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简答题 甲公司承担了一项为宇航系统配套生产高性能嵌入式计算机系统的任务，用户要求该系统要具有高速并发处理能力、低功耗、高可靠性，并可以有效地防止系统故障的蔓延。根据用户对本项目的要求，甲公司成立了软/硬件两个项目组，总体设计由硬件组承担，负责高性能嵌入式计算机系统体系结构设计，软件组负责确定软件的技术需求和应用软件开发平台的软件设计工作。 在处理器选型方面，硬件组王工与软件组张工在讨论采用哪种CPU体系结构方面发生争议。目前，流行的处理器结构包括单核结构、多处理器结构、超线程结构、多核结构、共享Cache的多核结构和超线程技术的多核结构共6种，如图12-20所示。 在本项目中，如果计算机采用了多线程技术实现应用程序的并发操作，程序设计人员将面临多种挑战，其主要原因在于：程序会同时发生多个动作，对这些同时发生的动作及它们之间的交互进行管理将面临4方面的挑战，即同步、通信、负载均衡和可伸缩性，用200字以内的文字对上述4种挑战进行简要描述，并给出如表12-14所示的常用并发程序设计模式的分解方式。
  • （1）同步：是指两个或多个线程协调其行为的过程。如一个线程停下来等待另一个线程完成某项任务。
    （2）通信：是指与线程之间交换数据相关的带宽和时延问题。
    （3）负载均衡：是指多个线程之间工作量分布的情况。负载均衡能够使各线程的工作量均衡分配。
    （4）可伸缩性：是衡量在性能更加强劲的系统上运行软件时能否有效利用更多线程的指标。例如，如果一个应用程序是面向4核系统编写的，那么当程序在8核系统上运行时，其性能是否能够线性增长（即增加一倍）。
    常用并发程序设计模式的分解方式如表12-18所示。

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