操作系统对多核处理器的支持方法学习教案

1、会计学1操作系统对多核处理器的支持方法操作系统对多核处理器的支持方法第一页，编辑于星期日：十五点 三十分。2第1页/共26页第二页，编辑于星期日：十五点 三十分。3lUMA（均匀存储访问）模型l物理存储器被所有节点共享；l所有节点访问任意存储单元的时间相同；l发生访存竞争时，仲裁策略平等对待每个节点，即每个节点机会均等；l各节点的CPU可带有局部私有高速缓存；l外围I/O设备也可以共享，且每个节点有平等的访问权利。当前对称多处理器共享存储并行计算机SMP均采用这种模型（一台机器上多个CPU）第2页/共26页第三页，编辑于星期日：十五点 三十分。4lNUMA（非均匀存储访问）模型l物理存储器被所

2、有节点共享，任意节点可以直接访问任意内存模块；l节点访问内存模块的速度不同，访问本地存储模块的速度一般是访问其它节点内存模块的3倍以上；l发生访存竞争时，仲裁策略对节点可能是不等价的；l各节点的CPU可带有局部私有高速缓存 （cache）；l外围I/O设备也可以共享，但对各节点是不等价的。SGI Origin系列并行计算机，采用基于cache目录一致性的非均匀访存模型（CCNUMA），设计了专门的硬件，保证在任意时刻各节点cache中数据与全局内存数据的一致性。第3页/共26页第四页，编辑于星期日：十五点 三十分。5lCOMA（全高速缓存存储访问）模型l各处理器节点中没有存储层次结构，全部高速

3、缓存组成了全局地址空间；l利用分布的高速缓存目录D进行远程高速缓存的访问；lCOMA中的高速缓存容量一般都大于2级高速缓存容量l使用COMA时，数据开始时可以任意分配，因为在运行时它最终会被迁移到要用到它的地方。第4页/共26页第五页，编辑于星期日：十五点 三十分。6lNORMA（非远程存储访问）模型l所有存储器都是私有的，仅能由其本地处理器访问；l基于消息传递的并行计算机，每个节点都是由一台处理器、本地存储器和I/O外设组成的自治计算机。l绝大多数NORMA都不支持远程存储器的访问；l在DSM（分布式共享内存）中，NORMA就消失了。消息传递互连网络(网络，环网，超立方，立方环等)PMPMM

4、PMPMPMPMPPMPMPM.第5页/共26页第六页，编辑于星期日：十五点 三十分。7l构建并行机系统的不同存储结构第6页/共26页第七页，编辑于星期日：十五点 三十分。8第7页/共26页第八页，编辑于星期日：十五点 三十分。9第8页/共26页第九页，编辑于星期日：十五点 三十分。10第9页/共26页第十页，编辑于星期日：十五点 三十分。11第10页/共26页第十一页，编辑于星期日：十五点 三十分。12n优先级调度n轮转法RRn多级队列调度第11页/共26页第十二页，编辑于星期日：十五点 三十分。13级最高的执行n(3)活动就绪队列和扩展就绪队列通过指针转换n(4)负载均衡n一个core的任

5、务结束，转而处理其他最忙core上的任务n若所有core都有任务，则每200ms检查是否均衡第12页/共26页第十三页，编辑于星期日：十五点 三十分。14n对任务的负载均衡优化。当任务在调度时，出现了负载不均衡，考虑将较忙处理器中与其他任务最不相关的任务迁移，以达到数据的冲突量小。第13页/共26页第十四页，编辑于星期日：十五点 三十分。15第14页/共26页第十五页，编辑于星期日：十五点 三十分。16l多核体系处理器中，必须将中断处理分发给一组核处理。当系统中有多个核在并行执行时，必须有一个能够接收到的中断分发给能够提供服务的核的机制。第15页/共26页第十六页，编辑于星期日：十五点 三十分

6、。17nIPI消息能够用来在系统时或者系统执行的广泛功能单元中分发中断到不同的处理器核。第16页/共26页第十七页，编辑于星期日：十五点 三十分。18第17页/共26页第十八页，编辑于星期日：十五点 三十分。19第18页/共26页第十九页，编辑于星期日：十五点 三十分。20提高效率，降低cache冲突，特别有利于空间核时间关联性强的内存操作。第19页/共26页第二十页，编辑于星期日：十五点 三十分。21第20页/共26页第二十一页，编辑于星期日：十五点 三十分。22第21页/共26页第二十二页，编辑于星期日：十五点 三十分。23 第22页/共26页第二十三页，编辑于星期日：十五点 三十分。24nWindows、Linux等第23页/共26页第二十四页，编辑于星期日：十五点 三十分。25第24页/共26页第二十五页，编辑于星期日