以太网是由施乐帕洛阿尔托研究中心 (Xerox PARC) 在 20 世纪 70 年代初引入的一种分组交换局域网技术。以太网被设计为一种共享总线技术，其中多个主机连接到一个共享的通信介质。连接到以太网的所有主机都会接收每次传输，从而可以同时将数据包广播到所有主机。以太网使用一种称为载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD) 的分布式访问控制方案。多台机器可以同时访问以太网。每台机器都会检测是否存在载波，以确定网络是否空闲，然后才能发送... 阅读更多

集群是由使用某些互连网络连接的独立计算机的集合。集群中的每个节点可以是工作站、个人计算机，甚至多处理器系统。节点是自治的计算机，它可以进行自己的活动，同时在某些计算任务的上下文中与其他单元协作。每个节点都有其输入/输出系统及其操作系统。当集群中的所有节点具有相同的体系结构并运行相同的操作系统时，该集群称为同构集群，否则称为异构集群。互连网络可以是快速局域网... 阅读更多

并行应用程序可以使用客户端/服务器模型进行设计。客户端可以将一个大型应用程序分解成几个较小的问题，这些问题可以由多个服务器同时处理。所有服务器都计算其各自问题的解决方案，并将结果发送回客户端。客户端从每个服务器收集结果，并将最终结果输出给用户。客户端充当主控方（主管），而服务器充当从属方（工作者），如所示图中所示的主从（主管-工作者）模型。客户端和每个服务器执行的步骤总结如下。客户端（主管）客户端... 阅读更多

套接字用于提供从一台机器上运行的一个应用程序到另一台机器上运行的另一个应用程序建立连接的功能。套接字抽象由用于保存通信所需信息的的数据结构以及用于操作套接字结构的系统调用组成。创建套接字后，它可用于等待传入连接（被动套接字）或用于启动连接（主动套接字）。客户端可以通过创建套接字实例来建立与远程服务器的主动连接。要建立服务器连接并将其绑定... 阅读更多

在消息传递系统中使用某些路由机制可能会导致几个可能的问题。这些问题包括死锁、活锁和饥饿，如下所示：死锁 - 当两条消息各自持有另一条消息移动所需的资源时，这两条消息都将被阻塞。这称为死锁。每当存在对资源的循环依赖关系时，就会发生这种现象。网络中资源的管理是所使用的流量控制机制的责任。必须以避免死锁的方式分配资源。活锁 - 活锁描述了一种情况，即一条消息不断地... 阅读更多

共享内存系统可以使用基于总线或基于交换机的互连网络进行设计。共享内存系统最简单的网络是总线。总线/缓存架构减少了对昂贵的多分支存储器和接口电路的要求，以及在开发应用程序软件时采用消息传递范式的需要。如果多个处理器试图同时访问共享内存（通过总线），则总线可能会饱和。典型的基于总线的设计使用缓存来解决总线争用问题。连接到每一侧的处理器的每个高速缓存和另一侧的总线意味着指令和... 阅读更多

基准性能是指使用一组整数和浮点程序（统称为基准），这些程序旨在测试被测计算系统（s）的不同性能方面。基准程序应旨在对高性能计算系统进行公平有效的比较。为了使基准有意义，它应该忠实地评估系统预期用途的性能。基准的示例是 Dhrystone 和 Whetstone 基准。这些是旨在衡量实际机器性能的合成（非真实）基准。Dhrystone 基准处理整数性能。它包含 100 条语句... 阅读更多

它是与其他节点或设备的点对点连接。所有网络节点都已连接。网状结构具有 n (n-1)/2 个物理通道来连接 n 个设备。带环绕连接的网状结构形成一个环面。已经使用了几种路由机制来路由网状结构中的消息。一种这样的路由机制称为维度排序路由。使用此技术，消息一次在一个给定维度中路由，到达每个维度中的正确坐标，然后继续到下一个维度。有两种技术可以传输通过网状拓扑的数据，如下所示：路由在路由中，节点具有路由逻辑，... 阅读更多

超立方体互连网络以 n 维超立方体结构为模型。n 维超立方体（n 阶超立方体）定义为具有 2n 个顶点（标记为 0 到 2n - 1）的无向图，如果且仅当其地址的二进制表示在一位且仅一位上不同时，给定顶点对之间存在一条边。在基于超立方体的多处理器系统中，处理元素位于图的顶点处。图的边表示处理器之间的点对点通信链路。4 维超立方体中的每个处理器都连接到其他四个处理器。在 n 维超立方体中，每个处理器都有... 阅读更多

静态（固定）互连网络的特点是处理器之间具有固定的路径，单向或双向。可以识别出两种类型的静态网络。它们是完全连接网络 (CCN) 和有限连接网络 (LCN)。完全连接网络在完全连接网络 (CCN) 中，每个节点都连接到网络中的所有其他节点。完全连接网络保证从任何源节点到任何目标节点的消息快速传递（只需要遍历一个链路）。由于每个节点都连接到网络中的所有其他节点，因此节点之间消息的路由变得一项简单的任务。然而，完全连接网络是... 阅读更多