單處理機系統中，可並行的是什麼

單一處理機系統中，可並行的是「處理機與設備」、「處理機與通道」、「設備與設備」。現代作業系統的形成正是通道產生的結果，通道是可以獨立於CPU控制輸入輸出的設備，在處理機進行運算時，通道可同時進行I/O操作，因此，處理機與通道是並行的；處理機運算時，週邊可同時進行輸入/輸出的操作，因此處理機與設備是可並行的；而設備和設備之間顯然也是可以並行的。

本教學操作環境：windows7系統、Dell G3電腦。

一個電腦系統只包含一個運算處理器，則稱為單一處理機系統。

在單一處理機電腦系統中，運作狀態最多1個，最少0個；等待狀態最多N個，最少N-1個；就緒狀態最多N-1個，最少0個。

單一處理機系統只有一條指令管線，只有一個多功能的操作部件，每個時脈週期"取指令"和"分析"完成一條指令。在許多管線處理機中，指令管線的流水段數k=4；它把一條指令的執行過程主要分解為"取指令"、"分析"、"執行"和"寫結果"4個階段。指令要執行的功能主要在多功能操作部件中，在"執行"這一流水段完成。多數流水線處理機的多功能操作部件採用管線結構。有的簡單指令，只要一個時脈週期就能夠在"執行"流水段中完成，而比較複雜的指令往往需要多個時脈週期。另外，還有條件轉移等的影響；因此，一般管線標量處理機每個時脈週期平均執行指令的條數小於1，即它的指令級並行度ILP

單一處理機系統中，可並行的是：處理機與裝置、處理機與通道、裝置與裝置；但進程與進程之間是不能並行的，

• 在單一處理機系統中，為提​​高系統效率，讓記憶體中保持多個處於不同狀態的進程(這稱為進程並發執行)，但在同一時刻佔用處理機的卻只有一個進程，因此，進程之間不是並行的；

• 現代作業系統的形成正是通道產生的結果，通道是可以獨立於CPU控制輸入輸出的設備，在處理機進行運算時，通道可同時進行I/O操作，因此，這兩者也是並行的；

• 處理機運算時，外設可同時進行輸入/輸出的操作，因此，也產生了並行；

• #顯然，設備和設備之間也是可以並行的。

擴充知識：單一處理機系統與多處理機系統差異

早期的電腦系統是基於單一處理器的順序處理機器。程式設計師編寫串行執行的程式碼，讓其在CPU上串行執行，甚至每一條指令的執行也是串行的(取指令、取操作數、執行操作、儲存結果)。為提高電腦處理的速度，首先發展起來的是聯想記憶體系統和管線系統，ghostwin7前者提出了資料驅動的思想，後者解決了指令串列執行的問題，這兩者都是最初電腦並行化發展的例子。隨著硬體技術的進步，平行處理技術得到了迅猛的發展，電腦系統不再局限於單處理器和單資料流，各種各樣的平行結構得到了應用。

目前電腦系統可以分為以下4類。

(1)單一指令流單資料流(SISD)。一個處理器在一個記憶體中的資料上執行單一指令流。

(2)單一指令流多資料流(SIMD)。單一指令流控制多個處理單元同時執行，每個處理單元包括處理器和相關的資料存儲，一條指令事實上控制了不同的處理器對不同的資料進行操作。向量機和陣列機是這類電腦系統的代表。

(3)多指令流單資料流(MISD)。一個資料流被傳送給一組處理器透過這一組處理器卜的不同指令操作最終得到處理結果。該類電腦系統的研究尚在實驗室階段。

(4)多指令流多資料流(MIMD)。多個處理器對各自不同的資料集同時執行不同的指令流。可以把MIMD系統劃分為共享記憶體的緊密耦合MIMD系統和記憶體分佈的鬆散耦合MIMD系統兩大類。

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