高性能计算机体系结构解析：MPP、SMP、DSM与并行计算

"东北大学的这份资料详细解释了高性能计算机体系结构的相关名词，涵盖了MPP、SMP、DSM等概念，并探讨了高性能计算机、并行计算机和共享存储器多处理机的特点。此外，还涉及了性能测评的指标，如并行度、并行性、加速比以及高级流水线与指令并行的设计。" 高性能计算机是拥有高运算速度、大存储容量和高可靠性的计算机系统，通常由多个计算单元组成，用于快速解决复杂的计算问题。其中，MPP（大规模并行处理计算机）是由大量通用微处理器构成的系统，适合处理多指令流多数据流的任务。SMP（对称多处理结构）则是在单个计算机系统中集成多个处理器，共享内存和资源，实现多处理器协同工作。 DSM（分布共享存储）是一种内存模型，虽然物理上内存分散在各处理器内部，但在逻辑上被所有处理器视为共享存储。DSM结构常与非一致内存访问（NUMA）相结合，通过Cache目录确保内存访问的一致性。 并行计算机是另一种重要的高性能计算形式，由多个处理单元组成，它们通过通信和协作来提高解决问题的速度。共享存储器多处理机是一种并行计算机架构，处理器共享同一内存空间，便于数据交换。 在性能测评方面，"并行度"表示可同时执行的指令数，反映指令流水线的并行能力。并行性包括同时性和并发性，意味着系统能同时进行多个运算或操作。加速比是评估并行化性能的关键指标，分为绝对加速比和相对加速比。绝对加速比对比的是最佳串行算法在单处理器与并行处理器上的运行时间，而相对加速比关注的是同一并行算法在不同数量处理机上的运行效率变化，体现了系统的可扩展性。 高级流水线和指令并行是提升处理器性能的重要手段。基本程序块是指一段连续的代码，无分支和转入点，便于流水线设计，通过指令级并行（ILP）技术，可以在单一周期内执行多条指令，进一步提高计算机的处理效率。 这些概念和理论对于理解和设计高性能计算系统至关重要，也是计算机科学领域，特别是高性能计算研究的核心内容。