计算机系统结构期末知识点总结.doc.docVIP

单元1 1.系统结构：由程序员设计者所看到的一个计算机系统的属性，及概念性结构和功能特性。 2.层次结构：第0级和第1级具体实现机器指定功能的中央控制部分；第二级是传统机器语言机器；第三级是操作系统机器；第四级是汇编语言机器；第五级是高级语言机器；第六级是应用语言机器； 电子线路--微程序机器级--传统机器级--操作系统级---汇编语言级--高级语言级--应用语言级 4.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用总执行时间的比例有关。 5. CPU时间：一个程序所花的CPU时间（CPU的执行时间，不包括I/O等待时间）。 CPU时间=CPU时钟周期数*时钟周期长度=CPU时钟周期数/频率 CPU时间 ＝（CPI×IC（指令条数））/ 频率 时钟周期：由于计算机的时钟速度是固定的，它的运行周期称为时钟周期。 10.CPI（Cycle Per instruction）：每条指令执行时所花费的平均时钟周期数。 IC：每个时钟周期平均执行的指令条数 CPI ＝ CPU时钟周期数 / IC 则 CPU时间 ＝（CPI×IC）/ 频率 11.Te：一个标准测速程序的全部执行时间 Ti:其中所有第i种指令的累计时间 13.MIPS(每秒百万条指令数 ):衡量机器性能的唯一可靠的标准就是真正的执行程序的时间，可以用MIPS来作为衡量程序执行时间的一个指标。优点：直观、方便。主要缺点: (1) 不同指令的执行速度差别很大(2) 指令使用频度差别很大（3）有相当多的非功能性指令 单元2 2.数据表示是指计算机硬件能够直接识别，可以被指令系统直接调用的那些数据类型。例如：定点、逻辑、浮点、十进制、字符、字符串、堆栈和向量等 3.数据表示原则：1）缩短程序的运行时间。2）减少CPU与主存储器之间的通信量。3）这种数据表示的通用性和利用率 4.零地址空间个数：三个零地址空间，两个零地址空间，一个零地址空间，隐含编址方式。 并行存储器的编址技术：高位交叉编址，低位交叉编址。 7.高位交叉编址：扩大存储器容量。低位交叉编址：提高存储器速度。 者一个存储器操作数。对于存储器操作数来说，由寻址方式确定的存储器地址为有效地址。 9.多种寻址方式：显著地减少程序的指令条数，可能增加计算机的实现复杂度和指令的CPI。 10.寻址方式：立即数寻址方式，寄存器寻址方式，主存寻址方式（直接寻址、间接寻址、变址寻址），堆栈寻址方式。 11.指令格式的设计：确定指令字的编码方式，包括操作码字段和地址码字段的编码和表示方式。 指令格式的优化：如何用最短的位数来表示指令的操作信息和地址信息。 12.操作码的三种编码方法：固定长度、Huffman编码、扩展编码 操作码优化的程度可以用信息熵来衡量。 表示用二进制编码表示n个码点时，理论上的最短平均编码长度 。 信息冗余量为：R=1-（H/平均码长） 13.码长表示法：哈弗曼树、2-4等长扩展编码，1-2-3-5（3-4）扩展编码、2-8扩展编码法、3-7扩展编码法：长码的前缀不能是短码的操作码 14.码点表示法：15/15/15，8/64/512， 计算扩展码点： 1.若(16-x):(2的6次方-1)x=1:9 x=2，则扩展码点为2 则双地址的范围为：0000-1101（14条） 单地址为：1110 *** **0 ，1111 *** **0 126条 零地址为：1110 111 111 *** *** ，1111 111 111 *** *** 128条 2.单地址范围：2的6次方-1=63 1111 000 000 --1111 111 110 双地址范围：2的（6－2）次方-1=15 0000-1110 零地址范围：1111 1111 1100 0000----1111 1111 1111 1111 15.单地址指令范围为：2的n次方-1 （留一个扩展码点） 双地址：2的n-2次方-1 零地址：2的n次方 缩短地址码长度的方法：用一个短地址码表示一个大地址空间 用间址寻址方式、变址寻址方式、寄存器间接寻址方式缩短地址码长度 17.CISC（Complex Instruction Set Computer）：复杂指令系统 增强指令功能，把越来越多的功能交由硬件来实现，且指令的数量也是越来越多。 18.RISC（Reduced Instruction Set Computer）：精简指令系统 减少CPI是RISC思想的精华: Ｐ＝Ｉ· CPI · Ｔ Ｐ是执行这个程序所使用的总的时间；Ｉ是这个程序所需执行的总的指令条数； 尽可