19、计算机并行与分布式处理技术解析

计算机并行与分布式处理技术解析

1. 多处理器系统

多处理器系统在现代计算机领域扮演着重要角色。在多处理器环境中，若一个 CPU 向内存写入 0，而另一个 CPU 同时写入 1，就会产生问题。处理器耦合方式有紧密耦合和松散耦合两种。紧密耦合对称多处理（SMP）是将处理器堆叠在一起；而松散耦合多处理器系统则是在同一主板上有多个物理分离的独立单处理器或双处理器。从功耗设计的角度考虑，紧密耦合的中央处理器是更高效的选择。

多处理器通过共享总线来连接到随机存取存储器（RAM），连接方式包括网状、多路复用内存和交叉开关等。

2. 多处理操作系统

操作系统曾是多处理芯片发展的一大阻碍。微软作为最大的操作系统供应商之一，在多处理操作系统的开发上起步较晚。在 20 世纪 80 年代末和 90 年代，微软更专注于用户界面以获取更大的市场份额，在多处理器操作系统的研发上滞后。早期的 DOS 和 Windows 系统都不具备处理多个 CPU 的能力。

而 UNIX 操作系统则具备处理多个中央处理器的能力。它源于大型机，可进行修改和开发以支持多处理器。Sun Microsystems 公司在这一发展竞赛中成为了领导者，其推出的基于 UNIX 的 Solaris 操作系统，从 1987 年引入可扩展处理器架构（SPARC），最初是 32 位结构，到 1995 年升级为 64 位。

3. 多处理的未来趋势

多用途处理的发展遵循经典的供需模型。从处理器诞生起，对更强处理能力的需求一直推动着市场和创新。微软将计算机打造成适合初学者使用的工具的策略，进一步增强了这种需求。

未来，中央处理器将更多地参与决策。