PRAM模型

具有共享存储的模型

PRAM（Parallel Random Access Machine）模型是多指令流多数据流（MIMD）并行机中的一种具有共享存储的模型。它假设有一个无限大容量的共享存储器，并且有多个功能相同的处理器，在任意时刻处理器可以访问共享存储单元。根据是否可以同时读写，它又分为以下三类：PRAM-EREW，PRAM-CREW，PRAM-CRCW（其中C代表Concurrent，意为允许并发操作，E-代表Exclusive，意味排斥并发操作）。在PRAM中有一个同步时钟，所有的操作都是同步进行的。

简介

1978 年 Forture 和wyli 提出了 PRAM 并行计算模型。PRAM 模型由控制部件、N 台功能相同的处理机和一个容量无限大的共享存储器M组成。每台处理机有自己的局部存储器。在PRAM 每步计算中，任一处理机均可通过共享存储器的共享单元同其它任一处理机交换数据。为解决处理机间读、写冲突，又可按照处理机对共享单元存、取的不同约束条件进一步可分为如下几种情况：

EREW PRAM模型。每次只允许一台处理机读或写某一共享单元内容。

CREW PRAM模型。每次可允许多台处理机同时读同一个共享单元内容，但每次只允许一台处理机向某个共享单元写内容。

ERCW PRAM模型。每次可允许多台处理机同时写同一个共享单元内容，但每次只允许一台处理机向某个共享单元读内容。

CRCW PRAM模型。每次允许多台处理机同时读和同时写同一共享单元内容。该模型又可进一步分为：

①Common CRCW PRAM模型。每次允许多台处理机写相同值到某一共享单元中。

②Arbitrary CRCW PRAM 模型。每次如果有多台处理机写值到某一共享单元中，则任选一合作为优胜者，它的值写到该共享单元中。

③Priority CRCW PRAM 模型。每次如果有多台处理机写值到某一共享单元中，则选处理机编号最小者作为优胜者，它的值写到该共享单元中。

PRAM 模型通俗易懂，使用简单，很多并行计算机的底层细节（不同主机间的通信问题，系统的管理问题，进程的同步问题）都必须依赖此类模型；对此模型进行稍加设计和修改便可在不同的计算系统上运行；PRAM 模型为并行算法设计提供了一种好框架，既使算法分析变得简单；也符合人们传统的程序设计概念。

分布式系统

分布式系统是一种采用多部处理机并通过互连网络构成的统一的计算机系统。系统采用分布式计算结构，即把单一系统的任务分散给分布式系统的相应处理机，并实现不同功能的各个处理机相互协调，共享系统的外设与软件。分布计算系统的计算方式分成三种：

为了对分布式系统有个更透彻的认识，需掌握它的五个基本准则：

在分布式系统中，各个计算机拥有各自的存储器，没有共享的主存，报文通信成为不同计算机之间通信的主要方式。总而言之，分布式系统中的同步系统其本质就是使散步在不同主机内的程序片段按照规定的某种先后次序来运行，它的目的就是使分布式系统保持一个一致的状态，如多副本文件系统的一致性等。评价同步机构的标准：

APRAM模型

APRAM模型（asynchronous parallel random access machine）指的是异步的PRAM模型，A代表Asynchrinize。APRAM是一种MIMD模型。在有的文献上，APRAM也称作分相PRAM（Phased PRAM）。

APRAM最重要的特点是处理器均工作在异步模式下，即处理器有自己的控制器，局部存储器以及局部程序。处理器间的同步问题通过添加同步路障（Synchronization Barrier）来解决。这样，计算被分割成一些列的相（Phase），每一相类不允许两个处理器去访问同一存储单元。而局部程序的最后一条指令一定是同步指令。显然，同步路障的时间是由最后一个到达的处理器决定的，也就是说，先执行完局部程序的处理器必须等到执行的最慢的那个处理器来一起完成同步路障。

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