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RSS订阅原创 海明码
海明码基本定义某些系统需要具备纠正合理数量错误的能力。主要用于存储器数据的校验与纠正。采用奇偶校验的原理，错误检测和校正能力随着信息字中加入奇偶校验位的数目线性增加。适用于最有可能发生随机错误的系统。 每一位的出错概率相同; 每一位与其它位是否出错没有任何关联。检错与纠错方法校验位的确定——位置为2的整数倍的地方填写一个奇偶校验码确定奇偶校验位检测哪些位的奇偶性6=4+2 说明6要被第2个奇偶校验位和第4个奇偶校验位检验.如何填写奇偶校验位的值偶校
2020-07-23 16:21:34
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原创 Cache存储器
主存存取速度远低于CPU工作速度解决方法：CPU和主存之间设置小容量的高速缓冲存储器（Cache），存放主存信息的副本目的：减少访存次数，加快运行速度
2020-07-23 13:19:05
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原创 并行考试复习
并行考试复习考 试复习自用，不一定正确Parallel Hardware and Parallel SoftwareParallel architecturevon Neumann bottleneck（冯诺依曼瓶颈） The separation of memory and CPU（主存和cpu分离） Solution: ParallelismProcesses, multitasking, and threads: in a view of resources Proc
2020-07-18 20:51:38
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原创 并行程序设计导论——2.6性能分析
Gustafson-Barsis’s Law（古斯塔夫森定律）Gustafson定律也是说明处理器个数、串行比例和加速比之前的关系，只不过它的侧重角度有所不同。我们定义a为系统串行执行时间，b为系统并行执行时间，n为处理器个数，F为串行比例，那么系统执行时间（串行时间+并行时间）可以表示为a+ba+ba+b，系统总执行时间（串行时间）可以表示为a+nba+nba+nb,所以有如下公式推演：其中，串行比例 F=aa+bF=\frac{a}{a+b}F=a+ba，将其代入上面的公司，可得到：最终的公式为
2020-07-14 20:07:40
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原创 互联网络——基本的单极互联网络
互联网络的设计目标目的：处理单元之间、处理单元与存储分分体之间的连接关系目标:1)不过分复杂，以降低成本2)灵活，满足算法和应用需求3)传递步数越少越好4)用基本构件组合而成，支持多级扩展互联函数互连函数定义：表示互连网络的出端号和入端号的一一对应关系。简单解释：对于所有的入端0、1、…、j、…、N-1，同时存在入端j连至出端f(j)的函数对应关系:f(j)=i。互连函数的表示连线图表示互连函数可以直接用结点间的连线图表示，但有时显得繁琐，也难以体现出连接上的内在规律。二进
2020-07-06 15:28:15
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原创 MPI之点对点通信——阻塞式MPI_Send 和MPI_Recv
MPI的两种点对点通信方式——阻塞式MPI的点对点通信包括阻塞式和非阻塞式：阻塞式通信调用 MPI_Send/MPI_RecvMPI_Send不会返回，调用MPI_Send发送数据的进程会被阻塞，直到缓存为空MPI_Recv不会返回，调用 MPI_Recv接收数据的进程会被阻塞，直到缓存被填充消息发送函数：MPI_Send函数原型： int MPI_Send(void *buf, //buf为消息的地址 int count,//count是内容的数量 MPI_Datatyp
2020-07-04 19:26:36
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原创 计算机系统结构第六章第一节
向量处理机向量流水处理机处理方式计算D=A×\times×(B+C)横向（水平）处理横向处理方式是指采用逐个求向量中各元素（分量）的方法来进行向量处理的方式。解决方法：从1到n ，先计算b1+c1b_1+c_1b1+c1放入k1,后算k1×a1存入d1k_1,后算k_1\times a_1存入d_1k1,后算k1×a1存入d1.再按顺序依次算下去.纵向方式处理纵向处理方式是指采用对两个向量按相同操作执行完之后，再转去执行别的操作的方法来进行向量处理的方式。解决方法：从
2020-07-04 15:06:27
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转载 MPI计算全局总和（树形与蝶形）
MPI计算全局总和（树形与蝶形）1. 内容 编写一个MPI程序，分别采用树形和蝶形通信结构计算全局总和。首先计算通信域comm_sz的进程数是2的幂的特殊情况，若能够正确运行，改变该程序使其适用于comm_sz中任意进程数目的值。2. 代码如下：2.1 树形结构计算全局总和 在树形结构中，先将多个数分成若干部分求和，再通过树形结构将局部和相加，最后求得的和在线程0中#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include <stdio.h>#inclu
2020-07-02 16:02:30
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原创 计算机组成原理——总线的分类，特性和性能指标
总线总线的分类内部总线指芯片内部连接各元件的总线。例如CPU芯片内部,在各个寄存器、ALU、 指令部件等各元件之间有总线相连。系统总线:连接CPU .存储器和各种I/O模块等主要部件的总线。又称板级总线或板间总线。具体分类：处理器总线、存储器总线、I/O总线通信总线这类总线用于主机和I/0设 备之间或计算机系统之间的通信。按数据传输方式来分...
2020-06-27 23:44:20
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原创 MPI基本函数
MPI基本函数MPI 编程规范所有的常量，变量和函数以MPI_开始编写MPI的C接口是一个函数(值传递）除下划线外，所有常量均以大写字母定义功能和数据类型的定义， MPI_后跟的第一个字母为大写，其余为小写，形式为MPI_Xxxx_XXxMPI程序从MPI_Init开始MPI程序以MPI_Finalize结尾（分别初始化和终止MPI）除MPI Wtime和MPI Wtick之外的所有函数调用都返回一个错误信息代码由于 C 语言的函数调用机制是值传递，
2020-06-25 23:49:06
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原创 计算机系统结构——非线性流水线调度
非线性流水线调度回顾：线性流水线的调度非线性流水线因为段间设置有反馈回路，一个任务在流水的全过程中，可能会多次通过同一段或越过某些段。这样，如果每拍向流水线送入一个新的任务，将会发生多个任务争用同一功能段的使用冲突现象。流水线调度要解决的问题： 究竟间隔几拍送入下一个任务，才既不发生功能段使用冲突，又能使流水线有较高的吞吐率和效率非线性单功能流水线的任务优化调度和控制方法①二维的预约表（什么时候要用到这个功能段）K：流水线的段数（有几个功能段）n：每完成一个任务需要多少拍若第n拍要用
2020-06-22 23:44:26
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原创 计算机系统结构——标量流水机的相关处理
相关处理局部性相关由指令，主存操作和通用寄存器组引发的相关流水线的流动方式顺序流动方式或同步流动方式：任务(指令)流出流水线的顺序保持与流入流水线的顺序一致。异步流动方式：流出流水线的任务(指令)顺序可以和流入流水线的顺序不同。顺序流动：遇到相关问题，后面的指令暂停执行，直到某个功能段把关联的数据传送给它。异步流动：遇到相关问题，这条指令先存再某个寄存器或什么地方，后面的指令先执行，直到某个功能段把关联的数据传送给它。“先写后读”相关对同一单元要求在先的指令写入，在后的指令才读出的关联
2020-06-22 13:37:01
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原创 计算机系统结构——流水线性能指标+例题
流水线的性能指标吞吐率吞吐率：指的是流水线单位时间里能流出的任务数或结果数。最大吞吐率连续无数条指令流入的情况，不考虑流水线建立时所用时间。从第一条指令执行结束到第二条指令执行结束所有的时间为Δt, TP=1ΔtT_P=\frac {1}{Δt}TP=Δt1又分为一下两种情况： ①各子过程经过的时间都是Δt2,满负荷后流水线每隔Δt2解释完一条指令。其最大吞吐率 TPmax=1Δt2T_{P_{max}}=\frac{1}{Δt2}TPmax=Δt21②如果各个子过程所需的时间不
2020-06-21 14:31:53
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原创 计算机体系结构——标量处理机（重叠方式）
重叠方式重叠原理与一次重叠1个指令周期可以分为三个部分顺序解释每条指令之间顺序串行(执行完一条指令后才取下条指令)地进行每条指令内部的各个微操作也顺序串行地进行。重叠解释解释第K指令的操作完成之前，就开始解释第K+1条指令。遇到的问题：缓冲冲突解决方案：1、让操作数和指令分别存放于两个独立编址且可同时访问的存储器中（指令和数据分开存放）2、维持指令和操作数混存，但采用多体交叉主存结构3、增设采用先进先出方式工作的指令缓冲寄存器(简称指缓)。一次重叠取指令的时间可以忽略（
2020-06-20 13:45:52
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原创 计算机系统结构——第三章第一节（存储系统的基本要求和并行主存系统）
存储系统的基本要求和并行主存系统存储系统的基本要求大容量，高速度，低价格存储容量SMS_MSM=W×l×mW\times l \times mW×l×mW:存储体字长，l：存储体字数 m：并行工作的存储体数速度访问时间TAT_ATA:存储器从接收访问读申请到信息被读到数据总线上的时间存储周期TMT_MTM：连续启动一个存储体所需要的时间，通常大于TAT_ATA频宽(带宽)BMB_MBM:存储器可以提供的传送速率。最大频宽单体：wTM\frac{w}{T_M}TMw.
2020-06-19 10:51:32
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原创 组成原理——CPU（指令周期）
指令周期指令周期的基本概念三个周期指令周期:指取指令、分析指令到执行完该指令所需的全部时间机器周期:通常把一条指令周期划分为若干个机器周期，每个机器周期完成一个基本操作●不同的指令，可能包含不同数目的机器周期时钟周期:在一 个机器周期内，要完成若干个微操作，因而需要分为若干个时间段，称为节拍，节拍的宽度取决于CPU完成一次基本的微操作的时间##指令周期MOV指令的执行取指令周期1、程序计数器PC中装入第一条指令的地址101；2、PC的内容被放到指令地址总线ABUS（I）上，并启动
2020-06-19 00:01:52
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原创 组成原理——中央处理器（CPU功能和组成）
CPU的功能和组成CPU的功能指令控制(程序的顺序控制)操作控制(一条指令有若干操作信号实现)时间控制(指令各个操作实施时间的定时)数据加工(算术运算和逻辑运算)CPU的基本组成中央处理器CPU=运算器+控制器控制器控制器的主要功能:指令的获取（指令控制）指令的译码（指令是干什么的）或测试，并产生相应的操作控制信号（操作控制）各个操作实施时间的定时（时间控制）控制数据流动方向（读/写）控制器的组成:程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器、操作控制器等
2020-06-18 15:29:26
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原创 组成原理——指令系统（寻址方式比较重要的）
寻址方式寻址方式是指CPU根据指令中给出的地址码字段寻找相应的操作数的方式，它与计算机硬件结构紧密相关，而且对指令的格式和功能有很大的影响。研究的问题：1、找下一条指令 2、找操作数指令的寻址方式顺序方式（PC）+1-> PC跳跃方式数据的寻址方式隐含寻址指令中隐含着操作数的地址如某些计算，隐含了累加器ACC作为源和目的寄存器立即寻址立即寻址：指令直接给出操作数（即指令中放操作数的地址不当作地址来看，直接当成数据）操作数称为立即数特点:在取指令时，操作码和操作数被
2020-06-16 19:02:57
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原创 组成原理——指令格式（操作码）
操作码指令的操作码OP表示该指令应进行什么性质的操作，如进行加、减、乘、除、取数、存数等等。组成操作码字段的位数一般取决于计算机指令系统的规模。定长操作码指令格式操作码的长度固定在定长操作码格式下若操作码长度为K位，最多只能有2k2^k2k条不同指令。●优点:指令规整，译码简单●缺点:信息的冗余极大，使程序的总长度增加扩展操作码指令格式即操作码的长度可变，且分散地放在指令字的不同字段中。通常是在指令字中用一一个固定长度的字段来表示基本操作码，而对于一部分不需要某 个地址码的指令，把它们
2020-06-15 15:54:22
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原创 组成原理——指令格式(地址码）
地址码根据一条指令中有几个操作数地址，可将该指令称为几操作数指令或儿地址指令。三地址指令指令格式：解释：操作码:OP 第一操作数地址A1 第二操作数地址A2 结果地址A3功能描述: (A1)OP (A2)→A3 ；(PC)+1→PC解释： A1内的数据和A2内的数据进行某种操作（OP）把操作结果放到A3这个地址单元中 注：A1，A2，A3是地址码，表示地址信息。（ ）表示取地址码所在的存储单元内的信息。即加括号取存的信息，不加就取地址信息。CPU内有寄存器，在专用寄存器——程序计数
2020-06-15 10:50:27
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原创 半导体存储器基本介绍
主存是半导体存储器，根据信息存储的机理不同SRAM：静态读写存储器（存取速度快）DRAM：动态读写存储器（存储容量大）SRAMSRAM的存储元如何存储：https://www.bilibili.com/video/BV1G7411F7fj?p=13
2020-06-09 00:28:43
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原创 并行程序设计导论 第一章（下）
How do we write parallel programs？重要概念数据并行（data-parallelism）Partiton various tasks carried out solving the problem the problem among the cores每个核都做一样的任务任务并行（task-parallism）形象化解释：Cores needs to coordinate（协同） their workcommunication（通信）one or mor
2020-06-06 23:36:45
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原创 计算机组成原理——第一章
计算机的分类数字计算机在数据表示时更稳定。计算机系统的基本组成计算机系统=硬件系统+软件系统硬件和软件在逻辑上是等价的，越接近硬件，速度越快，灵活性越差。越接近软件，速度越慢（需要转换为机器语言），灵活性越好。软件与硬件结合构成完整的计算机系统。五大功能部件的作用与发展计算机的五代变化计算机的五大功能部件冯·诺依曼型计算机采用存储程序工作方式（核心）按地址自动执行采用二进制代码表示数据和指令五大部件：控制器，运算器，存储器，输入设备，输出设备计算机系统的层次
2020-06-03 13:36:48
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原创 并行程序设计导论_第一章上
什么是并行计算Solve a single problem by using multiple processorts working together。serial computation(为什么我们与需要
2020-06-02 22:51:54
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原创 汇编语言——子程序调用
主程序与子程序调用语句CALLCALL指令分成4种类型CALL子程序名 ;段内直接调用CALL far ptr子程序名; 段间直接调用不是很常用的CALL r16CALL WORD PTR m16;段内间接调用(IP发生改变）CALL DWORD ptr mem;段间间接调用（存储器)CALL指令需要保存返回地址:段内调用——在同一代码段内进行， 也称近调用偏移地址IP入栈SP←SP- 2, SS:[S
2020-05-26 16:32:55
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原创 计算机组成原理——存储器的分类
存储器概述按存储介质分类介质：0.1信息存在哪里磁芯存储器（痛过金属环的磁化方向）半导体存储器（导通，不导通）磁表面存储器涂上磁层，信道…光存储器（光盘）是按存取方式（读写方式）分式随机存取存储器(RAM）随机：无论二进制放在内存的哪里，存取所花的时间相同顺序存取存储器(SAM）读取时间上有差异磁带半顺序存取存储器介于随机与顺序之间，一部分按顺序，一部分随机例：直接存取存储器 DAM.按读写功能RAMROM按信息的可保存性易失性存储器易失：断电就没有了
2020-05-14 13:47:31
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原创 汇编语言——逻辑运算和移位指令
逻辑运算和移位指令逻辑运算指令逻辑与AND格式AND reg, imm/reg/mem ;reg←reg^imm/reg/memAND mem, imm/reg ; mem←-mem ^ imm/reg功能:对两个操作数执行按位的逻辑与运算，结果送到目的操作数说明:(1)按位的逻辑与运算;(2)操作数不能同时为存储器操作数;(3)注意对标志位的影响; （OF，CF==0）思...
2020-05-07 21:06:15
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原创 汇编语言——算术运算类指令
算术运算类指令知识回顾——几个重要标志位的含意CF（进位标志） =1 算术操作最高位产生了进位或借位 =0 最高位无进位或借位 ；PF（奇偶标志） =1 数据最低8位中1的个数为偶数 =0 数据最低8位中1的个数为奇数；AF（辅助进位标志） =1 D3→D4位产生了进位或借位 =0 D3→D4位无进位或借位；ZF（零标志） =1 操作结果为0 =0 结果不为0；SF（符号标志） =1 ...
2020-05-07 19:52:30
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原创 汇编语言——数据传送类指令
数据传送类指令作用：把数据、地址或立即数传送到寄存器或存储单元中通用传送指令传送指令MOV格式：MOV 目的操作数，源操作数功能：将源操作数的内容传送给目的操作数，源操作数不变注：MOV指令不改变标志位。操作数的位数需要匹配。即8位配8位，16位配16位两个操作数不能同时为段寄存器，也不能为存储器CS不能作为目的操作数IP不能做目的操作数和源操作数立即数不能直接传送给...
2020-05-07 14:57:58
4858
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原创 汇编语言——寻址方式
指令格式操作码 操作数 ；注释操作码：不可少，说明要执行的操作，用助记符表示，有明确的机器码操作数：单/双/无；可以为立即数，寄存器，存储单元，I/O 接口双操作数式：操作码 目的操作数 源操作数操作数类型1、立即数（常数）可以是一个字节或字取值范围：注：立即数只能作源操作数。2、寄存器操作数通用寄存器reg段寄存器 seg3、存储器操作数存放在存储单元的操...
2020-05-07 14:06:16
2444
原创 汇编语言指令系统——控制转移类指令
无条件转移指令转移指令JMP转移指令: JMP 地址功能:使程序无条件地转移到指令中指定的且标地址去执行（即地址指向的内容）；具体例子assume cs:codecode segment mov ax,0 jmp s ；跳过add ax,1 执行inc ax add ax,1 s:inc axcode ends end段...
2020-05-05 13:54:34
5798
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