3.计算机系统的体系结构

计算机系统可能通过许多不同的途径来组成，这里根据采用的通用处理器数量来粗略分类。

3.1 单处理器系统

单处理器系统只有一个主CPU，以便执行一个通用指令集，该指令集包括执行用户系统的执行。基本上，所有单处理器系统都带有其他专用处理器。比如：磁盘、键盘、图形控制器、IO处理器等。

这些专用处理器只执行有限的指令集，而且只由操作系统管理控制，并不执行用户进程。操作系统负责管理监控它们的状态，并且将相应的任务分发给它们执行。

3.2 多处理器系统

多处理器系统(或者叫并行系统、多核系统)有两个或两个以上紧密通信的CPU，它们共享计算机总线，甚至是共享时钟、内存和外设等。

多处理器系统的优点：

1. 增加吞吐量，增加处理器的数量，可以在短时间内完成更多工作。需要注意的是：N处理器的加速比不是N，而是小于N。因为多个CPU协同完成工作需要一定的开销，再加上额外的竞争资源，导致花费更多的时间。
2. 规模效应，多处理器系统的价格要低于相同功能的多个单处理器系统，因为多处理器系统中可以共享外设、外存和电源等。
3. 增加可靠性，若系统功能分散在多个处理器上，则单个处理器的故障不会使整个系统停机，而是变慢。

对于很多应用程序而言，可靠性是极其重要的。根据剩余有效硬件的级别按比例继续体统服务的能力成为

适度退化

。

现在使用的多处理器系统有两种类型。一种是

非对称处理

(asymmetric multiprocessing)，即有一个主处理器负责控制系统调度其他处理器，其他处理器都有各自特定的任务。另一种是

对称处理

(Symmetric MultiProcessing, SMP)，每个处理器都参与完成操作系统的所有任务。SMP中所有处理器都是对等的，处理器之间没有主从关系。

tips:在linux系统下查看处理器系统类型，打开终端执行以下命令

uname -v

结果如下所示：SMP即代表对称多处理。

smp

另外，集成多个计算核到单个芯片的多处理器系统为多核系统。多核系统比多个单核更高效，因为单个芯片内的通信比多个芯片通信更快。

另外，刀片服务器(blade server)将多处理器板、I/O板和网络板全部置于同一机箱内。它和传统的多处理器系统的不同在于：每个刀片处理器可以独立启动，并且运行各自的操作系统。有些刀片服务器板也是多处理器的，这就模糊了计算机类型的划分。但是，本质上，它们是由多个独立的多处理器系统组成。

3.3 集群系统

另一类型的多处理器系统是集群系统(clustered system)，这种系统将多个CPU组合在一起。集群系统与多处理器系统不同，集群系统由两个或多个独立系统组成。每个独立的系统可以是单处理器系统或者多核系统。比较公认的集群系统定义是，集群计算机共享存储，并且采用LAN连接或更快的内部连接。

集群通常用于提供高可用性的服务，这意味着即使集群中的若干个系统出错，仍可继续提供服务。