22、并行计算模型与红黑树平衡比研究

并行计算模型与红黑树平衡比研究

1. 内存一致性模型

在并行计算中，内存一致性模型至关重要。常见的内存一致性模型是Leslie Lamport于1978年提出的顺序一致性（SC）模型。此后，为了克服SC模型在并行性利用上的局限，人们开展了大量工作，引入了多种弱内存一致性模型，如弱一致性（WC，也称为弱排序或WO）和释放一致性（RC）模型。

现有的内存模型和缓存一致性协议通常假设内存具有连贯性，即所有处理器对同一位置的写操作顺序观察一致。Gao和Sarkar提出了一种新的内存模型——位置一致性（LC），该模型不依赖于内存连贯性假设，并基于此模型描述了一种新的多处理器缓存一致性协议。通过在一些实际并行架构上进行软件控制的缓存实现，展示了基于LC的缓存协议的性能潜力。

以下是几种内存一致性模型的简单对比表格：
| 模型名称 | 提出时间 | 特点 |
| ---- | ---- | ---- |
| 顺序一致性（SC） | 1978年 | 所有处理器观察到的操作顺序一致 |
| 弱一致性（WC） | - | 放宽操作顺序限制，提高并行性 |
| 释放一致性（RC） | - | 特定操作上保证一致性 |
| 位置一致性（LC） | 2000年 | 不依赖内存连贯性假设 |

2. 代码片模型

代码片执行模型是一种混合模型，融合了宏数据流和冯·诺依曼模型的优点，可用于描述大规模并行系统（包括分层或异构系统）中的程序。

该模型的起源可以追溯到20世纪60 - 70年代麻省理工学院（MIT）和其他地方对数据流模型的早期研究。它受到了MIT基于标记令牌数据流模型的动态数据流项