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知识路径： > 计算机系统知识 > 计算机硬件知识 > 计算机系统组成和主要设备的基本工作原理 > CISC/RISC、流水线操作、多处理机、并行处理基本概念 > 计算机的系统结构 >
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相关知识点：9个
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所谓并行性，是指计算机系统具有可以同时进行运算或操作的特性，它包括同时性与并发性两种含义。同时性指的是两个或两个以上的事件在同一时刻发生，并发性指的是两个或两个以上的事件在同一时间间隔发生。计算机系统中提高并行性的措施多种多样，就其基本思想而言，可归纳为如下3条途径：
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（1）时间重叠。在并行性概念中引入时间因素，即多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转时间而赢得速度。因此时间重叠可称为时间并行技术。
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（2）资源重复。在并行性概念中引入空间因素，以数量取胜的原则，通过重复设置硬件资源，大幅度提高计算机系统的性能。随着硬件价格的降低，这种方式在单处理机中广泛使用，而多处理机本身就是实施“资源重复”原理的结果。因此资源重复可称为空间并行技术。
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（3）资源共享。这是一种软件方法，它使多个任务按一定时间顺序轮流使用同一套硬件设备。例如多道程序、分时系统就是遵循“资源共享”原理而产生的。资源共享既降低了成本，又提高了计算机设备的利用率。
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上述三种并行性反映了计算机系统结构向高性能发展的自然趋势：一方面在单处理机内部广泛采用多种并行性措施，另一方面发展各种多计算机系统。
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计算机的基本工作过程是执行一串指令，对一组数据进行处理。通常，把计算机执行的指令序列称为“指令流”，指令流调用的数据序列称为“数据流”，把计算机同时可处理的指令或数据的个数称为“多重性”。根据指令流和数据流的多重性可将计算机系统分为下列4类（S-single、单一的，I-instruction、指令，M-multiple、多倍的，D-data、数据）。
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（1）单指令流单数据流（SISD）：这类计算机的指令部件一次只对一条指令进行译码，并且只对一个操作部件分配数据。传统的单处理机属于SISD计算机。
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（2）单指令流多数据流（SIMD）：这类计算机有多个处理单元，它们在同一个控制部件的管理下执行同一指令，但向各个处理单元分配各自需要的不同数据。并行处理机属于这类计算机。
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（3）多指令流单数据流（MISD）：这类计算机包含有多个处理单元，按多条不同指令的要求对同一数据及其中间结果进行不同的处理。这类计算机实际上很少见。
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（4）多指令流多数据流（MIMD）：这类计算机包含有多个处理机、存储器和多个控制器，实际上是几个独立的SISD计算机的集合，它们同时运行多个程序并对各自的数据进行处理。多处理机属于这类计算机。
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