計算機系統結構考試重點：Chapter 9：Multiprocessing
計算機分類
個人計算機 Personal Computer (PC)
工作站 WorkStation (WS)
小型機 Mini Computer
中型機 Mainframe
小巨型機 Minisupercomputer
巨型機 Supercomputer
Flynn分類法
根據指令流和資料流的多倍性對計算機系統結構進行分類
（1）單指令流單資料流（SISD）：單一的處理器（Uniprocessor）（馮諾伊曼結構）
（2）單指令流多資料流（SIMD）：資料級並行
（3）多指令流單資料流（MISD）
（4）多指令流多資料流（MIMD）：執行緒級並行：有更強靈活性，並且能充分利用現有微處理器的價效比優勢。
Why Vector Computers ：衝突在哪裡？
SIMD中使用Vector Computer代替Array Computer的原因。
向量處理機：具有向量資料表示和相應向量指令的流水線處理機。
標量處理機：不具有向量資料表示和相應向量指令的處理機。
一個單獨的向量指令相當於很多工作：相當於執行一整個loop。
在向量中，每一個元素的計算都是獨立於其他元素的，在一個向量中不需要去考慮資料相關。在一個時鐘週期中，硬體只需要檢查兩個向量之間的資料衝突即可。
向量指令連線記憶體的時候有特殊的連線模式，因此不存在控制相關
基本的向量處理機有：
向量——暫存器處理器：除了load和store指令，全部的指令操作都是在向量暫存器中。
記憶體——記憶體向量暫存器：全部的指令操作都是在記憶體中。
Vector Programming Model and SIMD extensions
對於微處理器，使用很短的向量來進行指令級並行
單個指令通過暫存器對全部元素操作
How Vector Processors Work: deep pipeline and multiple independent memory banks(非考點)
Vector Strip-mining & Vector Stride分段開採技術與向量跨距/步長(非考點)
Multi-processors & Multi-computers * 多處理機與多計算機
多處理機系統——基於共享儲存器 Shared Memory
系統中只有唯一的地址空間，所有的處理器共享該地址空間。
唯一的地址空間並不意味著在物理上只有一個儲存器。共享地址空間可以通過一個物理上共享的儲存器來實現，也可以通過分散式儲存器並在硬體和軟體的支援下實現。
多計算機系統——基於訊息傳遞 Message Passing
每個處理器有自己的儲存器，該儲存器只能被該處理器訪問而不能被其它處理器直接訪問，這種儲存器稱為區域性儲存器或私有儲存器。
當處理器A需要向處理器B傳送資料時，A把資料以訊息的形式傳送給B。
機群、對稱式共享儲存多處理機、大規模並行處理機
計算機機群系統是一類悲觀股廣泛採用的MIMD計算機。它通常採用標準組件和標準網路技術。
對稱式共享儲存多處理機：SMP
這類多處理機在目前最多是由幾十個處理器構成。由於處理器個數少，各處理器可共享一個集中式的物理儲存器。因為只有單一的主存，而且這個主存相對於各處理器的關係是對稱的，所以這類及其經常稱為對稱式共享儲存器多處理機（SMP）
大規模並行處理機：MPP
MPP系統是由成百上千臺處理機組成的大規模平行計算機系統。 過去主要用於科學計算、工程模擬等以計算為主的場合，目前也廣泛應用於商業和網路應用中。 開發困難，價格高，市場有限。是國家綜合實力的象徵。
Flynn-Johnson分類法
將MIMD（多指令流多資料流結構再次分類）：
2種多處理器的型別：集中式儲存器和分散式儲存器
集中式共享儲存器結構：這類多處理機在目前最多是由幾十個處理器構成。由於處理器個數少，各處理器可共享一個集中式的物理儲存器。因為只有單一的主存，而且這個主存相對於各處理器的關係是對稱的，所以這類及其經常稱為對稱式共享儲存器多處理機（SMP）
分散式儲存器多處理機：在這些機器中，儲存器在物理上是分佈的。它支援構建規模較大的多處理機系統。為了支援較多的處理器，儲存器必須分佈到各個處理器上，不能採用集中式的儲存器，否則儲存器將不能滿足因處理器個數較多而帶來的頻寬要求。
通訊模型：訊息傳遞、共享儲存
共享儲存：對於共享地址空間的計算機系統來說，是採用共享儲存器通訊機制；處理器之間是通過用load和store指令對相同儲存器地址進行讀寫操作來實現的。
訊息傳遞：對於採用多個獨立地址空間的計算機系統來說，資料通訊要通過在處理器之間顯式的傳遞訊息來完成，稱為訊息傳遞機制。
並行處理的挑戰（計算）