【冼鏡光並行計算講堂】 EP02 : 作業系統和硬體基本知識
CK Shene CK Shene
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 Published On May 4, 2024

這是並行計算(Concurrent Computing)中文版的第二集,討論往後各講需要用到的、有關作業系統和硬體的基本知識。

本集會討論到以下內容:多處理機系統和它的一些歷史、雙執行模式(dual mode execution)、interrupt和trap(插斷、中斷、和陷阱)、叫用系統(system calls)、計時器(timer)、CPU執行機器指令的週期(instruction execution cycle)包含了讀取指令(fetch) — 解碼(decode) — 執行(execute),CPU pipeline(流程)、資料衝突(data hazards)、不能分割(atomic)指令、特權指令(privileged instruction)等等。從這些討論就不難看出並行計算中某些困難的端倪。

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目次
00:00:00 前言
00:01:29 本集內容
00:04:11 多處理機系統
00:07:06 多處理機系統的早期發展 — SEAC和DYSEAC(1950初期)
00:11:56 多處理機系統的早期發展 — CDC 6600(1964年)
00:14:38 多處理機系統的早期發展 — 向量處理機,ILLIAC IV(1966)
00:16:34 多處理機系統的早期發展 — Cray-1(1975)
00:18:29 多處理機系統的早期發展 — Connection Machine(1985)
00:22:19 多處理機系統的早期發展 — HP/Cray Frontier(2021)
00:23:34 多處理機系統的早期發展 — Cray El Capitan(2024)
00:25:32 對稱多處理機系統
00:26:34 多核心系統
00:27:30 雙執行模式
00:30:18 Interrupt 和 Trap
00:33:29 Interrupt導向
00:35:52 叫用系統(System Calls)
00:36:49 叫用系統機制
00:39:53 計時器
00:42:34 讀取-解碼-執行的週期
00:51:21 讀取-解碼-執行的週期 — CPU執行指令的pipeline
00:55:25 讀取-解碼-執行的週期 — 資料衝突(Data Hazards)
00:57:45 讀取-解碼-執行的週期 — Compare-and-Swap指令初探
01:01:16 讀取-解碼-執行的週期 — Compare-and-Swap(單CPU沒有pipeline)
01:07:59 讀取-解碼-執行的週期 — Compare-and-Swap(單CPU有pipeline)
01:09:45 讀取-解碼-執行的週期 — Compare-and-Swap(雙CPU)
01:12:42 不能分割(Atomic)指令
01:17:01 特權指令(Privileged Instruction)
01:18:43 我們學到了什麼?
01:19:59 結語

#多處理機系統 #MultiprocesserSystems #雙執行模式 #DualModeExecution #DualMode #Interrupt #Trap #插斷 #中斷 #陷阱 #叫用系統 #SystemCalls #計時器 #Timer #CPU執行機器指令週期 #InstructionExecutionCycle #讀取解碼執行 #FetchDecodeExecute #CPUpipeline #DataHazards #資料衝突 #不能分割指令 #AtomicInstruction #特權指令 #PrivilegedInstruction

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