Although the sequential consistency

Although the sequential consistency model has a performance disadvantage, from the viewpoint of the programmer it has the advantage of simplicity. The challenge is to develop a programming model that is simple to explain and yet allows a high-performance implementation.
One such programming model that allows us to have a more efficient imple¬mentation is to assume that programs are synchronized. A program is synchro¬nized if all accesses to shared data are ordered by synchronization operations. A data reference is ordered by a synchronization operation if, in every possible
execution, a write of a variable by one processor and an access (either a read or a write) of that variable by another processor are separated by a pair of synchroni-zation operations, one executed after the write by the writing processor and one executed before the access by the second processor. Cases where variables may be updated without ordering by synchronization are called data races because the execution outcome depends on the relative speed of the processors, and, like races in hardware design, the outcome is unpredictable, which leads to another name for synchronized programs: data-race-free.
As a simple example, consider a variable being read and updated by two dif-ferent processors. Each processor surrounds the read and update with a lock and an unlock, both to ensure mutual exclusion for the update and to ensure that the read is consistent. Clearly, every write is now separated from a read by the other processor by a pair of synchronization operations: one unlock (after the write) and one lock (before the read). Of course, if two processors are writing a variable with no intervening reads, then the writes must also be separated by synchroniza¬tion operations.
It is a broadly accepted observation that most programs are synchronized. This observation is true primarily because if the accesses were unsynchronized, the behavior of the program would likely be unpredictable because the speed of execution would determine which processor won a data race and thus affect the results of the program. Even with sequential consistency, reasoning about such programs is very difficult.
Programmers could attempt to guarantee ordering by constructing their own synchronization mechanisms, but this is extremely tricky, can lead to buggy pro-grams, and may not be supported architecturally, meaning that they may not work in future generations of the multiprocessor. Instead, almost all program¬mers will choose to use synchronization libraries that are correct and optimized for the multiprocessor and the type of synchronization.
Finally, the use of standard synchronization primitives ensures that even if the architecture implements a more relaxed consistency model than sequential consistency, a synchronized program will behave as if the hardware implemented sequential consistency.

Kết quả (Việt) 1:

Mặc dù mô hình tuần tự thống nhất có một bất lợi hiệu suất, từ quan điểm của các lập trình viên nó có lợi thế là đơn giản. Thách thức là để phát triển một mô hình lập trình đơn giản để giải thích và được phép thực hiện một hiệu suất cao.Một như mô hình lập trình cho phép chúng tôi để có một imple¬mentation hiệu quả hơn là giả định rằng chương trình được đồng bộ hoá. Một chương trình là synchro¬nized nếu tất cả các đường dẫn truy cập để chia sẻ dữ liệu được sắp xếp bởi các hoạt động đồng bộ hóa. Một tham chiếu dữ liệu lệnh của một hoạt động đồng bộ nếu, trong mỗi có thểthực hiện, một viết một biến bởi một bộ xử lý và một người truy cập (đọc hoặc viết) của biến đó bởi một bộ xử lý được ngăn cách bởi một cặp synchroni-zation hoạt động, thực hiện sau khi viết do bộ vi xử lý văn bản và thực thi trước khi truy cập bộ vi xử lý thứ hai. Trường hợp nơi biến có thể được cập nhật mà không đặt hàng bằng cách đồng bộ hóa được gọi là dữ liệu chủng tộc vì kết quả thực hiện phụ thuộc vào tốc độ tương đối của các bộ vi xử lý, và, cũng giống như cuộc đua trong thiết kế phần cứng, kết quả là không thể đoán trước, dẫn đến một tên khác cho đồng bộ chương trình: dữ liệu-chủng tộc-Việt.Như là một ví dụ đơn giản, hãy xem xét một biến đọc và Cập Nhật bởi c-ferent hai bộ vi xử lý. Mỗi bộ xử lý bao quanh đọc và Cập Nhật với một khóa và mở khóa một, để đảm bảo các loại trừ lẫn nhau với các Cập Nhật và đảm bảo rằng người đọc là phù hợp. Rõ ràng, viết mỗi bây giờ tách ra từ một đọc bởi bộ vi xử lý khác bằng một cặp của các hoạt động đồng bộ hóa: một mở khóa (sau khi ghi) và một khóa (trước khi đọc). Tất nhiên, nếu hai bộ vi xử lý đang viết một biến với lần đọc không có can thiệp, sau đó viết những phải cũng được tách ra bởi hoạt động synchroniza¬tion.Đó là một quan sát được chấp nhận rộng rãi, hầu hết các chương trình đã được đồng bộ hoá. Quan sát này là đúng, chủ yếu là bởi vì nếu các đường dẫn truy cập được ví, hành vi của chương trình có khả năng sẽ không thể đoán trước vì tốc độ thực hiện sẽ xác định bộ vi xử lý đã giành một cuộc chạy đua dữ liệu và do đó ảnh hưởng đến kết quả của chương trình. Ngay cả với trình tự thống nhất, lý luận về chương trình như vậy là rất khó khăn.Lập trình viên có thể cố gắng để đảm bảo đặt hàng bằng cách xây dựng các cơ chế đồng bộ hóa của riêng họ, nhưng điều này là cực kỳ khó khăn, có thể dẫn đến lỗi pro-gram và có thể không được hỗ trợ kiến trúc, có nghĩa là họ không thể làm việc trong tương lai thế hệ sự. Thay vào đó, hầu hết các program¬mers sẽ chọn sử dụng đồng bộ hóa các thư viện là chính xác và tối ưu hóa cho sự và loại đồng bộ hóa.Cuối cùng, sử dụng đồng bộ hóa tiêu chuẩn nguyên thủy đảm bảo rằng ngay cả khi các kiến trúc thực hiện một mô hình thống nhất thoải mái hơn so với trình tự thống nhất, một chương trình đồng bộ sẽ cư xử như thể phần cứng thực hiện tuần tự nhất quán.

Kết quả (Việt) 2:

Mặc dù mô hình nhất quán tuần tự có một nhược điểm hiệu suất, từ quan điểm của các lập trình nó có lợi thế là đơn giản. Thách thức là để phát triển một mô hình lập trình mà là đơn giản để giải thích và chưa cho phép thực hiện một hiệu suất cao.
Một mô hình lập trình như vậy cho phép chúng ta có một imple¬mentation hiệu quả hơn là cho rằng các chương trình được đồng bộ hóa. Một chương trình được synchro¬nized nếu tất cả các truy cập vào dữ liệu được chia được ra lệnh bởi các hoạt động đồng bộ hóa. Một tham chiếu dữ liệu được đặt hàng bởi một hoạt động đồng bộ hóa nếu, trong mỗi thể
thực hiện, một viết của một biến bởi một bộ xử lý và truy cập (hoặc đọc hoặc viết) của biến đó bởi một bộ xử lý được ngăn cách bởi một cặp synchroni-zation hoạt động, một thực thi sau khi viết bằng bộ xử lý văn bản và một thực hiện trước khi truy cập bằng cách xử lý thứ hai. Các trường hợp biến có thể được cập nhật mà không đặt hàng bằng cách đồng bộ hóa được gọi là chủng tộc dữ liệu vì các kết quả thực hiện phụ thuộc vào tốc độ tương đối của các bộ vi xử lý, và, như chủng tộc trong thiết kế phần cứng, kết quả là không thể đoán trước, dẫn đến một tên khác cho các chương trình đồng bộ: dữ liệu -race-miễn phí.
Như một ví dụ đơn giản, hãy xem xét một biến được đọc và cập nhật bởi hai bộ xử lý khác nha-ferent. Mỗi bộ xử lý bao quanh đọc và cập nhật với một khóa và một mở khóa, cả hai để đảm bảo loại trừ lẫn nhau để cập nhật và để đảm bảo rằng đọc là nhất quán. Rõ ràng, mỗi ghi bây giờ tách ra từ một đọc bởi bộ xử lý khác bởi một cặp hoạt động đồng bộ: một mở khóa (sau khi viết) và một khóa (trước khi đọc). Tất nhiên, nếu hai bộ xử lý đang viết một biến không có can thiệp lần đọc, thì viết cũng phải được phân cách bằng synchroniza¬tion hoạt động.
Đó là một quan sát chấp nhận rộng rãi rằng hầu hết các chương trình được đồng bộ hóa. Quan sát này là đúng sự thật chủ yếu bởi vì nếu truy cập là không đồng bộ, hành vi của các chương trình có khả năng sẽ không thể đoán trước bởi vì tốc độ thực hiện sẽ xác định bộ xử lý thắng một cuộc đua dữ liệu và do đó ảnh hưởng đến kết quả của chương trình. Ngay cả với sự nhất quán tuần tự, lý luận về các chương trình như vậy là rất khó khăn.
Các lập trình viên có thể cố gắng để đảm bảo trật tự bằng cách xây dựng các cơ chế đồng bộ hóa riêng của họ, nhưng điều này là cực kỳ phức tạp, có thể dẫn đến lỗi pro-gram, và có thể không được hỗ trợ kiến trúc, có nghĩa là họ không thể làm việc trong các thế hệ tương lai của đa. Thay vào đó, hầu như tất cả program¬mers sẽ chọn để sử dụng thư viện đồng bộ đó là chính xác và tối ưu hóa cho các đa và các loại đồng bộ hóa.
Cuối cùng, việc sử dụng nguyên thủy đồng bộ tiêu chuẩn đảm bảo rằng ngay cả khi các kiến trúc thực hiện một mô hình nhất quán thoải mái hơn so với tính nhất quán tuần tự, một chương trình đồng bộ sẽ hoạt động nếu phần cứng thực hiện nhất quán tuần tự.