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。以太网被设计为共享总线技术，其中多个主机连接到共享的通信介质。连接到以太网的所有主机都会接收每次传输，从而可以同时向所有主机广播数据包。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，然后再发送…… 阅读更多

集群是由使用某种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，甚至是多处理器系统。节点是自主计算机，它可以从事其私有活动，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/输出系统和操作系统。当集群中的所有节点都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。互连网络可以是高速局域网…… 阅读更多

可以使用客户端/服务器模型设计并行应用程序。客户端可以将大型应用程序划分为多个可以由多个服务器同时处理的小问题。所有服务器都计算其各自问题的解决方案并将结果发送给客户端。客户端组装来自每个服务器的结果并将最终结果输出给用户。客户端充当主控端（主管），而服务器在主从（主管-工作者）模型中充当从属端（工作者），如图所示。客户端和每个服务器采取的步骤总结如下。客户端（主管）客户端…… 阅读更多

套接字用于提供在运行在一台机器上的一个应用程序与运行在另一台机器上的另一个应用程序之间建立连接的功能。套接字抽象包括保存通信所需信息的數據結構，以及操纵套接字结构的系统调用。创建套接字后，它可以用于等待传入连接（被动套接字），也可以用于启动连接（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

使用某些消息传递系统中的路由机制可能会导致若干可能的问题。这些问题包括死锁、活锁和饥饿，具体如下：死锁 - 当两个消息都持有另一个消息移动所需的资源时，这两个消息都将被阻塞。这称为死锁。只要存在对资源的循环依赖关系，就会发生这种现象。网络中资源的管理是所用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…… 阅读更多

可以使用基于总线或基于交换机的互连网络设计共享内存系统。共享内存系统的最简单网络是总线。总线/缓存架构减轻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例的需要。如果多个处理器试图同时访问共享内存（通过总线），总线可能会饱和。典型的基于总线的設計使用缓存来解决总线竞争问题。连接到每一侧的处理器的每个高速缓存以及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。基准程序的设计应确保在高性能计算系统之间进行公平有效的比较。为了使基准测试有意义，它应该忠实地评估系统的预期用途的性能。基准测试的示例包括 Dhrystone 和 Whetstone 基准测试。这些是旨在衡量真实机器性能的综合（非真实）基准测试。Dhrystone 基准测试处理整数性能。它由 100 条语句组成…… 阅读更多

它是一个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。具有环绕连接的网状结构形成一个环面。已经使用多种路由机制来绕过网状结构路由消息。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上路由，在到达每个维度的正确坐标后，然后再继续到下一个维度。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式。n 维超立方体（n 阶超立方体）定义为具有 2n 个从 0 到 2n - 1 标记的顶点的无向图，如果且仅当其地址的二进制表示仅相差一位时，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，处理单元位于图的顶点处。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四个其他处理器。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。完全连接网络保证消息从任何源节点到任何目标节点的快速传递（只需要遍历一个链路）。由于网络中的每个节点都连接到其他每个节点，因此节点之间消息的路由成为一项简单的任务。然而，完全连接网络是…… 阅读更多