多处理机的英文解释翻译、多处理机的的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 polyprocessor
分词翻译:
多处理机的英语翻译:
【计】 multiprocesor; multiprocessor; polypocessor
专业解析
多处理机(英文:Multiprocessor)在计算机工程领域指由两个或更多独立中央处理器(CPU)组成的计算机系统,这些处理器共享主存储器(Main Memory)和输入/输出(I/O)子系统,并通过高速互连网络紧密协作,在单一操作系统的统一管理和调度下运行。其核心特征在于硬件层面的并行处理能力,旨在提升系统的整体计算性能、可靠性与吞吐量。
核心特征解析
- 硬件并行性:系统包含多个物理处理器(CPU核心或芯片),可同时执行多条指令或处理多个任务流,突破了单处理器在时钟频率和指令级并行上的限制。
- 共享内存架构:所有处理器通过共享总线、交叉开关或更复杂的互连结构访问同一物理内存空间。这是区分多处理机与分布式系统(如集群)的关键,后者通常通过消息传递在独立内存空间的节点间通信。共享内存简化了数据共享和进程间通信(IPC)的编程模型。
- 统一操作系统控制:操作系统(如支持SMP的Linux、Windows Server)具备感知和管理多处理器的能力,负责在处理器间分配任务(进程/线程调度)、协调对共享资源(内存、I/O设备)的访问以避免冲突,并维护系统状态的一致性。
- 紧耦合系统:处理器间通过低延迟、高带宽的互连(如NUMA架构中的高速链路)紧密连接,通信延迟远低于网络通信,适用于需要频繁数据交换和细粒度并行的应用。
与相关概念的区别
- 多处理机 vs. 多计算机系统(集群):多处理机是共享内存的紧耦合系统;集群则由多个独立计算机(节点)通过网络连接,每个节点拥有私有内存,是分布式内存的松耦合系统,通常采用消息传递机制通信。
- 多处理机 vs. 多核处理器:多核处理器是将多个处理核心集成在单一芯片(CPU)上,可视为芯片级的多处理机(Chip-level Multiprocessor)。而传统多处理机通常指包含多个独立CPU芯片的系统。
应用场景
多处理机系统广泛应用于对计算性能、可靠性和吞吐量要求苛刻的场景:
- 高性能计算(HPC):科学模拟、天气预报、基因测序。
- 大型服务器:数据库服务器(如Oracle RAC)、应用服务器、云计算基础设施。
- 实时处理系统:金融交易处理、电信交换控制。
- 高可靠性系统:通过处理器冗余实现容错(一个处理器故障,任务可迁移至其他处理器)。
权威参考来源
- IEEE Std 610.12-1990 (IEEE Standard Glossary of Software Engineering Terminology):提供“multiprocessor”的标准化定义,强调其共享主存储器和单一操作系统的特征。这是计算机工程领域的权威术语标准。
- David A. Patterson and John L. Hennessy, "Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface":经典教材详细阐述了多处理机(特别是SMP和NUMA)的硬件架构、内存一致性协议(如MESI)及操作系统支持机制。
- Andrew S. Tanenbaum and Herbert Bos, "Modern Operating Systems":深入解析了支持多处理机的操作系统内核设计,包括进程调度、同步原语(锁、信号量)和内存管理在共享内存多处理器环境中的实现挑战与策略。
网络扩展解释
多处理机(Multi Processor)是指由两个或两个以上处理机组成的计算机系统,这些处理机通过共享主存、I/O子系统或高速通信网络连接,在统一操作系统控制下协同工作,以提高系统性能和可靠性。以下是其核心要点:
1.定义与目的
- 定义:多处理机包含多个独立处理单元(含处理器、控制器及存储单元),通过硬件互联和软件协调实现并行处理。
- 目的:
- 性能提升:通过并行执行多个任务或作业加速计算。
- 可靠性增强:利用冗余处理机实现故障容错和系统重组能力。
2.结构与分类
- 共享存储器结构:处理机通过高速总线或互联网络共享集中式主存,适合紧耦合场景(如科学计算)。
- 分布式存储器结构:每个处理机拥有本地存储,通过网络通信协调任务,扩展性强但算法复杂(如云计算集群)。
- 分类扩展:还可按耦合度分为紧耦合(强资源共享)和松耦合(独立性强)。
3.与并行处理机的区别
- 多处理机:基于MIMD(多指令多数据流),各处理机独立执行不同任务,适合通用并行计算。
- 并行处理机:基于SIMD(单指令多数据流),多个处理单元同步处理相同操作,适合向量/矩阵运算。
4.关键技术挑战
- 硬件互联:需设计低延迟、高带宽的通信网络(如总线、交叉开关)。
- 软件管理:操作系统需解决任务分配、资源调度及进程同步问题。
5.应用场景
- 高性能计算(如气象模拟)、大规模服务器集群、容错系统等。
多处理机通过硬件冗余和并行处理提升性能与可靠性,其设计需兼顾结构灵活性与系统管理复杂度。更多细节可参考权威资料如《系统分析师教材》或搜狗百科。
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