动状态，以改变实际参加操作的处理单 元数目。但多处理机执行并发任务，需用处理机的数目 没有固定要求，各个处理机进入或退出任务的时刻互不 相同，所需共享资源的品种、数量又随时变化。由于上 述情况十分复杂，于是，就提出了一个资源分配和进程 调度问题。这个问题解决的好坏对整个的效率有很大的 直接影响。
2011/3/14
第九章 多处理机
第10 页
9.2 多处理机的Cache一致性
3．进程迁移引起的不一致 ． 有两种不一致情况： 第一种情况：P1 中有共享数据X的拷贝，而P2 中没 有该共享数据，P1进程对X进行了修改，如果采用了写 回策略，暂时没有对内存中的数据进行修改，由于某种 原因该进程迁移到了P2上运行，修改过的X’仍在P1的C1 中。 P2运行时从内存中读取得到X，但是这个读到的X 是“过时”的。 第二种情况：P1 和P2 中都有共享数据X的拷贝，P2 修改了X，并采用写通过策略，所以同时内存中的X也 修改成了X’。由于某种原因该进程迁移到P1上，但这时 P1的C1中仍然是X。 （如下图所示）
2011/3/14 第九章 多处理机 第1 页
9.1 多处理机结构
一、多处理机结构 多处理机系统——由若干台独立的处理机组成，利 用多台处理机并发地执行同一个作业。 1．共享存储器的多处理机结构 （结构如下图所示）图中存储器和I/O设备是独立的子 系统，为所有处理机共享。
2011/3/14
第九章 多处理机
2011/3/14 第九章 多处理机 第7 页
9.1 多处理机结构
并行处理机实现操作级的并行，所有处于活动状态 的处理单元同时执行共同的指令操作，受同一个控制器 控制，工作自然是同步的。但多处理机所实现的是指令、 任务、程序级的并行。一般说，在同一时刻，不同的处 理机执行着不同的指令。由于执行时间互不相等，故它 们的工作进度不会也不必保持相同。并行任务被派生以 后，要根据分配到空闲处理机的先后次序陆续投入运行， 因而开始执行的时刻也不可能一致。在多处理机中，要 区分进程之间的多种不同的依赖关系。如果并发进程之 间有数据交往或控制依赖，那么，执行过程中有的进程 就要中途停下来进入等待状态，直到它所依赖的执行条 件满足为止。这就要求多处理机采取特殊的同步措施， 才能使并发进程之间保持程序所要求的正确顺序。
2011/3/14 第九章 多处理机 第6 页
9.1 多处理机结构
工作。但多处理机是处于多指令流操作方式，一个程序 当中就存在多个并发的程序段，需要专门的指令来表示 它们的并发关系以控制它们的并发执行，以便一个任务 开始被执行时就能派生出可与它并行执行的另一些任务。 这个过程称为并行任务派生。派生的并行任务数目是随 程序和程序流程的不同而变化着的，并不需要多处理机 系统用固定数目的处理机加屏蔽的方法来满足其执行的 需要。多处理机执行这些并行任务，不必浪费多余的处 理机，需要多少就分配多少，如果不够，那些暂时不能 分配到空闲处理机的任务就进入排队器，处于等待状态。 这样就使多处理机有可能达到较高的效率。这是它较之 并行处理机具有的潜在优点。 4．进程同步
2011/3/14 第九章 多处理机 第23 页
9.3 机群系统
· 往返延迟：1字节的数据包的往返传输时间。 新的网络技术大幅度提高了传输速度，但延迟时间 还没多大变化：（如下表所示）
第13 页
9.2 多处理机的Cache一致性
二、动态一致性解决方法 1．监听协议 (针对总线互连结构) 又有两种方法： （1）写无效（Write Invalidate）策略 在更新本地Cache数据块的时候，同时使别的处理 机Cache中的对应数据块无效。（下页图所示） （2）更新（Write Update）策略 在更新本地Cache数据块的时候，同时以广播的形 式更新别的处理机Cache中的对应数据块。 （下页图所 示） 该方法效率很低——因为有些Cache中的数据可能 不会再被访问。该方法一般不用。
2011/3/14 第九章 多处理机 第20 页
9.3 机群系统
改写串行程序更加容易。 二、机群系统的特点 与传统的并行处理机相比，机群系统有下列特点： （1）开发周期短 · 结点——商用工作站 · 网络——通用网络，例如 ATM · 操作系统——Unix · 并行程序设计语言——在C 、Fortran 上扩充。 （2）用户投资风险小 购置巨型机或多处理机系统，投资大，但很可能用 不起来。
第九章 多处理机
前几章讨论了如何加快单指令流执行速度的方法。尽 管只有一个程序在执行，但前面讨论的各种技术已涉及了 开发指令流内部或一条指令内部的并发性问题。本章讨论 多处理机——由若干台独立的处理机组成的系统。由于器 件本身限制了任何单处理机的速度最高不能超过某个上界 值，欲超越这个值就需要研究多处理机系统。 本章的中心议题是多处理机的结构和性能。将介绍把 多台处理机组成高并行度系统的有关技术，并分析这类系 统的瓶颈和改进性能的方法。 9.1 多处理机结构 9.2 多处理机的Cache一致性 9.3 机群系统
第2 页
9.1 多处理机结构
2．分布存储型多处理机结构 （松耦合的多处理机结构如下图所示）图中每 台处理机有自己的存储器和1／O设备。
2011/3/14
第九章 多处理机
第3 页
9.1 多处理机结构
二、多处理机区别于并行处理机（SIMD计算机）的主要 特点： （1）它有多个控制器，至少有多个指令部件，用以对各 个PE实现单独的控制，而又相互协调配合。 （2）多处理机的外围设备要能够被多个PE分别调用，因 而要通过互连网络转接，而不像并行处理机的外围设备 那样统一访问主存储器进行程序和数组的有规则的传送。 （3）并行处理机由于主要完成数组向量运算，它的PE和 MM之间的数据交往是比较有规则的，存储器访问的地 址变换功能不必要求太高，因而互连网络的作用主要放 在数据对准上，可以做得比较简单。但是，多处理机由 于互连网络必须满足各个PE随机地访问主存储器的要 求，所以，连接模式、频带和路径选择等问题都要复杂