[发明专利]一种具有合作能力的同构型多计算机系统及其合作方法

说明书

本发明涉及一种多计算机系统，尤其涉及一种具有合作能力的同构型多计算机系统及其合作方法。

目前，在计算机结构领域中，并行处理技术（Parallel Processing）已成为重要方向，其结构主要是多机系统，现在的研究目标在于高速运算和人工智能两方面，并已开始从实验室走向商业销售。尽管在当前市场上，冯·诺依曼（VonNeumamn）单机仍占绝对优势，并且人们仍在继续对其进行研究以便进一步提高速度，容量等各项指标。然而，由于单机理论极限取决于电子运动的30cm/ns速度和CPU的体积，因此，对多机结构的并行处理的研究是必然的。埃里克丁·勒纳（Ericj.Lerner）在“高技术（highTechnology）”杂志中1985年7月（P20）以“进入商用的并行处理（Parallel Processing getsdown to business）”为题发表文章，其中介绍了以下几类有商用价值的代表性多机系统结构：（见表）（其中BIPS为每秒10⁹条指令;MFLOP为每秒10⁶条浮点指令;MIPS为每秒10⁶条指令）。结合其他文章，总起来讲一般可认为当前的研究及商业前景具有下述特征：

A.方案和新设计多，分类方法也多，困难不少，整个技术处于发展扩张期;

B.商业应用中的分布式存储器类型很多;

C.研究目标是高速运算和人工智能，期望以之取代巨型、大型机市场;

D.由于多计算机在结构上的独立性，因而在多机结构中难于对系统进行管理和程序编制;对大颗粒机组合的数目至今最多至256。

E.多机结构设计和应用算法密切相关，系统达不到通用性;

F.各计算机之间联系是通讯方式，并建有专门通路。

然而，尽管对多机结构进行了很多研究，但和单机的计算机发展相比，由于技术上的困难，近期难于以多机来取代单机，在一些文献和杂志中（如“hightechnology”1985年7月在P26以“Parallel    machines    take    on    supercomputer”为题所发表的文章中所述）认为其预兆不佳，其原因在于：①与单机相比，多机系统的管理问题太复杂;②多机系统的软

件有待发展，而这些软件即使成功也大大不同于传统方式的软件，难以使用。

除了上述文章中介绍的情况外IBM在1985年的“并行处理国际会议（international    Conference    onParallel    Processing）”上表明他们正在研究RP3计划（参见G.F.Ptiten等著“Research    Parallel    Processor    Prototype（RP3）introduction    architecture”P264），这是一个hyber    Cube加上Share    memory（分亨存储器）的结构。此外“电子学（Electrics）”杂志1983.6月在P114和P111上分别以“西欧期待并行处理成为未来的计算机（Western    Europe    Looks    to    Parallel    Processing    for    future    Computer）”和“日本正在试制可制造的数据流计算机（Japan    isbusy    trying    to    make    manufacturable    data    flow    Computer）”为题发表文章，介绍了西欧的研究状况和日本在数据流方面的研究。

多计算机结构是上述各种多机结构中单元独立性最强，结构通用性最好，并在价格上有很大潜在优势的分支，尤其是同构的多计算机系统，其优点更是显而易见的。现有的多计算机结构的典型例子是：

1.Cosmic机，是第一个利用Hyber cube连接的机器，它是以2ⁿ个计算机单元为结点，每点具备n个点对点通讯连接，系统以MIMD的并行方式工作，用massage passing的算法，在Intel Scientific Computers公司的产品IPSC中仍见到对该方法的介绍。

2.transputer也是一种同构的多计算机系统，每种计算机单元有三个串行通讯口，以1-10Mbit/sec速度完成多机之间的通讯，以Oceam为语言工具。