多处理器和多线程 - 操作系统

Question

我正在使用高尔文（第9版）的教科书讨论操作系统的主题。关于多线程的第4章中，我遇到了问题14，如下所示：

具有两个双核处理器的系统有四个可用于调度的处理器。这个系统上运行着一个CPU密集型应用程序。所有输入都在程序启动时执行，当一个文件必须打开时。同样，所有输出都在程序结束之前执行，此时程序结果必须写入单个文件。在启动和终止之间，程序完全受CPU限制。您的任务是通过多线程处理来提高此应用程序的性能。应用程序在使用一对一线程模型（每个用户线程映射到内核线程）的系统上运行。

•您将创建多少个线程来执行输入和输出？说明。 •您将为应用程序的CPU密集部分创建多少个线程？说明。

对于第一部分，我认为我们可以创建4个线程用于从文件读取输入以及将输出写入文件。这是因为在输入或输出期间，不会更新正在执行的数据。

对于第二部分，对数据执行操作的性质是未知的，例如，（1）要打印数据的平均值还是（2）打印第一个数据的平均值和最后的数据点，然后打印第二和第二个最后的数据点的平均值，依此类推。

因此，对于第二部分，可以使用一个线程来处理操作。

但我不太确定我给出的答案是否正确。所以，如果你能让我知道正确的答案，我将非常感激。

Answer 1

问题是如果您了解有关并行化工作以提高速度的一些原则，则需要进行测试。其中一些原则是：

• 在通常情况下，读取和写入单个文件不能使用多个内核来加速。文件I/O的速度取决于文件存储位置和方式的属性。抛出更多的线程不会有帮助，因为那些线程只是等待I/O完成。
• 您用于CPU密集型部分的线程数完全取决于计算的内容。如果程序正在为电影生成图像，请使用4个线程，因为这是完全平行的。如果工作负载完全是串行的，则使用1个线程，因为添加更多的线程无助（按定义）。

计算示例中的平均值几乎是完全平行的，所以您应该使用四个线程，而不是一个。