【免费】体系结构简答题1资源-CSDN文库

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高级体系结构历年考博题简答题

1、大规模机器同步的软件、硬件支持方法：

硬件：硬件排队锁、硬件原语

软件：带指数回退的旋转锁、软件排队锁、组合树

2、栅栏同步完成同步的过程：

栅栏强制所有到达栅栏的进程进行等待，直到所有的进程到达栅栏后释放所有进程，从

而实现同步。栅栏的实现通常使用两个旋转锁，一个用于记录到达的进程数目，另一个用于

使到达的进程等待。进程在等待过程中要不停地检查指定变量，直到所有进程到达栅栏。

3、采用松弛一致性模型的极其提高性能的原理以及主要的硬件支持措施

松弛一致性模型的特点在于，允许读写操作打乱次序完成，但要同步操作来保证排序原

则，使得一个同步程序的表现和处理器使用顺序一致性表现一样。松弛一致性在保证程序正

确性的前提下增加指令执行的并行，所以采用松弛一致性模型的机器可以提高性能。根据消

除的读取顺序的内容，可以将松弛一致性模型划分为 4 类：

（1）、完全存储排序模型：消除了 W-R 顺序，硬件上的支持为写缓冲的读旁路等。维护写

的次序，这种模型方案用写缓冲，并提供读的旁路机制，从而允许处理机在其写操作被所有

别的处理机看到之前就继续进行读

（2）、部分存储排序模型：进一步消除了 W-W，在硬件支持上为写的流水线或其他并行等。

允许非冲突写隐含地乱序执行，实现上可以使写流水或重叠，而不是强制一个操作必须在另

一个之前结束。对同步操作仍然需要将写操作挂起，因为它引起写防护

（3）、弱排序模型，进一步消除了 R-R，R-W，在硬件支持上为不封锁读

（4）、释放一致性模型，进一步消除了 W-S

A

，R-S

A

，S

R

-R，S

R

-W，在硬件支持上为不封锁

读，旁路，无序写等。这种模型区分同步操作中的访问一个共享变量的获取操作 S-A，将对

象释放允许别的处理机获取访问权的释放操作 S

R

4、多处理机的相关性(Coherency)和一致性(Consistency)

如果对某个数据项的任何读操作均可得到其最新写入的值，则认为这个存储系统是一致

的(Conherency)，定义包括两个方面：返回给读操作的是什么值，即 coherency(一致性)；什

么时候才能将已写入的值返回给读操作，即 consistency(连贯性)。一致性和连贯性是互补的，

一致性定义了对同一个存储器地址进行的读写操作行为，而连贯性定义了关于访问其他存储

地址的读写操作

5、同时多线程、粗粒度多线程和细粒度多线程比较：

（1）、细粒度多线程，在每条指令之间都能进行线程的切换，从而导致多个线程的交替执行，

通常以时间片循环的方式实施线程交替，在循环过程中跳过阻塞的线程。

优点：可以较好地掩盖任何或长或短的阻塞带来的吞吐率的损失

缺点：单个线程的执行时间都减慢了。

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仙夜子

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