24、计算机架构与编程语言深度解析

计算机架构与编程语言深度解析

1. 高级计算机架构相关要点

在高级计算机架构领域，有众多关键概念值得深入探讨。

1.1 Qiskit框架

Qiskit是一个开源的量子计算软件开发框架，可用于在研究、教育和商业领域利用当下的量子处理器。若要使用它，可在计算机的虚拟机上下载并安装Qiskit（可在Qiskit官网查找相关资源），然后完成“Qiskit入门”的学习。

1.2 练习题涉及的概念

• 多核心处理器与多处理器的差异 ：多核心处理器是在单个芯片上集成多个处理核心，这些核心共享一些资源，如缓存等；而多处理器则是指在一个系统中使用多个独立的处理器，它们可能有各自独立的资源。
• 缓存提升计算机系统性能的原因 ：缓存是一种高速存储区域，它可以存储最近使用过的数据和指令。当处理器需要访问数据时，首先会在缓存中查找，如果能找到（即命中），就可以快速获取数据，避免了从速度较慢的主内存中读取数据，从而提高了系统的性能。
• 命中率与缺失率 ：命中率是指在缓存中找到所需数据的访问比例。若一个处理器的缺失率为1%，这意味着在每100次数据访问中，大约有1次无法在缓存中找到数据，需要从其他存储位置（如主内存）获取。
• 缓存读取缺失时读取数据块的好处 ：当发生缓存缺失时，处理器读取一个数据块到缓存中，是因为数据具有局部性原理，即程序在一段时间内访问的数据往往集中在一个较小的区域。读取一个数据块可以提前将可能会用到的数据加载到缓存中，