第6章体系结构
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第六章内膜系统
血型糖蛋白：
N-连接糖基化
O-连接糖基化
内质网的N-连接糖基化：
寡糖组成（约14个）：N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖和葡萄糖 活化：多萜醇 连接部位：Asn-X-Ser/Thr
内质网的羟基化：
（3）蛋白质的折叠与装配：
分子伴侣（molecular chaperon）： 内质网腔的一类可溶性驻留蛋 白，能识别正在合成的或一部 分折叠的多肽并与之结合，辅 助其正确折叠，其本身并不参 与最终产物的形成。
（Endoplasmic Reticulum，ER）
ER约占细胞整 个膜成分的1/2
由一层单位膜包裹形成的相互连通的囊状、泡状和管状结 构，它们形成一个连续的封闭网膜系统。
内质网内容：
内质网化学组成
粗面内质网的功能
滑面内质网的功能
内质网的来源
1、内质网的化学组成
微粒体（microsome）：细胞匀浆后，内质网破裂，由内质网 膜围成的封闭小泡结构，仍具有内质网的基本特征
细胞膜 内质网 高尔基复合体 细胞核 线粒体 溶酶体 过氧化氢体
膜相结构
功能：
形成功能独立的区域性房室化
增加内表面积，提高代谢和调节能力
【目的要求】
掌握内膜系统各成员的功能 掌握信号肽假说的内容 掌握跨膜蛋白的膜转移机制 掌握N-连接、O-连接糖基化区别 掌握溶酶体发生过程 了解溶酶体膜的特性
糖原贮积症-Ⅰ型
葡萄糖-1-磷酸
缺乏葡萄糖-6-磷酸酶
葡萄糖-6-磷酸酶
糖原
葡萄糖-6-磷酸
葡萄糖
遗传方式：AR 发病率：1/200,000
基因：17q21，5外显子、4内含子
肝肿大
低血糖，发育不良、消瘦，身体矮小
工程力学 第六章：平面杆件体系的几何组成分析
瞬变体系
工 程 力 学
无多余约束的几何 不变体系变体系
几种常用的分析途径 1、去掉二元体，将体系化简单，然后再分析。 2、如上部体系与基础用满足要求的三个约束相联可去 掉 基础，只分析上部。 3、当体系杆件数较多时，将刚片选得分散些，用链杆组 成的虚铰相连，而不用单铰相连。 4、由一基本刚片开始，逐步增加二元体，扩大刚片的范 围，将体系归结为两个刚片或三个刚片相连，再用规则判定。 5、由基础开始逐件组装 6、刚片的等效代换：在不改变刚片与周围的连结方式的 前提下，可以改变它的大小、形状及内部组成。即用一个等效 与外部连结等效）刚片代替它。
β
A P
A
β
Δ是微量
P N N
只有几何不变体系才 能作为建筑结构使用！！
§6.2刚片、自由度和约 束的概念
• 一、刚片 • 是指平面体系中几何形状不变的平面体。 • 在几何组成分析中，由于不考虑材料的应 变，所以，每根梁、每一杆件或已知的几 何不变部分均可视为刚片。 • 支承结构的地基也可以看做是一个刚片。
a
1、单链杆：仅在两处与其它物体用铰相连，不论其形 状和铰的位置如何。
一根链杆可以减少 体系一个自由度，相 工 当于一个约束。！ 程 力 β 学
α
Ⅰ
1 5 3 6 4
1、2、3、4是链杆， 5、6不是链杆。
加链杆前3个自由度
加链杆后2个自由度
2、单铰： 联结 两个 刚片的铰 加单铰前体系有六个自由度 加单铰后体系有四个自由度
三刚片以三个无穷远处虚铰相连 组成瞬变体系
工 程 力 学
4、由一基本 刚片开始，逐 步增加二元体， 扩大刚片的范 围，将体系归 结为两个刚片 或三个刚片相 连，再用规 则判定。
第六章 奥林匹克运动的组织结构体系
第六章奥林匹克运动的组织结构体系奥林匹克运动的思想体系能够得到贯彻，奥林匹克运动的各种活动能够付诸实施，是因为奥林匹克运动有一个结构完备、功能齐全的组织体系。
这个组织体系包括国际奥委会、国际单项体育联合会和国家奥委会三大支柱。
三大支柱之间相互配合相辅相成，从而保证奥林匹克运动的正常进行。
第一节国际奥林匹克委员会国际奥林匹克委员会是领导奥林匹克运动并决定一切与之有关问题.的最高权力机构，简称国际奥委会，是国际性非政府、非营利、具有法人地位的、无限期的组织，总部最初设在巴黎，191年4月迁至瑞士洛桑。
国际奥委会的宗旨是：在奥林匹克思想指导下，鼓励组织和发展体育运动、体育竞赛，促进和加强各国运动员之间的友谊二保证按期举办奥林匹克运动会。
其任务是遵循奥林匹克思想，增强各国运动员之间的友谊和团结，促进世界和平以及各国人民的相互了解，鼓励组织和发展体育运动、体育竞赛，保证奥林匹克运动会如期召开。
国际奥委会实行委员制。
一、国际奥委会委员国际奥林匹克委员会的成员，是国际奥委会所在国家的代表、但不是这些国家在国际奥委会内的代表。
国际奥委会成立初期，委员大都由现代奥林匹克运动创始人顾拜旦聘请，后改为选举产生。
他们必须是国际奥委会所承认的国家奥委会所在国的公民，并在该国居住。
一个国家一般有一名国际奥委会委员，但举办过奥运会(包括冬季奥运会)的国家可以有两名委员。
国际奥委会委员是以个人身份参加国际奥委会，因此他从事的国际奥委会工作不受任何政府、其他组织和个人指令的约束。
他的责任是为奥林匹克运动服务，摆脱各种政治、种族和宗教影响，维护奥林匹克运动的利益，并以此为内容宣誓就职。
他的基本职责是：维护国际奥委会在他的国家中的影响，在自己所属国家落实国际奥委会的各项工作计划；参加国际奥委会的工作，协助其他国家发展奥林匹克运动；向国际奥委会主席通报本国奥林匹克运动的情况和需要。
国际奥委会委员必须通晓一种国际奥委会的正式工作语言(法语或英语)。
第6章 系统结构模型化方法
6.1.1结构模型述系统各要素之间的关系，
以表示一个作为要素集合体的系统模型
结构解析模型的基本性质
（1）结构模型是一种几何模型
– 实例：有向图、树图
（2）结构模型是一种以定性分析为主的 模型 （3）结构模型还可以用矩阵形式来描述 （4）结构模型处于自然科学领域所用的 数学模型形式和社会科学领域所用的以 文章表现的逻辑形式之间
如何筛选主要因素，保留要素之间的关 系，简化系统结构分析的过程？是 DEMATEL方法要解决的问题
6.3.1 DEMATEL方法简介 6.3.2 DEMATEL方法实施步骤
6.3.1 DEMATEL方法简介
Decision making trialand evaluation laboratory 简称“DEMATEL” 1971年，Bottle研究所提出DEMATEL方 法 该方法是一种运用图论与矩阵工具进行系 统要素分析的方法，通过分析系统中各要 素之间的逻辑关系与直接影响关系，可以 判断要素之间关系及其强弱评价
6.4.2 既约可达矩阵的分解
1、对于完全没有回路的情况
STEP1：在邻接矩阵中找出所有元素都为零的行，所对 应的行号为系统的汇点 STEP2：将该汇点所对应的行和列从矩阵中抹掉，余下 的行和列仍保持原编号，形成一个降维矩阵A1 STEP3：在矩阵A1中，出现新的汇点，仿照STEP2中的 做法，得到一个新的降维矩阵A2 STEP4：按照被抹去的点的顺序对矩阵重新排列，便得 到三角分块矩阵
6.1.2 结构模型化技术
结构模型化技术是指建立结构模型的方法论
– “在仔细定义的模式中，使用图形和文字来描述一
个复杂事件的结构的一种方法论。”——J. Warfield, 1974
06第六章_VR的计算体系结构
流水线瓶颈决不仅仅局限于应用程序阶段。对一个给定的CPU和图形加速卡， 如果减少场景中光源的数目，同时增加图像帧的刷新率，则瓶颈会出现在几何 处理阶段。这样的流水线称为变换-限制。最后，如果降低显示窗口的尺寸或 分辨率，同时增加流水线的输出，则瓶颈会出现在光栅化阶段。这种情况下的 流水线称为填充- 限制。 虚拟现实（LNTU） 虚拟现实（LNTU） 第6章 VR的计算体系结构 VR的计算体系结构
6.1 绘制流水线
6.1.1 图形绘制流水线
绘制流水线的 一个例子 HP Visualize fx卡是用硬 件实现几何 处理阶段和 光栅化阶段 的一个典型 例子。
虚拟现实（LNTU） 虚拟现实（LNTU） 第6章 VR的计算体系结构 VR的计算体系结构
5
6.1 绘制流水线
6.1.1 图形绘制流水线
7
6.1绘制流水线 6.1绘制流水线
6.1.2 触觉绘制流水线
现代VR仿真系统在满足实时约束条件下需要实现另一些感觉模态，如触觉。 这可以通过多阶段的触觉绘制流水线完成。
第一阶段，主要是从数据库中加载三维对象的物理特性，包括表面柔性、光 滑度、重量和表面温度等。流水线的第一阶段还要执行碰撞检测，以确定是否 有虚拟对象发生碰撞。与图形流水线不同，在触觉绘制流水线中，只有在场景 中发生碰撞的结构才被传送到流水线的下一阶段。 虚拟现实（LNTU） 虚拟现实（LNTU） 第6章 VR的计算体系结构 VR的计算体系结构
2
6.1 绘制流水线
术语“绘制”通常与图形密切相关。它表示把组成虚拟世界的三维几何 模型转变成展示给用户的二维场景的过程。绘制也包括其他各种感觉模 态，例如触觉。 流水线结构是一种通过并行执行多个任务部件来加速处理过程的方法。 绘制流水线指的是把绘制过程划分成几个阶段，并把它们指派给不同的 硬件资源。
第六章 焊接生产的质量保证体系
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第六章
焊接生产的质量保证体系
质量体系是否运行正常，可以从以下几个方面反映出来： 质量体系是否运行正常，可以从以下几个方面反映出来： 质量体系各级人员正常上岗工作，并有连续的工作记录； 1、质量体系各级人员正常上岗工作，并有连续的工作记录； 产品制造过程中各项技术质量控制原始记录完整， 2、产品制造过程中各项技术质量控制原始记录完整，签字手续 齐全，内容真实可靠； 齐全，内容真实可靠； 质量信息流通渠道通畅，质量问题的处理及时， 3、质量信息流通渠道通畅，质量问题的处理及时，处理方式和 程序符合要求； 程序符合要求； 定期召开质量分析会，以使产品质量不断提高； 4、定期召开质量分析会，以使产品质量不断提高； 产品的质量符合图纸、技术要求和有关标准。 5、产品的质量符合图纸、技术要求和有关标准。
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第六章
焊接生产的质量保证体系
第三节 焊接工序质量影响因素
一、操作人员因素 对人员因素的控制措施如下： 对人员因素的控制措施如下： 加强“质量第一、用户第一、下道工序是用户” 1、加强“质量第一、用户第一、下道工序是用户”的质量意识 教育，提高责任心和一丝不苟的工作作风， 教育，提高责任心和一丝不苟的工作作风，并建立质量责任 制。 定期进行岗位培训，从理论上认识执行工艺规程的重要性， 2、定期进行岗位培训，从理论上认识执行工艺规程的重要性， 从实践上提高操作技能。 从实践上提高操作技能。 加强焊接工序的自检、互检与专职检查。 3、加强焊接工序的自检、互检与专职检查。 执行焊工考试制度，坚持持证上岗，建立焊工技术档案。 4、执行焊工考试制度，坚持持证上岗，建立焊工技术档案。
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第六章
焊接生产的质量保证体系
二、机器设备因素 从保证焊接工序质量出发，对机器设备应做好以下几点： 从保证焊接工序质量出发，对机器设备应做好以下几点： 定期的维护、保养和检修。 1、定期的维护、保养和检修。 定期校验焊接设备上的电流表、电压表、 2、定期校验焊接设备上的电流表、电压表、气体流量计等仪 表。 建立设备状况的技术档案。 3、建立设备状况的技术档案。 建立设备使用人员责任制。 4、建立设备使用人员责任制。 三、原材料因素 对原材料的控制，主要有以下措施： 对原材料的控制，主要有以下措施： 加强原材料的进厂验收和检验。 1、加强原材料的进厂验收和检验。 建立严格的材料管理制度。 2、建立严格的材料管理制度。
第6章 HDFS和Common概论
大数据应用基础
01
第6章
HDFS和Common概论
导学
了解 • Common的功能和主要工具
包； • 基于HDFS的医学影像存储系
统。
掌握 • HDFS的相关概念及特征； • HDFS的体系结构和工作原理。
6.1
HDFS简介
HDFS（Hadoop Distributed File System，简称HDFS）是 Hadoop架构下的分布式文件系统。HDFS是Hadoop的一个核心模块， 负责分布式存储和管理数据。
特点：具有高容错性、高吞吐量等优点，并提供了多种访问模式。 HDFS能做到对上层用户的绝对透明，使用者不需要了解内部结构就能 得到HDFS 提供的服务。并且，HDFS 提供了一系列的API，可以让开发 者和研究人员快速编写基于HDFS 的应用。
6.1.1
HDFS概念及特征
由于HDFS分布式文件系统概念相对复杂，对其相关概念介绍如下：
区域医学影像系统功能结构图
6.3
HDFS在医学领域的应用
系统上方是各个医疗机构通过该系统实现数据存取功能，远程影像阅览功能等。以远程影像会诊为例其具体 流程如下图所示。
远程影像会诊流程
小结
作为Hadoop最重要的组成模块，HDFS和Common在大数据处理过程中 作用巨大。简单地说，在Hadoop平台下，HDFS负责存储，Common负 责提供Hadoop各个模块常用的工具程序包。本章重点讲解了HDFS的相关 概念及特征、体系结构、工作原理，介绍了Common的相关知识，以及 HDFS在医学领域的应用。通过本章的学习，将会了解HDFS和Common的 理论基础。
6.3
HDFS在医学领域的应用
作为Hadoop的核心存储体系HDFS，既可以满足当下各种互联网大数据处理公司的大数据存储特性也可以满 足医
01
第6章
HDFS和Common概论
导学
了解 • Common的功能和主要工具
包； • 基于HDFS的医学影像存储系
统。
掌握 • HDFS的相关概念及特征； • HDFS的体系结构和工作原理。
6.1
HDFS简介
HDFS（Hadoop Distributed File System，简称HDFS）是 Hadoop架构下的分布式文件系统。HDFS是Hadoop的一个核心模块， 负责分布式存储和管理数据。
特点：具有高容错性、高吞吐量等优点，并提供了多种访问模式。 HDFS能做到对上层用户的绝对透明，使用者不需要了解内部结构就能 得到HDFS 提供的服务。并且，HDFS 提供了一系列的API，可以让开发 者和研究人员快速编写基于HDFS 的应用。
6.1.1
HDFS概念及特征
由于HDFS分布式文件系统概念相对复杂，对其相关概念介绍如下：
区域医学影像系统功能结构图
6.3
HDFS在医学领域的应用
系统上方是各个医疗机构通过该系统实现数据存取功能，远程影像阅览功能等。以远程影像会诊为例其具体 流程如下图所示。
远程影像会诊流程
小结
作为Hadoop最重要的组成模块，HDFS和Common在大数据处理过程中 作用巨大。简单地说，在Hadoop平台下，HDFS负责存储，Common负 责提供Hadoop各个模块常用的工具程序包。本章重点讲解了HDFS的相关 概念及特征、体系结构、工作原理，介绍了Common的相关知识，以及 HDFS在医学领域的应用。通过本章的学习，将会了解HDFS和Common的 理论基础。
6.3
HDFS在医学领域的应用
作为Hadoop的核心存储体系HDFS，既可以满足当下各种互联网大数据处理公司的大数据存储特性也可以满 足医
结构力学第六章
第二部分
超静定结构
Analysis of Statically Indeterminate Structures
概述
一.超静定结构的静力特征和几何特征
几何特征:有多余约束的几何不变体系。 静力特征:仅由静力平衡方程不能求出 所有内力和反力。
超静定问题的求解要同时考虑结构的“变形、本构、 平衡”三大关系。
3
X1 1
M 1 m
6
6
1P
M 1M P 702 dx EI EI
2 P
M 2M P 520 dx EI EI
X2 1
M 2 m
4)、 解方程
135X 1 144 X 2 520 0.......... ....2
207 X 1 135X 2 702 0.......... .....1
X 1 2.67k N X 2 1.11k N
5)、内力
M M1 X1 M 2 X 2 M P
4.33 1.33 5.66 3.56
M kN m
2 2.67
1.11
3.33 3.33
3.33
1.9
1.11
1.9
2.67
FQ k N
FN k N
2. 排架
X2
X1
X2
X1
比较法: 与相近的静定结构 相比, 比静定结构 多几个约束即为几 次超静定结构。
多余约束的位置不固定
去掉几个约束后成 为静定结构,则为 几次超静定 X1 X2 X3 X3 去掉一个链杆或 切断一个链杆相 当于去掉一个约 束
X1
X2
X1
X2
X3
X1
X2
超静定结构
Analysis of Statically Indeterminate Structures
概述
一.超静定结构的静力特征和几何特征
几何特征:有多余约束的几何不变体系。 静力特征:仅由静力平衡方程不能求出 所有内力和反力。
超静定问题的求解要同时考虑结构的“变形、本构、 平衡”三大关系。
3
X1 1
M 1 m
6
6
1P
M 1M P 702 dx EI EI
2 P
M 2M P 520 dx EI EI
X2 1
M 2 m
4)、 解方程
135X 1 144 X 2 520 0.......... ....2
207 X 1 135X 2 702 0.......... .....1
X 1 2.67k N X 2 1.11k N
5)、内力
M M1 X1 M 2 X 2 M P
4.33 1.33 5.66 3.56
M kN m
2 2.67
1.11
3.33 3.33
3.33
1.9
1.11
1.9
2.67
FQ k N
FN k N
2. 排架
X2
X1
X2
X1
比较法: 与相近的静定结构 相比, 比静定结构 多几个约束即为几 次超静定结构。
多余约束的位置不固定
去掉几个约束后成 为静定结构,则为 几次超静定 X1 X2 X3 X3 去掉一个链杆或 切断一个链杆相 当于去掉一个约 束
X1
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X1
X2
X3
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X2
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集群是一种流行的MIMD计算机类型，通常使用标 准的组件和标准网络技术，这样就可以尽可能地 支持多种通用技术 集群一般可以分为2种： 1 商业集群：依赖于第三方的处理器和互连技术， 节点通常是刀片服务器或机架服务器，适用于吞 吐量大而几乎没有线程级通信的应用，如Web和 一些事务处理等 2 客户集群：可以定制节点或互连网络，主要针 对并行应用，即单个程序的并行，这种应用有大 量的线程级交互，需要单独定制。IBM Blue Gene就是一个客户集群。
解： CPI=基本CPI+远程请求率×远程请求开销周期数 =0.5+0.2%×远程请求开销周期数 远程请求开销周期数=200ns÷时钟周期 =(200ns÷1G)÷(1÷2G) =400个周期 CPI=0.5+0.002×400=1.3 所以要快1.3/0.5=2.6倍
在实际应用中，非远程访问也可能在本地存储器 中缺失，远程访问时间也不一定为固定值。 这个例子告诉我们，远程通信时延影响巨大。
例：假设要用100个处理器获得80倍的加速比， 那么原来计算机串行部分最多占多大比例 解： 1 80= 并行部分所占比例 +(1-并行部分所占比例) 100 并行部分所占比例=0.9975 串行部分所占比例=1-0.9975=0.25% 这个例题可以看到并行处理器性能对程序并行性 有很高的要求
第六章 多处理器和线程级并行
6.1 简介 6.2 对称式共享存储器系统结构 6.3 对称式共享存储器多处理器的性能 6.4 分布式共享存储器和基于目录的一致性 6.5 同步 6.6 存储器连贯性模型 6.7 Sun T1多处理器
6.1 简介
单处理器已经运行在纳秒级了，必然要受到光速 的限制，随着开发指令级并行空间的减少，未来 必定是多处理器唱主角的时代 本章主要讨论少量到中等数量的处理器(4-32)组成 的多处理器技术 MIMD并行系统结构 通信和存储器系统结构模型 并行处理遇到的挑战
Cache操作 功能和解释 类型
一般命中 一般缺失 替换 替换 一般命中 一致 一般缺失 替换 替换 无动作 一致 一致 一致 一致 读Cache中的数据 在总线上发读缺失消息 地址冲突缺失:在总线上发读缺失消息 地址冲突缺失:写回阻塞, 发读缺失消息 在Cache中写数据 在总线上发写缺失消息 在总线上发写缺失消息 地址冲突缺失:在总线上发写缺失消息 地址冲突缺失:写回阻塞, 发写缺失消息 允许存储器处理读缺失 尝试共享数据：块挂总线，设为共享 尝试写共享数据块：使块无效 尝试写共享数据块：使Cache块无效 尝试写别处独占块:写回该块,设为无效
例： 假设有一个应用程序在一台32个处理器的多处理 器系统上运行，处理器访问一个远程存储器需要 200ns。 这个应用，除了涉及通信的存储器访问外，所有 访问都命中本地存储器系统。 执行远程访问会阻塞，处理器时钟频率为2GHz， 基本CPI为0.5 求：多处理器在没有远程访问时比只有0.2%的指 令涉及远程访问快多少？
这种体系结构的进一步的发展是多核处理器：
2000年，IBM推出了第1个片内多处理器
2005年AMD和Intel为服务器推出了双处理器版 本 2006年Sun公司推出了8处理器的多核的T1 目前，高性能的处理器对存储器的需求已经超过 了合理的总线能力，最新的设计已经开始使用小 规模的交换机和受限的点对点网络。
协议范例
监听一致性协议通过每个节点的有限状态控制器 来实现，这个控制器对每个来自总线或处理器的 请求做出响应，然后改变选定Cache块的状态， 并可以使用总线来访问数据或使之无效。 逻辑上可以认为控制器和每个块是连在一起的， 最简单的协议有3种状态：无效、共享和修改。共 享状态是指块是有可能被共享的，修改状态是指 块已被更新，代表被独占。 这个协议假定是原子操作，是指不会被打断的操 作，这种操作一旦开始，就一直运行到结束，非 原子操作可能造成死锁。
MIMD并行系统结构
MIMD模型能实现线程级并行，一般多处理器设计 都选用这种体系结构 MIMD优势： 灵活性强，既能适应单用户单一应用，也能适 应多任务多道程序环境。 能充分利用现有微处理器性价比优势，利用微 处理器作为内核，能有效降低设计成本 我们常见集群和多核都是基于MIMD模型的。
MIMD机器分为2类： 1 集中式共享存储器系统结构 到2006年，这种机器处理器个数少于100个，由于 处理器数目较少，在使用大容量Cache的情况下， 单一存储器的访问还是能够得到及时响应的。 这种结构下的每个处理器是对等的，也称为对称多 处理器(SMP)系统，这种系统结构称为均匀存储器 访问(UMA)。 2 分布式存储器系统结构： 这种机器每个处理器有单独的存储器，彼此之间通 过互连网络连接，这种方式解决了存储器带宽的瓶 颈，但处理器间通信变得复杂，处理器数目越多， 需要的互连网络带宽也越大。 这种机器过去通常在处理器数目很大时使用，但现 在这个数目在降低。
6.2 对称式共享存储器系统结构
对称式共享存储器系统结构发展历程 多处理器的Cache一致性 实施一致性的基本方案 监听协议 基本实现技术 协议范例 对称式共享存储器多处理器和监听协议的局限性 实现监听Cache一致性
对称式共享存储器系统结构发展历程
大容量、多层次的Cache能够大量减少单个处理 器对存储器带宽的需求，而由于这种需求的减少， 多个处理器就能共享一个存储器。 20世纪80年代，出现了小规模的多处理器系统， 几个微处理器通过总线共享一个物理存储器，大 容量Cache减少了对总线带宽的需求，在存储器 带宽足够的条件下，性价比极高。 设计者们把处理器和Cache放臵在一块电路板上， 然后再将这块电路板插在总线底板上。 到20世纪90年代，每块电路板上放臵了2个或4个 处理器，并使用了多种总线和交叉存取。
2 多个寻址空间的存储器系统 这种体系结构由多个私有空间构成，这些私有空 间在逻辑上是分散的，不能被远程处理器寻址， 2个不同的处理器中相同的物理地址代表2个不同 存储器的不同位臵。 每个处理器-存储器模块本质上是一台独立的计算 机，集群就属于这种类型的计算机，由不同的处 理节点和专用的互连网络组成。 这类机器的数据通信通过显式地(explicitly)在处 理器间传递消息完成，因此常被称为消息传递多 处理器系统(message-passing multiprocessors)
20世纪90年代，出现了多核处理器，即片内多处 理器或单芯片多处理器，多个内核共享Cache、 存储器和I/O总线，多核依靠复制而不是依靠超标 量体系结构来提高性能和降低成本。 IBM Power 5，Sun T1、Intel Pentium D和 Xeon-MP都是基于多核的。 对MIMD，进程可以运行在单个处理器之上，也可 以运行在多个处理器之上，这时采用的是多线程 的执行方式。 线程由操作系统调度和管理，可以有不同的粒度 大小，线程级并行与指令级并行不同的是，它可 以在高层次上被软件系统识别，并且线程由几百 至几百万条指令构成。
存储器 I/O 存储器 I/O 存储器 I/O 存储器 I/O
处理器 +Cache
处理器 +Cache
处理器 +Cache
处理器 +Cache
分布式存储器系统结构
通信和存储器系统结构模型
分布式存储器系统有2种不同的系统结构： 1 分布式共享存储器(DSM)系统 这种体系结构通过共享的地址空间通信，即物理 上分开的存储器作为逻辑上共享的地址空间进行 寻址，通过引用地址的方式进行访问，2个不同的 处理器中相同的物理地址代表存储器的同一位臵 DSM并没有单一的集中的存储器，与UMA相比， 访问时间取决于数据在存储器中的位臵，因此也 称为非均匀存储器访问NUMA DSM的机器，地址空间共享，通过load和store操 作隐式地(implicitly)传递数据
实施一致性Байду номын сангаас基本方案
为了维护Cache的一致性，小规模多处理机系统 不是通过软件而是通过硬件引入一个协议解决的， 这个协议称为Cache一致性协议，主要有2种采用 不同技术跟踪共享数据的协议： 1 目录式：把物理存储器的共享状态存放在一个 地点，称为目录 2 监听式：每个含有物理存储器中数据块副本的 Cache保留该数据块共享状态的副本，但并不集 中保存状态，Cache通过广播媒介(总线或交换机) 访问，所有Cache控制器对总线进行监听。 目录式比监听式开销略高，但可扩展更多处理器， Sun公司的T1采用这种方式。
并行处理遇到的挑战
有2个障碍使并行处理的应用遇到了挑战，第一个 是程序可获得的并行度是有限的(并行度低)，第二 个是通信相对较高的开销(通信时延长)。 提高程序的并行度只能通过在软件中采用更好的 并行算法实现，而通信的时延则可通过改进体系 结构或软件降低。 本章主要讨论减少通信时延的技术，如： 确保存储器一致性的前提下，如何用Cache减 少远程访问频率 对潜在的性能瓶颈—同步的讨论 时延隐藏技术和共享存储器一致性模型
监听协议
有2种协议： 1 写无效协议：执行写操作时使其它副本无效， 其他副本再次使用时会发生缺失。 2 写更新或写广播协议：写入数据项时更新该数 据项的所有副本，这需要大量带宽。 近期所有的多处理器都采用写无效协议
基本实现技术
实现写无效协议的关键是使用广播媒介来完成无 效操作，而要实现无效操作，处理器只要取得总 线控制权后广播无效数据的地址即可。 所有处理器都要不断监听总线来监测地址，如果 有无效数据地址，则Cache相应数据要臵无效。 如果2个处理器同时对一个共享块写的话，则需要 通过总线的仲裁实现串行化，取得控制权的处理 器会把另一个处理器的副本臵无效。 Cache缺失时则需要对数据项进行定位，写直达 法能使最新值定位比较容易，可以简化Cache一 致性的实现。
多处理器的Cache一致性