第八章
1、什么脉动阵列机，其结构特点是什么？
它是具有脉动阵列结构的处理机。脉动阵列结构由一些处理单元加上若干锁存器构成。阵列内所有处理单元的数据锁存器受同一时钟控制，运算时数据在阵列结构的各个处理单元之间沿着各自的方向同步前进。就象血管液流一样，称为脉动阵列机。
脉动阵列机的结构优点是：
（1）结构简单，规则，模块化强，可扩充性好；
（2）处理单元间数据通信距离短，规则，使数据流和控制流的设计，同步控制均简单规整；
（3）脉动阵列机中各处理单元同时运算，并行性极高，可通过流水获得很高的吞吐率；
（4）输入数据被多个处理单元重复使用，减轻阵列与外界I/O通信量，降低系统对主存和I/O系统频宽的要求。
脉动阵列机的缺点是：其构形与特定任务和算法密切相关，具有专用性，限制了应用范围。
2、什么是控制流工作方式？什么是数据流工作方式？对两者进行比较。
控制流工作方式是指计算机在程序计数器集中控制下，顺次执行指令。
数据流工作方式是只要一条或一组指令所要求的操作数全部准备就绪，就可立即激发相应的指令或指令组执行，执行的结果又可能激发等待该执行结果的一些指令。下面对两者进行比较。
控制流方式：通过访问共享存储单元让数据在指令间流动；指令执行顺序隐含在控制流中，受程序计数器控制；专门使用控制操作符来实现并行处理；有程序计数器；有数组。
数据流方式：没有共享存储数据的概念，是数据的显式流动（数据令牌）；受数据相关性的制约，基本上无序；不需要检查和定义程序中的并行性；无程序计数器；无数组。
3、试简述数据流机的特点
对提高并发处理效能非常有利。
（1）对强相关性的程序，数据流机的效能反而比传统控制流机效率还低；
（2）在数据流机中为建立、识别、处理数据令牌标记，需时间和空间开销；
（3）数据流机不保存数据组，对数组、递归等高级操作较难管理；
（4）数据流机中变量代表数值不代表存储单元，所以程序员无法控制存储分配；
（5）数据流机中互连网络设计困难，I/O系统也不完善；
（6）数据流机中没有程序计数器，使诊断和维护较难。
4、简述规约机的结构特点
规约机是需求驱动的数据流型机器，驱动的来源是表达式的规约，所以它必须针对函数程序设计语言的特点，支持函数式程序运行。结构特点如下：
（1）面向函数式语言，或以函数式语言为机器语言非VonNeuman机器。要有函数定义存储器和表达式存储；操作和数据合并存储。
（2）具有大容量物理存储器并采用大虚存容量的虚拟存储器，满足规约对动态存储分配和所需存储空间大的需求。
（3）处理部分应当是一种有多处理机并行的结构形式，以发挥函数式程序并行处理的特长。
（4）采用适合于函数式程序运行的多处理机互连结构。
（5）使多处理机负荷平衡。
5、试简单比较串规约机和图规约机
串规约机是使用串规约方式工作的规约机。函数定义等的存储方式是串；不能共享子表达式；多次应用共享子表达的时间开销大；要求存储衔接；存储空间利用率低；可靠性高。
图规约机是使用图规约方式工作的规约机。函数定义等的存储方式是图；能共享子表达式；多次应用共享子表达的时间开销小；不要求存储衔接；存储空间利用率高；可靠性低，存在单点瓶颈。
6、试比较静态数据流机和动态数据流机
（1）静态数据流机的数据令牌无标号；动态数据流机的数据令牌有标号。
（2）静态数据流任意给定时刻当结点操作时每条弧上只能有一个数据令牌；动态数据流机中，任何一条弧上可出现多个不带目标号的数据令牌。
（3）静态数据流机中必须设控制令牌以满足要求；动态数据流机中不必设控制令牌，因为令牌有识别时间、先后关系的标号；
（4）静态数据流机不支持递归的并发激活，只支持一般循环；动态数据流支持递归的并发激活。
（5）静态数据流机不需硬件完成标记的匹配；动态数据流机需要硬件将标记附加在数据令牌上，并完成对标记的匹配工作。
7、什么是MPP？什么是机群系统？将机群系统与传统并行系统做比较。
MPP是大规模并行处理机，指用数百万个高性能，低成本的RISC微处理器通过互连网络互连，组成的SIMD或MIMD系统。
机群系统是将多个高性能工作站或高档微型计算机使用高速通信网络加以互连组成系统。
机群系统与传统并行处理系统相比有以下几个优点：
（1）高的性能价格比。因为工作站或微机都是批量生产，价格低；
（2）系统开发周期短，因为主机、网络、操作系统都不需要新设计；
（3）系统可扩展性好。采用通用网络，易于扩展；
（4）系统资源利用率高，工作站的不能性能相互补充，结构灵活；
（5）用户投资风险小。每个出结点既可以进行大规模并行处理也可做单机使用；
（6）用户编程方便。不需修改编程环境。
8、简单比较数据驱动方式和需求驱动方式
相同点：都属于数据流模型
不同点：
（1）数据驱动的操作是按输入数据的可用性决定次序的。需求驱动操作是按数据需求所决定的次序进行的。
（2）数据驱动是提前求值策略，只要所要求的输入数据全部就绪，即可驱动操作进行。需求驱动是滞后求值策略。只有当某一函数需用到一自变量时，才驱动对该自变量的求值。
（3）需求驱动比数据驱动可减少许多不必要的求值，系统效率高。
（4）需求驱动比数据驱动更适合于面向函数程序设计的计算机。
9、什么是活动膜片？
活动膜片是数据流程序图的一种表示方法，它接近于机器语言。数据流程序图可看成是一组活动膜片的集合。每个活动膜片由4个域组成：操作码域、两个操作数域、目的域。实际上活动膜片就是结点在数据流机器内部具体实现时的存储器映象。