1. SIMD计算机模型
  (1)SIMD计算机的抽象模型
  在同一个控制部件的管理下,有多个处理单元。所有处理单元均收到从控制部件广播来的同一条指令,但操作对象是不同的数据。
  (2)SIMD计算机的操作模型
  SIMD计算机的操作模型用五元组表示:
  M = (N,C,I,M,R)。
  其中, 五元组中各符号的含义:
  N--机器的处理单元(PE)数;
  C--由控制部件(CU)直接执行的指令集,包括标量和程序流控制指令;
  I--由CU广播至所有PE进行并行执行的指令集,包括算术运算、逻辑运算、数据寻径、屏蔽以及其他由每个活动的PE对它的数据所执行的局部操作;
  M--屏蔽方案集,其中每种屏蔽将PE集划分为允许操作和禁止操作两种子集;R--数据寻径功能集,说明互连网络中PE间通信所需要的各种设置模式。
  (3)可以用上述五元组描述一台具体的SIMD机器。
  (4)SIMD计算机处理单元的粒度:细粒度、中粒度。

  2. SIMD计算机的基本结构
  (1)分布式存储器结构
  分布式存储结构的体系模型、工作原理和特点。
  (2)共享存储器结构
  共享存储结构的体系模型、工作原理和特点。

  3. SIMD计算机的互连网络
  (1)几种典型的互连网络:
  两维网格(Mesh)
  超立方体(Hyper Cube)
  交叉开关。
  (2)互连网络在两种SIMD计算机典型结构中的地位和作用。

  4. SIMD计算机的特点
  (1)SIMD计算机的实质是利用了多PE的空间并行性来提高计算速度。
  (2)SIMD计算机与流水线向量处理机的相同与不同。

  5. SIMD计算机实例
  (1)Illiac IV阵列处理机。分布式存储器结构的典型代表。阵列模型以及任意两个单元之间的最短距离。
  (2)BSP计算机。共享存储器结构的典型代表。17个并行存储器,质数存储系统的原理及其优缺点。
  (3)CM-2计算机。细粒度SIMD计算机。其系统结构、寻径器、NEWS网格和扫描机构。

  6. SIMD计算机的典型并行算法。主要考虑基于Illiac IV阵列模型。
  ★ 有限差分问题
  ★ 矩阵加
  ★ 矩阵乘
  ★ 累加和
  ★ 递归技术
  ★ 递归加倍法与循环归约法
  7. 多处理机结构由多台独立的计算机组成,每台计算机能够独立执行自己的程序,又称多指令流多数据流(MIMD)结构。多处理机系统中的处理机之间通过某种方式(如互连网络)互连,从而实现程序之间的数据交换和同步。

  8. 使用多处理机的主要目的是利用多台处理机并发地执行一个作业,使得执行速度比单处理机快;有时候,使用使用多处理机的主要目的是提高可靠性而不是高性能,如果某台处理机出现故障,那么它的程序可以由系统中其它处理机来执行。

  9. 多处理机有两种基本的结构(结构图见清华大学出版社出版的《计算机系统结构》,郑纬民等著):共享存储器结构和本地存储器结构。共享存储器方案中,存储器和I/O设备是独立的子系统,为所有处理机所共享,这是实现信息交换和同步最简单的办法,任何两台处理机都可以通过共享存储器的单元实现通信。本地存储器结构每台处理机都有自己的存储器和I/O设备,处理机之间通过点对点的信息交换实现通信。