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流水线处理器通过若干级流水的时间并行技术来获得高性能。并行处理器由多台处理机组成，每台处理机执行相同的程序。这两类处理器都是执行单个程序，可对向量或数组进行运算。这种系统结构能高效地执行适合于SIMD的程序，所以这类处理器对某些应用问题非常有效。但是有些大型题目在这种SIMD结构的处理器上运行并不那么有效，原因是这类问题没有对结构化数据进行重复运算的操作，它所要求的操作通常是非结构化的而且是不可预测的。要想解决这类问题并保持高性能，只能在多处理机结构中寻找出路。
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多处理机的系统结构由若干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。Flynn称这种结构为MIMD（多指令流多数据流）结构。在多处理机系统中，处理机与处理机之间通过互连网络进行连接，从而实现程序之间的数据交换和同步。
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下图给出了多处理机系统的一般模型。系统中有n个处理机（P1到Pn），它们通过一个处理机存储器互连网络（PMIN）连接到一个共享的主存储器上，这些处理机之间通过共享主存储器进行通信。处理机间还可以有一个处理机互连网络（PPIN），PPIN通常用来从一台处理机向处理机发送中断信号，以达到进程同步的目的。此外，这些处理机还通过处理机-I/O互连网络（PIOIN）同各I/O设备连接。有时为了使系统简单，可以把全部I/O设备连接在一台I/O处理机或少数几台处理机上。
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