在系统架构设计师的备考过程中，计算机组成原理的多核处理器架构部分是重点内容。其中对称多处理（SMP）、非统一内存访问（NUMA）架构以及缓存一致性协议（MESI）尤为重要。
一、对称多处理（SMP）架构
1. 知识点内容
- SMP是一种多处理器计算机硬件架构，在这种架构中，多个处理器共享系统的主存储器，并且可以平等地访问系统中的任何资源。例如，在一个双处理器的SMP系统中，两个处理器都能对内存中的数据进行读写操作。
- SMP系统具有对称性，这意味着每个处理器在系统中的地位是相同的，它们执行相同的任务，并且对操作系统和应用程序来说是透明的。
2. 学习方法
- 理解概念：首先要深入理解SMP架构的基本概念，通过阅读相关的教材和资料，明确其共享资源和对称性的特点。
- 案例分析：研究实际的SMP系统案例，比如一些服务器计算机采用SMP架构的情况。分析在这些系统中，多个处理器是如何协同工作的，以及如何通过共享内存来提高系统的整体性能。
二、非统一内存访问（NUMA）架构
1. 知识点内容
- NUMA与SMP有所不同。在NUMA架构中，每个处理器或处理器组都有自己的本地内存，同时也可以访问其他处理器的内存（远程内存）。但是，访问本地内存的速度要比访问远程内存快得多。例如，在一个大型的NUMA服务器中，不同的CPU模块有自己的缓存和本地内存，当一个CPU需要访问另一个CPU模块的内存时，就会产生一定的延迟。
- 这种架构适用于多处理器系统中，当处理器数量较多且内存访问存在局部性原理的情况。
2. 学习方法
- 对比学习：与SMP架构进行对比，明确两者的区别。可以通过制作表格的方式，列出它们在内存访问、处理器地位等方面的差异。
- 实验模拟：尝试在一些模拟环境中构建简单的NUMA系统模型，观察不同处理器对本地和远程内存的访问情况，从而更好地理解其工作原理。
三、缓存一致性协议（MESI）实现原理
1. 知识点内容
- MESI协议是一种用于保证多处理器系统中缓存一致性的协议。它定义了四种状态，即Modified（修改）、Exclusive（独占）、Shared（共享）和Invalid（无效）。
- 当一个处理器修改了缓存中的数据时，它会将对应的状态标记为Modified，并且通过特定的机制（如总线监听等）通知其他处理器相应的缓存行已经无效。其他处理器在访问该数据时，就需要从修改它的处理器那里获取最新的数据或者重新从内存中读取。
2. 学习方法
- 状态分析：仔细研究MESI协议的四种状态及其转换条件。可以通过绘制状态转换图的方式来加深理解，明确在不同操作下（如读、写、缓存替换等）缓存行的状态是如何变化的。
- 代码阅读：如果有机会，阅读一些实现了MESI协议的操作系统内核代码或者硬件描述代码，从实际的实现角度来理解协议的运行机制。
在备考系统架构设计师考试时，对于这部分内容要全面掌握。不仅要理解各个知识点的基本概念和工作原理，还要能够通过分析案例、对比学习、实验模拟等方法加深对这些知识的理解和记忆，并且能够在实际的问题场景中灵活运用这些知识。
喵呜刷题：让学习像火箭一样快速，快来微信扫码，体验免费刷题服务，开启你的学习加速器！
