计算机系统体系结构

今天进行了《操作系统概念》的学习，就现在的计算机体系结构分类有了比较明确地认识。

我们可以根据一台计算机内所拥有的CPU数量来进行分类：单处理器系统，多处理器系统和集群系统。

顾名思义，单处理器系统就是指计算机内的通用处理器数量为1，注意，这里是“通用处理器",当然不是只有一个”处理器“。若只有一个处理器负责全部的工作的话，那么它所承受的压力将是巨大的，所以在”单处理系统“中，也存在各式各样的专用处理器，服务于不同的较为底层的设备，如磁盘（磁盘微处理控制器接受来之CPU的一系列请求，执行其自己的的磁盘队列和调度算法、键盘（键盘微处理器将击键转化为代码传送给CPU）、图形控制器。这些专用处理器很好的解决掉了CPU的负载问题。对于主CPU，它能够执行一个通用指令集，大部分是来自于用户进程的指令集，因为形式较为简单，功能单一，在很多领域，单处理机都大受欢迎，如普通的PDA、一些大型操控机械。

下面来看看多处理器系统，也可以称为并行系统，多处理相当于单处理而言，它拥有2个及其以上的通用处理器。

处理器多了，当然其优势也会比单处理器的系统要多很多。首先呢，就是系统的执行速度会大大加快了，在相同的时间内，它可以做更多的事情，或者更专业的说法，就是系统的吞吐量会增加了。到这里我们转念一想，含有2个CPU的多处理器和2个单处理器的执行效率是否相同呢，答案是否定的，多处理器的执行效果会差一些，因为多个CPU在进行同一项作业时，为了使各部分能正确工作，会增加很大一部分额外的开销，还有对资源的竞争。这就像有三个工人在一起用一套工具工作，并没有他们单独用属于自己的工具工作的效率高。

在多处理系统中，我们把工作分配给了不同的处理器，那么当某个处理器出问题的时候，系统并不会停止作业，只是会变慢（多出来的时间就是当其它处理器完成本职后过来才能过来帮忙造成的）。假设有5个处理器，工作过程中1个失灵了，那么剩下的4个会分担失灵的处理器的工作。

多处理器系统也会降低预算，节约资金。因为它们能共享外设、存储器、电源等。

多处理器系统往往分为两类：对称多处理器和非对称多处理器。

对称多处理，即每个处理器都要完成系统中的所有任务；而非对称多处理则是每个处理器有属于自己的特定任务，其中存在一个主处理控制系统，负责其它处理器的任务分配。

最后就是集群系统了，它也是将多个CPU集中起来进行作业，但是和多处理器不一样的是，它是由两个或者多个系统耦合起来的。较为常见的集群系统就是集群计算机共享存储并通过局域网连接。集群技术发展很迅速，他能大大提高主机的性能，从而广受欢迎。