体系结构复习提纲.pdfVIP

计算机系统结构 复习提纲 第一章 计算机系统结构的基础知识 一.本章是全书的基础，所以要透切理解本章所介绍的基本概念,例如计算机系统层次结构， 系统结构定义，计算机组成定义，计算机实现定义，系统结构、组成与实现的三者关系，透 明性，系列机与兼容性，Amdahl 定律，CPU 性能公式，局部性原理，MIPS 定义，MFLOPS 定义等等。 1. 计算机系统由硬件和软件组成，按功能划分为多级层次结构。 2. 计算机系统结构作为一门学科，主要是研究软件，硬件功能分配和对软件、硬件界面的 确定，即哪些功能由软件完成，哪些功能由硬件完成。计算机系统结构，计算机组成和计算 机实现是三个不同的概念。计算机系统结构是计算机系统的软硬件的界面；计算机组成是计 算机系统结构的逻辑实现；计算机实现是计算机组成的物理实现。 3. 计算机系统结构的分类 (1) 通常把计算机系统按照其性能和价格的综合指标分为巨型、大型、中型、小型、 微型等。 (2) 按用途可分为科学计算、事务处理、实时控制、家用等。 (3) 按处理机个数和种类，可分为单处理机、多处理机、并行处理机、关联处理机、 超标量处理机、超流水线处理机、SMP （对称多处理机）、MPP （大规模并行处理 机）、机群系统等。 (4) Flynn 分类法。按照指令流和数据流的不同组织方式，将计算机系统结构分为以下 四类：  单指令流单数据流 SISD （Single Instruction stream Single Datastream ）  单指令流多数据流 SIMD （Single Instruction stream Multiple Datastream ）  多指令流单数据流 MISD （Multiple Instruction stream Single Datastream ）  多指令流多数据流 MIMD （Multiple Instruction stream Multiple Datastream ） （5 ）冯式分类法。提出用最大并行度对计算机系统结构进行分类。分为：  字串位串 WSBS （Word Serial and Bit Serial ）  字并位串 WPBS （Word Parallel and Bit Serial ）  字串位并 WSBP （Word Serial and Bit Parallel ）  字并位并 WPBP （Word Parallel and Bit Parallel ） 4 ．计算机系统设计的定量原理 (1) 加快经常性事件的速度(Make the common case fast) 。 (2) Amdahl 定律：系统中某一部件由于采用某种更快的执行方式后整个系统性能的提 高与这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。 Fe 表示（改进前可改进部分占用的时间）/ （改进前整个任务的执行时间），Se 表示（改 进前改进部分的执行时间）/ （改进后改进部分的执行时间），则：  改进后的整个任务的执行时间为： Fe , 其中 为改进前的整个任务的执行时间。 T  T(1  Fe ) T n 0 0 Se  改进后的整个系统加速比