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云存储及其分布式文件系统
　　随着程度的不断提高，全球数据日益膨胀。面对当前PB级的海量数据需求，传统的在容量和性能的扩展上存在瓶颈。以其扩展性强、性价比高、容错性好等优势得到了业界的广泛认同。
　　云存储伴随着产生，作为云计算的先驱，它很早就进入了广大研究人员的视野，由于其前瞻性，众多都将其作为进军云计算的第一步。
　　文件系统 是的重要组成部分，用来管理和存储大量的文件信息，负责对文件的存储空间进行分配和管理，并对存人其中的文件进行保护和检索，同时为用户提供包括文件创建、删除、命名、读写、访问控制等一系列功能。此外，文件系统还可以根据存取权限及访问操作类型来指定用户对文件的存取。
　　分布式文件系统除了具有本地文件系统的所有功能外，还必须管理整个系统中所有计算机上的文件资源，从而把整个分布式文件资源以统一的呈现给用户。
　　此外，分布式文件系统还需要隐藏内部的实现细节，对用户和应用程序屏蔽各个计算机节点底层文件系统之间的差异，以提供给用户统一的访问接口和方便的资源管理手段 。很显然，作为一种典型的分布式系统，云存储需要分布式文件系统的底层支撑方能实现我们所希望的功能。
　　1 云计算技术
　　目前学术界以及工业界对云计算还没形成一个统一的定义。在文献中，云计算被定义为一个包含大量可用虚拟资源的资源池，该资源池一般由基础设施提供商按照服务等级协议采用按时付费或按需付费的模式进行开发管理，其中的虚拟资源根据不同负载进行动态配置，以达到优化资源利用率的目的。
　　在一定程度上，我们可以认为云计算是分布式计算、并行计算和网格计算等计算概念的商业发展 ，其基本原理是用户通过来应用计算机集群上的资源。通过本地计算机连接互联网向集群发送需求信息，远端的计算机集群资源收到用户需求信息后，将为该用户提供必要的资源并进行运算，最后将计算结果返回至本地计算机。
　　在上述过程中，云计算向用户提供的并非计算资源，而是一种服务。云计算屏蔽了它的内部设备部署细节、以及运行在其上的软件运行机制，其只是把外部访问接口暴露给用户。用户不需要了解云的内部实现细节，只需要通过互联接其外部应用接口即可获得所需服务。
　　云计算具有规模庞大、资源、高可靠性、可扩展性、通用性、以用户为中心以及计费灵活等特点。云环境下，用户面对的不再是复杂的硬件和软件资源，而是最终所需的服务，用户从过去“购买产品”转变到“购买服务”上来;用户不需要购买硬件设施，也不需要为支付设备供电、空调、专人维护等费用，而只需支付相应资源使用费用，即可得到相应服务。
　　目前云计算技术发展迅速，和传统预先购置和部署设备的计算方式相比，其独特的按需付费和弹性扩展的资源供给方式具有明显的性能优势，因此，其必将成为未来最值得推广和应用的技术之一。
　　2 云存储系统
　　云存储是实现云计算系统架构中的一个重要组成部分。随着信息技术的不断发展，全球数据规模日益膨胀。由于传统的 (Storage Arew Network) 或(Network Attached Storage) 存储技术在存储容量和可扩展性上存在瓶颈，并且在硬件设备的部署数量上也存在一定限制，这使得用户升级系统的成本大大增加。云存储采用可扩展的分布式文件系统，并使用廉价的Pc机来进行系统部署，从而使得整体存储架构能够保持极低的成本。
　　云存储是通过集群应用、网格技术、分布式文件系统等，将网络中大量类型各异的存储设备整合起来，并对外提供数据存储和业务访问功能的系统。简单来说，云存储是对虚拟化存储资源的管理和使用。
　　云存储是一个新的概念，其目前已成为学术界和工业界的一个研究热点。区别于传统的存储技术，云存储提供了更好的可扩展性，当需增加存储能力时，只需添加即可实现，而不需要对存储系统的结构进行重新设计;同时随着存储能力的增加，云存储系统的性能不会下降。
　　云存储专注于解决云计算中海量数据的存储问题，它既可以给云计算技术提供专业的存储解决，又可以独立发布存储服务。云存储将存储作为服务，它将分别位于网络中不同位置的大量类型各异的存储设备通过集群应用、网格技术和分布式文件系统等集合起来协同工作，通过应用软件进行业务管理，并通过统一的应用接口对外提供数据存储和业务访问功能。在使用一个独立的存储设备时，我们需要了解该设备的型号、接口以及该设备所使用的传输协议;
　　如果使用云存储，则不存在上述问题。对用户来说，云存储系统中的所有设备都是透明的，用户不必关心云存储系统内部是如何实现的，也无需了解存储的提供方式和底层基础，任何一个授权用户通过网络来使用云存储系统提供的数据存储和业务访问服务。
　　目前，云存储的兴起正在颠覆传统的存储系统架构，其正以良好的可扩展性、性价比和容错性等优势得到业界的广泛认同。
　　3 云存储分布式文件系统
　　由上节讨论可知，云存储系统具有良好的可扩展性、容错性，以及内部实现对用户透明等特性，这一切都离不开分布式文件系统的支撑。现有的云存储分布式文件系统包括GFS、HDFS、Lustre、FastDFS、PVFS、GPFS、PFS、Ceph和TFS等。它们的许多设计理念类似，同时也各有特色。下面对现有的分布式文件系统进行详细介绍。
　　3.1 File System (GFS)
　　GFS是一个可扩展的分布式文件系统，其主要用于处理大的分布式数据密集型应用。GFS的一大特色就是其运行于大量普通的廉价硬件上，通过GFS文件系统提供容错功能，并给大量用户提供可处理海量数据的高性能服务。和传统标准相比，GFS文件规模巨大，其主要用来处理大文件。此外，GFS大多通过直接追加新数据来改变文件，而非覆盖现有数据，一旦数据写入完成，文件就仅支持读操作。
　　3.2 Lustre文件系统
　　Lustre文件系统是一种典型的基于对象存储技术 的分布式文件系统， 目前，该文件系统已经广泛用于国外许多构，如、Sandia国家实验室、Pacific Northwest国家实验室等。Top500机器中有多台均采用的是Lustre文件系统。
　　Lustre文件系统的大文件性能良好 ，其通过基于对象的数据存储格式，将同一数据文件分为若干个对象分别存储于不同的对象存储设备。大文件I/O操作被分配到不同的对象存储设备上并行实施，从而实现很大的聚合带宽。此外，由于Lustre融合了传统分布式文件系统的特色和传统共享存储文件系统的设计理念，因此其具有更加有效的数据管理机制、全局数据共享、基于对象存储、存储智能化，以及可快速部署等一系列优点。
　　尽管如此，由于Lustre采用结构将元数据和数据文件分开存储，访问数据之前需要先访问元数据服务器，这一过程增加了网络开销，从而使得Lustre的小文件I/O操作性能较差。
　　3.3 FastDFS文件系统
　　FastDFS是一个轻量级分布式文件系统，其体系架构如图所示，整个文件系统由客户端(Cli―ent)、跟踪器(Tracker)和存储节点(Storage)三部分组成。系统服务端有Tracker和Storage两个角色，Tracker用来负责作业的调度和负载均衡，Storage则用于存储文件，并负责管理文件。为支持大容量的数据存储，Storage采用分卷或分组的数据组织方式;存储系统可由一个或多个卷组成，一个卷可以由一台或多台存储服务器构建。
　　同一个卷下的多台存储服务器中的数据文件都是相同的，卷与卷之间的文件则相互独立，通过这种数据组织方式，可以很好地实现数据冗余备份以及系统负载均衡的目的。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&　　图 FastDFS文件系统体系结构示意图
　　3.4 Parallel Virtual File System (PVFS)
　　由Clemson大学设计并成功开发的PVFS是一种构建在操作系统之上的开源并行虚拟文件系统。PVFS基于传统的C/S架构进行设计，整个文件系统由管理结点、计算结点和I/0结点三大部分组成，管理结点负责处理文件的元数据，计算节点用来执行各种计算任务，I/0结点则主要负责数据文件的存储和读写，并负责给计算结点提供所需的数据。
　　在整个集群系统范围内，PVFS使用一致的全局命名空间，另外，PVFS应用对象，将数据文件条块化为多个对象并分别存储到多个存储结点上。由于在网络方面，PVFS只支持TCP网络通信协议，这使得其灵活性不足;
　　此外，由于PVFS应用对象存储的概念进行数据文件的存储，其在处理小文件时性能也不太理想。
　　<FONT style="COLOR: #.5 General Parallel File System (GPFS)
　　GPFS的前身是Tiger Shark多媒体文件系统，其是专为Linux集群系统设计的并行共享文件系统。在系统结构上，GPFS主要借鉴了IBM Linux集群系统中的虚拟共享技术，计算节点可以通过使用交换网络来同时并行访问系统中多个磁盘中的数据，并依赖这一访问方式来实现较高的I/O带宽。
　　GPFS的主要特点包括：通过循环的方式将大文件存储在不同的磁盘上，同时通过合并操作来处理小文件的读写，使用动态选举的元数据结点来管理元数据;此外，GPFS还具有基于日志的失效节点的自动恢复策略以及集中式的数据锁机制。
　　3.6 Parallel File System (PFS)
　　公司的PFS分布式文件系统可以很好地支持高性能和可扩展的I/O操作，其主要设计思想是将文件分布在多个磁盘和服务器上，并将存放文件的多个设备逻辑上看成一个虚拟磁盘来统一管理。
　　很显然，PFS可以同时跨越多个存储系统，可以将整个PFS中的所有存储设备都看成是这个虚拟磁盘的一部分;
　　当有多个节点同时访问同一文件时，PFS可以并行地为这些节点提供访问服务。PFS分布式文件系统构建于Solaris操作系统之上，主要包括宿主节点、计算节点、I/O从属节点和I/O主机节点。宿主节点是PFS提供给其它系统的人口，只有成功登录到宿主节点的用户才是合法的，才可以访问PFS内部的数据文件。计算节点主要用来管理PFS系统的通信和内存资源。L/O主机节点则主要负责文件系统的目录管理和存储块管理，同时为存储数据文件提供读写服务。
　　I/O从属节点仅用来处理磁盘的读写操作和空白块的分配工作。
　　3.7 Ceph云存储文件系统
　　Ceph是Califomia大学Santa Cruz分校的Sage Weil设计的一种云存储分布式文件系统。Ceph云存储文件系统的主要目标是设计基于POSIX的无节点故障分布式文件系统，并且数据文件具有容错和无缝复制功能。
　　Ceph文件系统具有三大特点，首先，其使用多个元数据服务器来构建系统的命名空间，这显著强化了元数据服务器的并发访问功能;
　　其次，在元数据服务器上，Ceph文件系统采用了动态的子树划分技术，并支持元数据服务器的负载迁移，可以很好地实现元数据的负载均衡;最后，Ceph文件系统提供基于对象存储设备的对象文件系统，并将数据文件作为一个存储对象来对待，这有效地提高了数据文件的读写效率。
　　3.8 Taobao File System (TFS)
　　Taobao file system (TFS)是由开发的云存储文件系统，其主要面向海量非结构化数据存储问题提供服务。TFS部署在普通的Linux集群上，为提供高可靠、高并发的大量小文件数据存储服务。TFS采用扁平化的数据组织结构将文件名映射到文件的物理地址，简化了文件访问流程，一定程度上优化了系统读写性能。
　　一个TFS集群由两个NameServer节点和多个DataServer节点组成，TFS的服务程序都是作为一个用户级的程序运行在普通Linux机器上。TFS将众多的小文件合并成大文件，并称这个大文件为Block，Block存储在DataServer上，每个Block在TFS系统内均拥有唯一的Id号。
　　NameServer负责维护block与DataServer之间的映射关系。NameServer采用HA结构，即双机互为热备份，来实现容灾功能，两台NameServer同时运行，其中一台为主节点，另外一台作为备用节点。当主NameServer节点出现故障后，迅速将备份NameServer切换为主节点并对外提供服务。
　　4 结语
　　自云计算技术出现以来，随着科学技术的不断发展，以及学术界和工业界的不断推进，云不断发展壮大，云存储也逐渐从理论走向实践。
　　本文首先对云计算技术进行介绍，然后引出云存储的概念，并对云存储的技术原理、性能优势等进行分析，同时指出分布式文件系统是实现云存储系统高可扩展、高容错性、高性价比等一系列性能优势的基础保障。最后对现有的云存储分布式文件系统进行详细而深入的讨论。
　　在云存储的发展和应用过程中，近年来不断有新的热点出现并被广泛讨论和研究，如云存储部署、云存储QoS控制、用户请求区分、数据副本策略以及调度机制等很多方面。本文工作将为我们对云存储技术进行更深入的研究提供基础支撑。
[ 责任编辑：babycorn ]
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计算机体系结构是什么?计算机体系结构有什么分类吗?
09-05-25 &
计算机体系结构是指那些对程序员可见的系统属性 他应该还包括设计思想与体系结构！ 经典的关于“计算机体系结构（computer architecture）”的定义是1964年C.M.Amdahl在介绍IBM 360系统时提出的，其具体描述为“计算机体系结构是程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性”。 结构 单处理器的体系结构 在分级存储的计算机中，对一个CPU来说，决定持续存储器带宽的关键因素是cache的未命中等待时间。目前，采用cache的机器其存储系统有了显著的变化，存储器访问中等待时间与传输时间之比大大改变，1990年20MHz的机器等待时间和传输时间大致相等，MHz的机器中等待时间占了绝大部分。 共享内存的体系结构 向量机属于共享内存体系结构（分布式共享内存机器除外）。它大大简化了cache的一致性难题和所造成的等待时间（处理延迟）。但是，向量机要比共享存储器或分级存储器的超标量机昂贵。 具有cache的机器和向量共享存储器计算机都有固定的存储器带宽限制，也就是说它的机器均衡性数值随着处理器数目增加而加大，因而处理器数目有一个极限值。典型的情况是，共享存储器系统在各个处理器之间是非阻塞的（non?blocking），从而允许多个CPU并发活动，这样可以补偿由于等待时间造成的较大延迟。当使用多个处理器时，机器的cache命中率由等待时间、带宽限制和总线/网络/交叉开关控制器的限制共同决定。在向量计算机中，限制主要在带宽上而不是等待时间。 对称多处理（SMP）共享存储器系统 对称多处理(SMP)节点包含两个或两个以上完全相同的处理器，在处理上没有主/从之分。每个处理器对节点计算资源享有同等访问权。节点内的处理器和内存之间的互联必须利用可以保持一致性的互联方案。一致性意指无论在任何时候，处理器只能为内存的每个数据保持或共享唯一一个数值。 SMP共享存储器系统把多个处理器与一个集中的存储器相连。在SMP环境中，所有处理器都通过总线访问同一个系统的物理存储器，这就意味着SMP系统只运行操作系统的一个拷贝。为单处理器系统编写的应用程序可以毫无改变地在SMP系统中运行。因此SMP系统有时也被称为均匀存储器。对于所有处理器来说，访问存储器中的任何地址所需的时间都是一致的。 SMP体系结构的缺点是可伸缩性有限，因为存储器接口达到饱和时增加处理器并不能获得更高的性能。SMP处理器数目一般最多可达到32个。
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计算机系统结构》是计算机及相关学科的专业技术基础课程。它主要研究软件、硬件功能分配和对软件、硬件界面的确定，即确定哪些功能由软件完成，哪些功能由硬件实现。计算机系统结构是从外部来研究计算机系统。它是使用者所看到的物理计算机的抽象，编写出能够在机器上正确运行的程序所必须了解到的计算机的属性。本课程的学习目的是建立计算机系统的完整概念，学习计算机系统的分析方法和设计方法，掌握新型计算机系统的基本结构及其工作原理。 　　课程系统地介绍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方法。内容包括计算机系统结构的基本概念、指令系统、存储系统、输入输出系统、标量处理机、向量处理机互连网络、并行处理机和多处理机等。同时根据计算机体系结构的发展，随时向学生介绍当前研究的新热点和出现的新技术和发展趋势。课程大纲：一、课程教学目标　　研究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方法，使同学在具有一定的软硬件知识基础上能综合认识计算机系统的软硬件功能分配与各种不同结构类型机器的特性和性能评价方法。为研究、开发、应用高级计算机系统打下基础。确立全面、系统的观点和学会定量分析问题的方法。 　　本课程要达到多方面的目的：它通过讲解一个典型的冯诺依曼计算机让学生对计算机系统结构有一个完整的了解；它重点讲述现今计算机设计者所面临的重要问题和提供学生从事研究的工具和方法；理想的情况本课程还应起到巩固计算机科学其他领域中的一些常识内容的目的。　　正如工科大学生必须学习设计和搭建实际的东西一样。计算机专业的学生也需要通过实验的方式设计和搭建一个简单的计算机或计算机系统来树立对计算机全面、深入的认识。二、教学内容及基本要求　　本课程讲述课程系统地介绍计算机系统结构的基本概念、计算机系统结构、组成与实现、软硬取舍、并行性的发展及计算机系统的分类、指令与寻址、数据表示、寻址方式、指令系统的设计和改进、输入输出系统、总线设计、中断系统、通道处理机、外围处理机、存储体系、存储体系的形成与性能、虚拟存储器、高速缓冲存储器、重叠、流水、重叠解释方式、流水方式、流水线机器的相关处理和控制机构、多处理机特点及主要技术问题、多处理机的硬件结构、程序并行性等问题。　　要求学生通过学习本课程能够掌握如下内容：计算机体系结构的概念和分类、计算机体系结构和现代计算机技术的关联、计算机体系结构的主要内容及其设计方法、计算机体系结构的评价标准、高性能计算机系统的发展趋势。并且在预修课程学习的基础上进一步了解复杂计算机系统的硬件结构和原理。需掌握的知识点如下：CA1：计算机系统结构的基本概念时间：6学时知识点：　　计算机系统的多级层次结构　　计算机系统结构、组成与实现　　软、硬取舍、计算机系统与系统结构的设计方法　　软件、应用、器件对系统结构的影响　　系统结构和并行性的发展及计算机系统的分类重点：　　计算机系统结构、计算机组成、计算机实现三者的定义及所包含的内容；　　有关透明性问题的判断；　　软件和硬件的功能分配原则；　　软件可移植的途径、方法、适用场合、存在问题和对策；有关并行性的概念；　　系统结构中开发并行性的途径和类型。难点：透明性的判断与分析。CA2：指令与寻址时间：4学时知识点：　　数据表示与数据结构的关系；　　了解指令系统中三种面向的寻址方式各有什么优缺点；　　熟练掌握等长编码、哈夫曼编码和扩展操作码的编码方法；　　领会并能综述出沿着增强指令功能的途径，分别按三种不同的面向的优化实现；　　了解CISC的问题和RISC的优点；能概述出设计RISC机器的一般原则。重点：　　自定义数据表示；　　浮点数尾数的基值选择；　　数的下溢处理方法；　　寻址方式中的再定位技术；　　信息在存储器中按整数边界存储的概念；　　操作码和指令字格式的优化；　　CISC指令系统的改进途径综述；　　RISC概念及所采用的基本技术。难点：浮点数尾数基值的选择；操作码和指令字格式的优化设计。CA3：输入输出系统时间：4学时知识点：　　领会在高性能多用户的计算机系统中，I/O系统应当是面向操作系统来设计的概念。了解I/O系统的三种方式和I/O处理机的两种形式。　　了解专用和非专用总路线的定义、优缺点及适用的场合；领 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给出分配程序的实页数、程序页地址流，分别采用FIFO、LRU、OPT法，模拟页面替换时的程序页面装入和替换的过程，并能计算出页命中率，掌握LRU替换算法的堆栈模拟过程；　　领会在虚拟存储器中对页面失效的处理及内部地址映象表中的快慢表机构；　　了解Cache存储器的组成、工作原理，并能与虚拟存储器进行对应的比较掌握Cache存储器中的全相联、直接相联、组相联等三种地址映象规则，相应的映象表机构和虚、实地址变换过程；　　理解为解决Cache存储器透明性问题所提出的各种算法及为提高Cache块命中率的各种预取算法。重点：　　段页式和页式虚拟存储器匠原理；　　页式虚拟存储器的地址映象；　　LRU、FIFO、OPT替换算法；　　用LRU替换算法对页地址流的堆栈处理模拟及性能分析；　　Cache存储器的性能分析。难点：　　页式和段式虚拟存储器中，虚、实地址的计算；　　各种页面替换算法和命中率的计算；　　Cache组相联映象和快替换算法的模拟。CA5：重叠和流水线时间：8学时知识点：　　领会重叠方式的工作原理，采用重叠方式工作时，对计算机在组成设计上的要求；对有关条件转移指令与其后续指令之间的相关、指令相关、主存操作数相关、通用寄存器组的数相关、通用寄存器组的变（基）址值相关等的定义与各自的处理办法；领会设置相关专用通路的目的及其适用的场合；在给出了指令之间各种微操作时间重叠关系的要求之后，能够熟练地计算出连续执行完N条指令所需要花费的全部时间。　　领会流水方式的工作原理。了解从不同角度上对流水线的分类和定义；熟练掌握有关流水线时空图的画法；在给出的流水线上，能够计算出流水的最大吞吐率，及解 具体题目所达到的实际吞吐率、效率和加速比；掌握为消除流水线速度性能瓶颈可采用两种不同途径的时空图画法，吞吐率和效率的计算；在多功能静态流水线上， 根据给出的具体计算式，能调整其操作的流入顺序；在满足尽可能高的性能条件下，画出执行此计算式相应的流水时空图；计算出此时的实际吞吐、效率和加速比。　　掌握流水机器对局部性相关的处理办法；熟悉流水线在异步流动时，指令之间发生先写后读、先读后写、写一写相关的定义；以IBM360/91为例，能综述出在标量流水机上，处理局部性相关和全局性相关时，为提高其吞吐率和效率可采用的种办法。重点：　　重叠中的各种相关关系的处理；　　流水线的时空图和性能分析；　　流水的局部性相关处理，全局性相关的处理和对中断的处理；　　单功能非线性流水线的调度；向量处理方式。难点：　　了解指令间微操作的时间重叠关系要求，算出全部指令完成所需要的时间，给出数学计算式；　　在多功能流水线上，如何操作其流入的顺序，画出此时的流水线时空图，并计算出吞吐率、效率和加速比；　　为消除流水线速度性能瓶颈所采取的措施及相应的流水线时空图的画法。CA6：向量流水处理时间：(可选)知识点：　　向量处理的特点、向量处理机的基本结构；　　向量处理的方法、向量的链接；　　向量处理性能的评估参数和方法；　　向量的流水处理及向量处理机(CRAY-1为例)；　　向量的流水处理和链接特性。重点：向量的流水处理和链接特性。CA7：现代处理器技术时间：2学时知识点：　　分支处的方法，包括分支消除、分支延迟和分支预测技术；　　寄存器重命名和指令的乱序执行，硬件动态调度算法；　　现代处理器结构：超标量、超流水、超标量和超流水以及VLIW处理器的基本结构；　　新技术及发展趋势：SMT、CMP典型结构和实例。CA8：阵列处理机时间：(可选)知识点：　　了解阵列处理机的基本构型、工作原理与流水线处理机对比，了解这两种系统的相同点和不同点。领会在分布式存储器构型的阵列处理机中，处理单元间的互连结构模式、最大传送步数、并行算法、数据在存储器中分布存放的规律、处理单元数据经互连网络中传送的某些规律。　　了解互连网络的设计目标和互连函数的表示；熟练掌握立方体、PM2I、混洗交换3种基本的单机网络的互连函数表示、最大距离等；理解立方体、 Omega及PM2I多级网络都是阻塞式网络的含义，以及全排列网络的含义及两种实现方式。　　在集中式共享主存构型的阵列机中，为实现向量数组元素在并行存储器中的无冲突访问，能设计出数据元素的存储方案；能求出方阵和长方阵数组在并行存储器中实现无冲突访问时的存储体个数，并且能掌握数据元素在存储体中的分布规律。　　对并行处理机的系统举例只做一般了解，不做具体要求。重点： 　　处理单元之间互连的互连函数、多级互连网络及全排列网络。难点： 　　分布式存储器构型的阵列机上的并行算法以及它对存储器信息分布存放的要求；　　在集中式存储器构型的阵列机中，设计实现向量、数组元素在并行存储器中无冲突访问的分布方案。CA9：多处理机和并行处理技术时间：6学时知识点：　　并行机的历史、典型结构，部件的功能与组成、相互关系、特点；　　领会多处理机的结构特点，以及它与阵列处理机在结构灵活性、程序并行性、并行任务派生、进程同步、资源分配和任务调度等方面的不同；了解多处理机应解决的几个主要技术问题；　　了解多处理机紧耦合和松耦合两种基本构型；掌握多处理机采用总线、环行、交叉开关、端口存储器及开关枢纽等各种形式进行机间互连的特点、存在的问题及适用场合；掌握用多个小的交叉开关组成多级网络来取代大规模一级交叉网络开关的方法，比较出它们各自所需的设备量；　　多处理机的特点及主要技术问题；　　程序的并行性，并行算法的研究思路、程序的并行性分析、并行程序设计语言；重点：　　多处理机的结构特点和分类；　　开发程序的并行性；　　并行处理的基本问题；　　并行处理的基本技术。难点：　　并行算法的研究；高速缓存一致性。CA10：新型计算机系统结构时间：可选知识点：　　了解脉动阵列机原理和结构特点。　　了解大规模并行处理机MPP与机群系统的特点。　　了解数据流计算机的特点、数据流程序图和两种数据流机的构型。　　了解归约机的结构特点和两种形式。　　了解智能机的结构特点和组成。重点：各种处理机的原理和特点。三、 教学安排及方式　　计算机系统结构一共28学时，一周2课时，采取的教学方式为课堂讲解结合讨论和课件展示。课外应该有一定的作业量，随着讲课的进程每一章讲完后，留出一定的时间讲解本章的习题和作业中的问题。四、 考核方式　　平时作业 &#160; &#160;30％　　闭卷考试 &#160; &#160;70％五、 参考教材　　教材：《计算机系统结构》李学干, 苏东庄编 &#160;西安电子科技大学出版社计算机组成与结构——性能设计(第五版)，William Stallings著，张昆藏等译。 Computer Architecture A quantitative Approach &#160;2nd Edition。David A. Patterson John L. Hennessy &#160;1996 by Morgan Kaufmann 　Publishers,Inc。 《计算机系统结构》(第二版)郑纬民主编 &#160;清华大学出版社。 《高等计算机系统结构-并行性、可扩展性、可编程性》美Hwang &#160;王鼎兴等译 &#160;清华大学出版社。
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