2016年辽宁大学分布式操作系统习题整理
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2016-06-27
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2016 整理 JXY
2016 辽宁大学分布式操作系统思考题
（6）1 在交换式 Dash 多处理机系统中，为了保持缓存一致性，采用了 Dash 协议，某一簇
中的一 CPU 写一未缓存的数据块，之后另外一簇的另外一 CPU 读该数据块。试详细说明
写操作和读操作是如何进行的。
答：写操作：写数据块的 CPU 先在本地总线发送请求察看邻近 CPU 的缓存中
是否有该数据块。如果有，执行缓冲区到缓冲区的传送，如果块状态为干净宿
主所在簇的其他拷贝必须被置为无效。若邻近 CPU 的缓存中没有该数据块，本
次查找失败，数据块在其他地方，CPU 发送信包到其宿主所在簇。如果块为未
缓存，标记为脏并发送给请求者；如果块为干净，所有拷贝置为无效，标记为
脏并发送给请求者；如果块为脏，请求传送到拥有该数据块拷贝的远程簇，该
簇将自己的拷贝置为无效并满足写操作。
读操作：读数据块的 CPU 首先检查自己的缓存，若缓存中无此字，则在本地簇
中发出请求，询问本地簇的其他 CPU 缓存中是否有此字。如果有，该数据块从
该缓存传送到发出申请的 CPU 缓存中。若该块的状态是干净，拷贝此数据块。
若为脏，其目录将此块标记为干净，使之共享。如果数据块不在任何簇的缓存
中，CPU 发一请求信包给该块的宿主所在簇。宿主所在簇的目录管理硬件检查
它的表以确定其状态。若为未缓存或者干净，硬件从全局存储器中取出块，将
其发送到请求簇，该簇更新其目录，表明该块已在缓冲区中。若此处状态为
DIRTY，目录硬件查找拥有该块的簇的标志，该簇相应请求。拥有 DIRTY 块的
簇将数据块发送给请求簇，并因为数据已共享，将其状态改为 CLEAN，它还要
给宿主所在簇发回一个拷贝以更新存储器，此时块的状态置为 CLEAN。
（6）1-1 在基于环的多处理机系统 Memnet 中，通过令牌环进行通信，并且没有集中式全
局存储器，详细说明如何实现读写操作。
答：读操作：当 CPU 要从共享存储器中读一个字时，该存储器地址传送给
Memnet 设备，Memnet 设备检查表项以确定该块是否存在。若存在，读请求立
即得到满足。否则，Memnet 设备等待直到俘获循环的令牌，将请求信包送入环
中，并挂起 CPU。请求信包包含目标地址和 32 字节哑域。信包在环中传递的过
程中，每个 Memnet 设备 double 检查自己是否有所需的块，若有责将块置入哑
域，修改信包头使下一个机器不再重复此工作。若块中的互斥位置位，则清除
它。因为某数据块一定位于系统某处，因此当信包返回发送点时，一定包含了
所需的块。CPU 发出请求并存储块，满足请求以后释放 CPU。
写操作：若包含要写字的块存在于本地并且是系统中的唯一拷贝，字就在本地
写入。若所需块在本地存在但不是系统中的唯一拷贝，CPU 将在环中发出置无
效信包，强制其他机器抛弃此块的拷贝。当置无效信包返回时，将该块的互斥
位置位，字在本地写入。若本地不存在所需块，CPU 则发出包含读请求和置无
效请求的信包。第一个有此数据块的机器将该块拷入信包，同时抛弃自己的拷
贝。其余的机器仅从自己的缓存中抛弃该数据块。当信包返回到发送者时，本
地储存该数据块并执行写操作。
（6）2 在基于总线的多处理机系统中，遵循 write once 协议，假设有 C1，C2，C3，C4 四
个 CPU，一操作序列如下：C1 读一字 W1（只存在于共享存储器中）、C1 继续读该字、
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