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什么是计算机体系结构中的立方体连接网络?

2024/9/5 韩俊  共享网络资源 521 0

立方体连接的网络在n立方体结构之后被图案化。n立方体(n阶超立方体)被定义为具有2n个顶点标记为0到2n-1的无向图,使得给定的顶点对之间存在边当且仅当它们的地址的二进制表示相差1而且只有一点。在基于立方体的多处理器系统中,处理元素位于图的顶点。图的边代表处理器之间的点对点通信链接。

4立方体中的每个处理器都连接到其他四个处理器。在n-cube中,每个处理器都有与n个其他处理器的通信链接。此属性允许使用简单的消息路由机制。通过对i和j的二进制地址表示进行异或运算,可以找到源自节点i并以节点j为目的地的消息的路由。如果异或运算在给定的位位置产生1,则消息必须与跨越相应维度的链接一起发送。

例如,如果消息从源(S)节点0101发送到目标(D)节点1011,则XOR运算的结果为1110。这意味着消息将仅沿维度2、3和4发送(从右到左计数)到达目的地。消息遍历三个维度的顺序并不重要。一旦消息以任意顺序遍历三个维度,它将到达其目的地。

在n-cube中,每个节点的度数为n。节点的度数定义为在该节点上发生的链接数。n立方体中不相交路径的数量上限为n。超立方体被称为对数架构。这是因为在包含N-2n个节点的n立方体中,消息必须遍历以到达其目的地的最大链接数是log2N=n个链接。

超立方体网络的理想特征之一是其结构的递归性质。通过连接两个子立方体中地址相似的节点,可以从两个子立方体构建一个n立方体,每个子立方体都具有(n-1)度。

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