多處理器和多線程 - 操作系統

Question

我正在使用高爾文（第9版）的教科書討論操作系統的主題。關於多線程的第4章中，我遇到了問題14，如下所示：

具有兩個雙核處理器的系統有四個可用於調度的處理器。這個系統上運行着一個CPU密集型應用程序。所有輸入都在程序啓動時執行，當一個文件必須打開時。同樣，所有輸出都在程序結束之前執行，此時程序結果必須寫入單個文件。在啓動和終止之間，程序完全受CPU限制。您的任務是通過多線程處理來提高此應用程序的性能。應用程序在使用一對一線程模型（每個用戶線程映射到內核線程）的系統上運行。

•您將創建多少個線程來執行輸入和輸出？說明。 •您將爲應用程序的CPU密集部分創建多少個線程？說明。

對於第一部分，我認爲我們可以創建4個線程用於從文件讀取輸入以及將輸出寫入文件。這是因爲在輸入或輸出期間，不會更新正在執行的數據。

對於第二部分，對數據執行操作的性質是未知的，例如，（1）要打印數據的平均值還是（2）打印第一個數據的平均值和最後的數據點，然後打印第二和第二個最後的數據點的平均值，依此類推。

因此，對於第二部分，可以使用一個線程來處理操作。

但我不太確定我給出的答案是否正確。所以，如果你能讓我知道正確的答案，我將非常感激。

Answer 1

問題是如果您瞭解有關並行化工作以提高速度的一些原則，則需要進行測試。其中一些原則是：

• 在通常情況下，讀取和寫入單個文件不能使用多個內核來加速。文件I/O的速度取決於文件存儲位置和方式的屬性。拋出更多的線程不會有幫助，因爲那些線程只是等待I/O完成。
• 您用於CPU密集型部分的線程數完全取決於計算的內容。如果程序正在爲電影生成圖像，請使用4個線程，因爲這是完全平行的。如果工作負載完全是串行的，則使用1個線程，因爲添加更多的線程無助（按定義）。

計算示例中的平均值幾乎是完全平行的，所以您應該使用四個線程，而不是一個。