《多微处理器系统设计及其实例》

目录1

第一章 概述1

§1-1 计算机技术的发展趋势1

一、多处理机系统是科学发展的必然趋势1

二、并行处理与多处理机系统2

§1-2 多处理机系统的一些基本概念4

一、多处理机系统的定义和主要特征4

二、并行处理计算机和多处理机系统的分类6

三、多处理机系统的发展史12

四、测试多机系统性能的几个主要方法15

五、多处理机系统的主要优点15

§1-3 多机系统应解决的一些主要问题17

一、程序的分割17

二、任务的调度19

三、并行性的检出20

四、处理机之间的同步处理20

六、共享资源的存取21

五、通信开销21

习题与思考题22

第二章 松耦合多处理机系统结构及其互连技术23

§2-1 概述23

一、松耦合多机系统的特点23

二、松耦合多机系统的性能评价23

三、松耦合多机系统的分类26

一、环路结构的主要特点31

二、3种单向环结构的基本工作原理31

§2-2 环形结构31

三、环路传送介质和环路接口35

四、环路故障的处理36

§2-3 公共总线结构37

一、公共总线结构的特点37

二、两种单总线结构系统的基本工作原理38

三、总线传送介质及接口40

四、总线故障的处理41

习题与思考题42

一、紧耦合多机系统的特点43

第三章 紧耦合多处理机系统结构及其互连技术43

§3-1 概述43

二、紧耦合多机系统的性能评价44

三、紧耦合多机系统的分类44

§3-2 公共总线共享存贮器互连结构47

一、系统基本结构47

二、系统的主要性能指标48

三、支持多处理器的系统总线（MULTIBUS）49

四、总线切换逻辑54

五、总线控制请求的方法55

§3-3 交叉开关共享存贮器互连结构57

一、系统基本结构57

二、系统的主要性能指标57

三、交叉开关结点的控制逻辑58

§3-4 多端口共享存贮器互连结构61

一、多端口存贮器的结构61

二、双端口共享存贮器设计实例62

三、集成双端口存贮器63

一、多读单写存贮器（MRSW）64

二、多读组合存贮器（MRM）64

§3-5 共享存贮器减少竞争的硬件解决办法64

三、透明存贮器（TM）65

习题与思考题66

第四章 多机系统中的高速缓存技术68

§4-1 概述68

一、高速缓存（Cache）的功能68

三、Cache的工作过程69

二、常用名词解释69

四、Cache在多微处理器系统中的应用72

§4-2 基于硬件的Cache一致性协议73

一、维持Cache一致性的两种策略73

二、写无效监视Cache协议76

三、写刷新监视Cache协议78

四、Cache的替换策略80

五、监视Cache协议实施中存在的若干问题与解决办法82

六、目录方案84

七、Cache一致性网络结构91

§4-3 基于软件的Cache一致性协议95

一、基于软件的Cache一致性策略的考虑95

二、可入Cache变量的标识95

三、几种软件的Cache一致性实施方案96

习题与思考题99

第五章 多处理机系统的进程通信和同步101

§5-1 基于共享变量的进程通信102

一、常用名词说明102

二、忙等待102

三、信号灯同步105

四、条件临界区107

五、管程109

§5-2 基于消息传递的进程间通信111

一、通信协议111

二、寻址方法112

习题与思考题114

三、同步方式114

第六章 多机系统的调度115

§6-1 概述115

一、调度的含义和概念115

二、多处理机系统的任务调度方法和原则115

§6-2 系统的任务调度117

一、静态调度117

二、动态调度＊120

习题与思考题121

一、接收者发动的负载平衡122

第七章 多处理机系统的负载平衡122

§7-1 几种负载平衡的方法122

二、发送者发动的负载平衡123

三、混合负载平衡124

§7-2 任务（进程）迁移的策略124

一、任务迁移的策略124

二、任务控制块125

三、表示程序并行性的命令126

一、宏观数据流实现模型127

§7-3 混合负载平衡控制的模型及实现127

二、由硬件来构造混合负载平衡器128

三、由软件来实现混合负载平衡器131

习题与思考题133

第八章 系统的死锁与预防134

§8-1 系统死锁的成因及识别134

一、系统死锁的成因134

二、死锁状态的判别与分析135

§8-2 系统死锁的预防136

一、静态预防方法136

二、动态预防方法137

习题与思考题139

第九章 多处理机系统实例140

§9-1 主从式共享存贮器连接的多处理器系统141

一、航海语音记录子系统所提出的要求141

二、语音记录子系统的系统结构141

三、系统主要接口电路设计142

四、系统设计中的几个实际问题146

§9-2 UNIP多处理器系统147

一、UNIP系统的基本结构148

二、UNIP多机系统的软件配置152

三、UNIP多机系统的典型应用157

§9-3 多DSP数字信号处理系统164

一、开发多DSP数字信号处理系统存在的困难165

二、4个DSP多处理机系统的结构165

三、先入为主的无顺序裁决167

四、预先安排共享存贮器请求的裁决168

五、阻塞同步机构172

§9-4 基于PC机的多处理器系统173

一、基于PC机的多处理器系统结构设想173

二、基于PC机的多处理器系统的任务控制方法174

三、多CPU板的硬件设计175

四、基于PC机的多处理器系统软件的构成176

习题与思考题181

主要参考文献183