计算机系统组成与关键技术解析

table {
border-collapse: collapse;
width: 100%;
margin-bottom: 1rem;
}
th, td {
border: 1px solid #ddd;
padding: 8px;
text-align: left;
}
th {
background-color: #f2f2f2;
}
tr:nth-child(even) {
background-color: #f9f9f9;
}
pre {
background-color: #f8f8f8;
padding: 15px;
border-radius: 4px;
overflow-x: auto;
}

1、许多应用程序（如电子邮件、Word文档和视频）在云环境中运行。列出未来你希望添加到云服务中的三个应用程序。

以下是未来希望添加到云服务中的三个应用程序：

3D建模与渲染软件

，能让用户在云端完成复杂的3D设计和渲染任务；

人工智能开发平台

，方便开发者在云环境中进行AI模型的训练和部署；

大型游戏云

，让玩家无需强大的本地硬件就能畅玩大型游戏。

2、描述现代计算机系统的主要组成部分。

计算机系统的组成

现代计算机系统主要由以下部分组成：

硬件

可分为物理和虚拟

虚拟硬件是模拟特定计算机硬件功能的软件

软件

可分为数据和程序

程序是用于处理数据并产生结果的指令集合

网络

数据

此外，计算机系统还包括以下组件：

中央处理器（CPU）

指令

计算机内存和存储

输入输出设备（I/O）

网络组件

随着互联网的引入，网络接口卡（NIC）也成为计算机系统不可或缺的一部分。

3、为什么网络接口与一般的输入输出设备不同？

网络接口卡是一种特殊的输入输出设备，用于管理网络数据通信。每个网卡都有一个MAC地址，用于在互联网上识别设备。

而一般输入输出设备主要负责：

– 接收任务和数据传递给CPU，或接收CPU处理结果并输出；

– 功能重点在于与CPU间的数据交互和缓冲不同速度的数据；

– 不具备网络数据通信管理及MAC地址标识特性。

4、计算机防火墙用于保护计算机免受数据丢失。为什么防火墙不能保证数据安全？

防火墙的局限性

防火墙只能在一定时间内有效。

部分防火墙只是软件，即使使用“硬件”的防火墙，核心组件也基于算法，即软件。

此外，防火墙并非为个人电脑或手持设备设计，因此不能保证计算机存储的信息永不被盗。

5、什么是计算机总线？计算机总线上传输哪些类型的数据？

计算机总线

计算机总线是一种计算机子系统，用于减少计算机组件之间通信所需的路径数量，使组件能通过一个数据通道进行通信。

分类

计算机总线分为

系统总线

，系统总线由以下三个部分组成：

地址总线


地址总线携带用于定位特定内存位置或输入/输出设备的地址信息。

数据总线


数据总线携带指令和信息，用于在CPU与内存、内存与输入/输出部分之间传输。

控制总线


控制总线携带如读、写和中断等命令信号以及硬件的响应信号。

6、为什么汇编语言被称为低级语言？

汇编语言被称为低级语言，是因为它是最接近计算机底层的语言，以易于记忆和理解的格式呈现CPU使用的机器语言（1和0），且依赖硬件，不同处理器甚至同一品牌不同CPU的汇编语言指令都可能不同，只能充分利用特定处理器架构的优势。

7、虚拟化有时被称为“计算机上的计算机”。描述其工作原理。

虚拟化概述

虚拟化可以创建操作系统、服务器、存储设备或网络资源的虚拟实例。

硬件虚拟化

在硬件虚拟化中，主机是进行虚拟化的实际机器。在主机硬件上创建虚拟机的软件或固件被称为

管理程序

或

虚拟机监视器

。

虚拟机就像一台带有操作系统的实际计算机，运行在虚拟机上的软件与底层硬件资源相分离。例如，一台运行微软Windows的计算机可以托管一个看起来像是装有Ubuntu Linux操作系统的虚拟机，基于Ubuntu的软件可以在该虚拟机上运行。

操作系统虚拟化

此外，操作系统虚拟化是通过利用软件，使计算机硬件能够同时运行多个操作系统镜像。

8、内存（memory）和存储（storage）有什么区别？

内存对计算机系统速度的影响

内存是影响计算机系统速度的重要因素，其核心特性在于

速度

与

成本

。

内部内存

：靠近CPU，使用最快的存储电路，具有高速访问能力，但成本较高、容量较小。

主内存

：通常使用普通RAM，具备较低的成本、较大的容量和不错的速度。

当数据不需要立即使用时，会被存储在

外部存储

中。外部存储的种类包括：

USB驱动器

SSD驱动器

网络驱动器

云存储

硬盘驱动器

常被用作二级存储，其访问时间以

毫秒

为单位，相较之下，以

纳秒

为单位的随机存取内存（RAM）速度快约一百万倍。

此外，

光盘

等旋转存储设备的访问时间更长。

固态硬盘

（SSD）作为主要的外部存储方案，具有以下优势：

无机械运动部件

噪音小

运行速度快

9、为什么诺伊曼架构仍然被认为是多 CPU 计算机或多核计算机的架构？

在诺伊曼架构中，即使现在多处理器或多核计算机很常见，但这些处理器只是通过软件协调在一起执行任务，它们共享相同的系统总线，本质上还是遵循诺伊曼架构的设计理念，所以诺伊曼架构仍被认为是多 CPU 计算机或多核计算机的架构。

10、列举一些计算机系统和网络常见的威胁。

常见威胁包括：

窥探（对数据的未授权拦截，如窃听）

篡改（对数据的未授权更改，如中间人攻击）

欺骗（一个实体对另一个实体的假冒）

网络钓鱼（试图获取敏感信息的电子邮件诈骗）

延迟或拒绝服务（对服务的抑制）

11、冯·诺依曼架构存在哪些问题？如何解决这些问题？

冯·诺依曼架构存在的问题

从安全角度看

，CPU、内存、I/O、外部存储和网络接口都连接到单一系统总线，入侵者从任何网络位置侵入系统后，可完全控制计算机系统。

网络接口重要性高

，将其归为一般I/O设备不合适。

冯·诺依曼未预见计算机联网信息交换的变化

，原架构需更新以适应现状。

解决方法

提出双总线解决方案，基于修改后的冯·诺依曼模型，用单独系统总线将网络通信组件与计算机系统其他部分分离，计算机系统其他组件（除网络外）在另一个系统总线上运行，两系统总线间的数据交换受到限制。

12、可信计算技术如今已部署在企业系统、存储系统、网络、嵌入式系统和移动设备中，能够帮助保障云计算和虚拟化系统的安全。请描述可信平台模块（TPM）如何保障个人计算机的安全。

TPM的作用与功能

TPM是集成到系统中的强大芯片，能为个人计算机提供硬件安全并在设备内建立信任。具体方式如下：

提供安全原语

：

TPM芯片可嵌入唯一的RSA密钥对，私钥不会离开芯片物理边界，能识别设备唯一身份，其密钥可作为全球唯一的机器身份，在云环境中至关重要。

防止恶意软件

：

TPM可防止恶意软件通过空中更新和回滚，保障计算机系统稳定。

增强认证和完整性

：

支持TPM的服务器、网关和传感器可通过TPM芯片扩展安全认证和完整性，设备会话开始时需进行相互认证，并在设备上进行签名和解密操作。

构建安全系统

：

TPM是各种安全系统的基础构建模块，能在操作系统和硬件提供的安全之上，进一步增加安全级别。

13、给出与非门的真值表。

与非门功能为：若两个输入中有一个为低电平，则输出为高电平；仅当两个输入均为高电平时，输出为低电平。据此可列出真值表如下：

输入A	输入B	输出
低	低	高
低	高	高
高	低	高
高	高	低

14、用标准集成电路构建的逻辑电路很容易被复制。人们如何保护这些电路，使其不被逆向工程破解？

电路安全防护措施

为保障电路安全，防止被逆向工程破解，可采取以下方式：

采用FPGA代替复杂数字电路


FPGA具备内置安全特性和处理能力。

构建电路安全机制


设计防止电路被逆向工程的安全机制。

采用带控制位的FPGA


– 设定后可防止闪存和SRAM内存被读取

– 擦除和编程需64位闪存锁密钥，防止意外或未经授权的重新编程

– 可使用一次性可编程（OTP）模式，防止进一步擦除或重新编程，确保内容未被篡改

构建带有协处理器、FPGA和其他数字电路以及内核软件的附加安全板


设计包含多端口I/O和双端口内存接口电路的安全板。

创建多个顺序或并发的间歇性隔离和/或受限计算环境


将不可信内容临时存储在用户处理器逻辑环境中。

在输入/输出与总线之间设置可移动的可信（硬件）网关设备

采用新型安全平台架构（SPA）


该架构基于软件接口构建，提供更强的安全性。

构建双总线系统


通过总线控制器控制数据交换，使数据与外部网络隔离。

系统包含安全代理


安全代理可监控和报告安全相关事件，并支持实时传输或供中央监控系统查看。

15、在现场可编程门阵列（FPGA）中使用闪存锁钥和一次性可编程模式的目的是什么？

闪存锁钥

：用于擦除操作，编程时可防止意外或未经授权的重新编程；

一次性可编程模式

：可阻止任何进一步的擦除或重新编程，确保 FPGA 内容未被篡改。

16、一些射频识别（RFID）标签不包含电池或任何其他电源连接器。这些标签如何向读取器发送数据？

这些无源标签使用读取器发射的无线电能量作为能量源。当读取器发射的射频场足够强，能向标签传输足够的功率时，标签接收读取器的信号，并以其识别信息作出响应，将数据发送给读取器。

17、MDR用于解码来自CPU的地址信号。对于16位地址总线，系统可以直接连接多少内存？

对于n位地址总线，可寻址的内存空间为2ⁿ个存储单元。当地址总线为16位时，可直接连接的内存大小为2¹⁶字节，即65536字节，也就是64KB。

18、现在一些计算机使用基于闪存的固态硬盘来取代硬盘。除了无噪音之外，还有哪些优点？

固态硬盘运行速度更快。

19、高速缓冲存储器和虚拟存储器有哪些相似之处？

高速缓冲存储器

和

虚拟存储器

都能增加内存地址空间，提高访问速度，有助于程序在不受内存限制的情况下并发运行。

20、高速缓冲存储器（Cache）和虚拟内存有什么区别？

以下是调整为 Markdown 格式的文本内容：

---

高速缓冲存储器和虚拟内存的区别在于：

高速缓冲存储器本身存在，而虚拟内存本身不存在，它直接使用部分磁盘存储；

高速缓冲存储器是主存和寄存器间的过渡，虚拟内存是主存和磁盘存储间的过渡。

21、计算机使用虚拟内存来增加内存空间。如何将虚拟地址转换为物理地址？

为实现虚拟内存，虚拟内存地址会被划分为段或页，操作系统会将虚拟页号转换为物理页号。

例如，要将32位虚拟地址空间映射到24位物理地址空间，可保留12个最低有效位用于一页，页面大小为 $2^{12} = 4$ KB，其余位用作指向该页的指针（页号），需将 $2^{20}$ 个虚拟页映射到 $2^{12}$ 个物理页。

在分页虚拟内存中，页表用于将应用程序看到的虚拟地址转换为硬件处理指令使用的物理地址，处理这种特定转换的硬件通常称为

内存管理单元

。

22、使用内存分段技术有什么好处？

以下是将给定文本内容调整为 Markdown 格式的结果：

内存分段技术不仅能提供更多虚拟地址，还能保护存储在段中的数据。它可以解决内存覆盖和一些缓冲区溢出问题，避免系统崩溃或安全漏洞，防止黑客控制计算机系统、停止服务和窃取数据。此外，通过将程序、数据和栈存储在不同的段中，可以使程序段只执行，数据段不可执行。

23、如何保护内存以防止缓冲区溢出攻击？

可以采用分段技术，将程序、数据和栈存储在不同的段中，使程序段只可执行，数据段不可执行，从而解决内存被覆盖和一些缓冲区溢出问题；

还可以使用：

硬件解决方案

嵌入硬件加密

若多次输入错误密码，可覆盖驱动器上的数据

软件解决方案

使用加密

或者两者结合来保护数据。

24、断电后，动态随机存取存储器（DRAM）仍能保留数据。（对/错）

错

25、云服务提供商为众多用户提供大量私有虚拟云。在服务器端，所有用户的数据都被加载到缓存内存中。研究云平台的潜在漏洞，并撰写一篇300字的总结，同时提出应对措施。

云平台潜在漏洞及应对措施

潣在漏洞

数据隔离问题


因不同组织可能共享同一云，且三级缓存被所有核心或虚拟处理器共享，可能导致数据隔离被破坏。

跨虚拟机数据访问风险


如Spectre和Meltdown攻击可跨虚拟机访问数据，威胁数据安全。

分布式拒绝服务（DDoS）攻击


黑客利用分布式计算平台，操控僵尸主机发动攻击，耗尽目标系统资源。

应对措施

针对数据隔离问题


加强技术手段，确保不同用户数据严格隔离。

针对跨虚拟机攻击


及时更新系统补丁，增强系统防护能力。

针对DDoS攻击


采用流量监测和过滤技术，及时识别并阻断异常流量。

加强数据安全保护


进行数据加密，包括硬件和软件加密，防止数据被非法访问。

使用云服务前注意事项


充分研究以保障数据安全。

26、什么是系统总线？系统总线由什么组成？

系统总线

系统总线通常指连接到处理器的所有信号，也称为

内部总线

。它由以下三个子总线系统组成：

地址总线

数据总线

控制总线

27、一个处理器的数据总线宽度为8位，将28位数据读入该处理器需要多少次读取？如果处理器的数据总线为32位，又需要多少次读取？

对于8位数据总线，由于每次能读写8位数据，

28 ÷ 8 = 3余4，所以需要4次读取；

对于32位数据总线，因为32＞28，

一次读取就能获取全部28位数据。

28、什么是并行总线？什么是串行总线？

并行总线

是指在电信和计算机科学中，能通过多个并行通道同时发送多个数据信号的总线。主板上的总线大多是并行总线，例如：

行业标准总线（ISA）

外设部件互连标准（PCI）

迷你PCI

STD总线

串行总线

则是每次通过通信通道或计算机总线按顺序发送一位数据的总线，常用于长途通信和大多数计算机网络，例如：

通用串行总线（USB）

PCI Express

29、如果我们需要将低速设备连接到处理器，应该考虑哪些因素？

同步通信与I/O设备处理的考虑

同步通信可能引发的问题

I/O设备与处理器速度不匹配

如果CPU使用处理器周期发送/接收数据，I/O设备可能会丢失数据。

CPU在每次I/O操作时需要等待，从而导致性能下降。

中断信号的应用

高速处理器与低速I/O设备间的协作

当I/O设备处理完从处理器接收的数据时，会发出中断请求。

CPU接收到请求后，保存当前环境，进行数据的发送/接收，之后恢复原来的任务。

连接接口的考虑

通用串行总线（USB）

多数I/O设备配备USB接口，具有以下优点：

易用性

即插即用

热插拔特性

高传输速度，能够支持大多数I/O设备。

I/O安全与数据安全

硬盘数据安全

数据可能面临攻击，可采用加密措施。

但加密可能导致性能下降或影响数据可访问性。

USB存储设备安全

USB存储设备可以作为可引导设备。

在注重数据安全的环境中，应禁用USB引导功能。

30、一台计算机有连接显卡的AGP总线、连接SCSI的PCI总线、连接键盘和鼠标的USB接口，还有连接固态硬盘和光驱的SATA总线。为什么这台多总线计算机仍被视为单总线冯·诺依曼架构？

AGP只是图形加速器，它通过一个桥接器与PCI相连；

SATA和USB也通过桥接器与PCI进行信号交换。

所以，它本质上是一个有一些变化的单总线系统。

31、人们认为双核或四核计算机属于单总线冯·诺依曼架构。你是否同意，为什么？

同意。因为双核或四核计算机虽有两个或更多处理器集成在一个芯片上，但从架构来看，这些处理器都连接到一个总线接口，使用一条总线与外部连接，只是增加了计算能力，本质仍应归类为单总线系统，符合冯·诺依曼架构特征。

32、USB 启动攻击是如何进行的？如何防止此类攻击？

USB 启动攻击的原理与防范

攻击原理

大多数现代计算机可通过连接到 USB 端口的闪存驱动器启动。攻击者插入 USB 闪存驱动器后，可在当前操作系统之上启动虚拟服务或虚拟机，该虚拟服务或虚拟机能够访问本地硬盘以获取数据。

防止方法

物理阻止对 USB 端口的访问

或默认禁用端口。

禁用 USB 启动功能

，使 USB 设备无法执行程序。

将所有 USB 端口设置为不可启动，并禁用未使用的 USB 端口。

33、一个外部硬盘有两个接口：USB 2.0和IEEE 1393。你认为它是双端口接口设备吗？

是的，该外部硬盘有USB 2.0和IEEE 1393两个不同接口，属于双端口接口设备。

34、什么是直接内存访问（DMA）？为什么它能减少中央处理器（CPU）的工作量？

DMA技术简介

DMA即直接内存访问（Direct Memory Access），是一种用于高效传输数据的技术。

DMA控制器

：受CPU控制，接收来自处理器的数据传输指令。

数据传输过程

：

CPU向DMA控制器发送以下信息：

I/O设备编号

内存起始地址

传输的字节数

DMA控制器启动传输，直至数据全部读取完成。

从内存到I/O的写入过程与读取过程相同，只是数据移动方向相反。

DMA的优势

：

使用DMA技术后，I/O设备和内存之间的数据传输可以直接进行，无需占用CPU资源，从而

减少CPU的工作量

。

35、当发生中断时，CPU会响应中断并执行中断处理程序。CPU如何知道恢复当前任务？

中断处理过程首先将当前程序计数器

PC+1

保存到栈中，中断服务程序完成后，会从栈中弹出返回地址

PC+1

，然后跳转到

PC+1

，从而恢复被中断的程序或任务的执行。

36、由于打印机速度与CPU相比很慢，简单的字符打印机可以很好地使用程序控制I/O。然而，大多数现代打印机使用直接内存访问（DMA），为什么？

对于大数据传输，如硬盘或现代打印机的工作场景，为了节省CPU时间，通常使用名为DMA的专用接口。传统方式将数据从I/O设备移动到主内存需要先读入寄存器再写入内存，需两步操作；而使用DMA控制器，数据在传输过程中可直接在内存和I/O设备间读写，无需CPU交互，能有效节省CPU资源，提高数据传输效率，所以现代打印机多使用DMA。

37、一个带照明灯光的鼠标连接到一台轻薄笔记本电脑上，但鼠标无法正常使用。当把同一个鼠标连接到台式电脑上时，它却能正常工作。可能是什么原因导致了这个问题？

可能是笔记本电脑的USB接口供电不足，轻薄本为了追求轻薄，电源管理较为严格，USB接口供电能力有限，无法满足带照明灯光鼠标的电力需求；

也可能是笔记本电脑的驱动程序存在问题，未正确识别或支持该鼠标；

还可能是笔记本电脑的BIOS设置对USB设备有限制。

38、可引导的 USB 闪存驱动器可以在主机计算机上设置虚拟机，在虚拟机上用户可能能够访问主机计算机上的文件和数据，这一功能虽方便但有时会对安全造成威胁，描述如何有效解决这个问题？

可以采取以下措施：

物理阻止对 USB 端口的访问或默认禁用端口；

禁用 USB 启动功能，使任何程序都无法从 USB 设备执行；

将所有 USB 端口设置为不可引导，并禁用未使用的 USB 端口。

39、网卡上至少存在一个MAC地址。MAC地址有什么用途？

MAC地址用于提供底层寻址系统，让计算机在网络中进行通信。每块网卡都需有唯一的MAC地址，以确保通信的准确性和唯一性。

40、描述网卡的发送和接收过程。

发送过程：

主机操作系统得知主机内存中有帧准备发送，在主机内存中为该帧构建缓冲区描述符。

操作系统通知网卡主机内存中有新的缓冲区描述符，准备好被获取和处理（即“邮箱”事件）。

网卡发起对未处理缓冲区描述符的直接内存访问（DMA）读取并处理。

确定待处理帧的主机地址后，网卡发起对帧内容的DMA读取。

当帧的所有段（可能使用多个缓冲区描述符和缓冲区）都到达后，网卡将帧发送到以太网上。

根据操作系统对网卡的配置，网卡可能会中断主机以表明帧已发送完成。

接收过程：

网卡从网络接收帧到其本地接收缓冲区。

假设主机有足够内存，网卡发起将帧内容DMA写入主机内存，通过检查下一个空闲缓冲区描述符确定起始主机地址。

网卡修改之前获取的缓冲区描述符，记录新帧占用的空间，填写帧长度。

41、DMA 是一种常见的与 CPU 相连的控制器。启动后，DMA 会在内存和 I/O 设备之间传输数据，而无需通过 CPU，从而节省 CPU 时间。请设计一个 DMA 握手过程的流程图。

以下是设计 DMA 握手过程流程图的步骤和关键节点：

开始

：流程起始点。

CPU 初始化

：CPU 对 DMA 侧的地址寄存器（AR）和字计数寄存器（WCR）进行初始化。

检查 WCR

：判断 WCR 是否等于 0。

– 若 WCR = 0：表示数据传输完成，DMA 向 CPU 发送中断信号，流程结束。

– 若 WCR ≠ 0：进入数据传输阶段。

数据传输

：DMA 开始数据传输，每次迭代时，WCR 的值减 1（WCR ← WCR – 1），AR 的值加 1（AR ← AR + 1）。

再次检查 WCR

：重复检查 WCR 是否等于 0。

– 若 WCR = 0：数据传输完成，DMA 向 CPU 发送中断信号，流程结束。

– 若 WCR ≠ 0：继续进行数据传输，回到步骤 4。

根据以上步骤，可绘制出包含开始、CPU 初始化、条件判断（WCR 是否为 0）、数据传输、中断信号发送和结束等节点及相应箭头指向的流程图。

42、一个32位CPU可以有多大内存？

一个32位计算机可以有多达4GB的内存。因为对于一个地址宽度为k位的计算机，总内存地址数

M=2kM=2k

32位计算机的总内存地址数为

232232

约为 $ 4 imes 10^9 $，而1GB约等于 $ 10^9 $ 字节，所以总内存为4GB。

43、CPU的性能与执行时间有什么关系？

CPU性能与执行时间成反比，

性能（A）/性能（B） = 执行时间（B）/执行时间（A）。

即计算机A比计算机B快n倍意味着：

性能（A）/性能（B）= n，

也等于执行时间（B）/执行时间（A）= n。

44、什么是虚拟机，什么是宿主机？

虚拟机与宿主机简介

虚拟机

是一种表现得像装有操作系统的真实计算机的虚拟机器，其上运行的软件与底层硬件资源分离。

宿主机

是实际进行虚拟化操作的机器。

45、两台计算机运行两项任务，速率如下表所示。计算平均吞吐量和相对吞吐量，并指出哪台计算机更快。速率：系统、任务1、任务2，A对应10、20，B对应20、10。

吞吐量分析

平均吞吐量

：

计算机A：(10 + 20) ÷ 2 = 15

计算机B：(20 + 10) ÷ 2 = 15

相对吞吐量

：

以任务1为基准，A相对B为：10 ÷ 20 = 0.5

以任务2为基准，A相对B为：20 ÷ 10 = 2

结论

：

由于平均吞吐量相同，无法简单判定哪台更快。

若看重任务1，则B更快；

若看重任务2，则A更快。

46、计算机性能通常用公式 程序执行时间（秒）= 时钟周期时间（秒）× 每条指令的时钟周期数 × 程序中的指令数 来表示。假设一个程序在运行频率为 2 GHz 的处理器上执行需要 10 亿条指令。还假设 50% 的指令在 3 个时钟周期内执行，30% 的指令在 4 个时钟周期内执行，20% 的指令在 5 个时钟周期内执行。那么该程序或任务的执行时间是多少？

首先，计算平均每条指令的时钟周期数：

平均时钟周期数 = 50%×3 + 30%×4 + 20%×5

= 0.5×3 + 0.3×4 + 0.2×5

= 1.5 + 1.2 + 1

=

3.7（个）

已知处理器频率为

2 GHz

，即每秒

2×10⁹

个时钟周期，那么：

时钟周期时间 = 1 ÷ (2×10⁹) 秒。

程序中的指令数为

10 亿

，即

1×10⁹

条。

根据公式：

程序执行时间（秒）= 时钟周期时间（秒）× 每条指令的时钟周期数 × 程序中的指令数

可得：

程序执行时间 = (1 ÷ (2×10⁹)) × 3.7 × (1×10⁹)

=

1.85 秒

所以，该程序的执行时间是

1.85 秒

。

47、多核处理器和多处理器之间有什么区别？

多处理器与多核处理器概述

多处理器系统将多个处理器堆叠在一起，分为两类：

紧密耦合的对称多处理（SMP）

：将多个处理器堆叠在一起。

松散耦合的多处理器系统

：在同一个主板上包含多个物理分离的独立单处理器或双处理器。

在多处理器系统的早期发展中，存在以下问题：

数据处理

存储访问

处理器间距

多核处理器

多核处理器是指在一个芯片或组件中包含两个或更多独立的中央处理器（CPU），这些处理器可以相互独立地执行指令。

制造商通常采取以下方式设计多核处理器：

将多个中央处理器集成在集成电路中

使处理器之间的物理距离尽可能接近

为每个处理器配备独立的一级和二级缓存

48、为什么缓存可以提高计算机系统的性能？

缓存通过预取主存数据，使处理器在需要时能直接从快速的缓存中获取数据，避免访问主存。使用块的概念和预测算法，将主存中的块数据移动到缓存，减少整体访问时间。数据在缓存时为

读命中

，可节省从缓存获取数据的时间；若数据不在缓存（

读未命中

），预测算法会将更多相邻位置数据移入缓存，减少整体访问时间，提高机器速度。

此外，

多级缓存系统

可进一步优化数据获取流程，从而提高计算机系统性能。