计算机系统结构概念点,不含计算方法,仅有部分提示,整理内容仅供参考
计算机系统结构：指机器语言程序的设计者或是编译程序设计者所看到的计算机系统的概念性结构与功能特性。
透明性：一种本来存在，有差异的事物和属性，从某种角度上看又好像不存在的现象，被称为是“透明性”（ 例如，高级程序员看不到各种不同类型机器的差异性，就是一个明显的例证。）
计算机系统结构 ：数据表示；寄存器定义；指令系统；中断系统；存储系统；输入输出结构；机器工作状态；信息保护
计算机组成：数据通路的宽度；专用部件的设置；各功能部件；控制机构的组成方式；缓冲技术；可靠性技术的采用和方式的选择 计算机实现：逻辑设计的物理实现
FLYNN分类法：单指令流单数据流( SISD ),传统顺序处理计算机 单指令流、多数据流(SIMD )结构 , 阵列处理机、并行处理机 多指令流、单数据流( MISD )结构, 如RISC机、向量机 多指令流、多数据流( MIMD )结构, 多处理机系统
计算机系统的设计原则：1.加速那些使用频率高的部件——提高整个计算机性能; 2. Amdahl定律; 3.程序访问局部性原理
Amdahl定律：系统中某一部件由于采用某种改进的执行方式后，整个系统的性能提高了，其衡量指标为加速比。 Amdahl定律可表示为：加速比Sp = Te / T0
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改进后时间T0= ???? ?? – 可改进部分占比???? + ??
性能提高倍数 ??
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整理得????=
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??????? +????/????
CPU性能指标: ????????=????????????????=指令总数*执行每条指令所需平均周期数*时钟周期
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???????????????时钟频率?????????????????CPI= ?????????
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MIPS== MFLOPS=
程序中的浮点操作次数??????
执行时间????
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计算机系统的层次结构(会排序,注意23级)
性能评价结果数据的处理方法: 算术性能平均法;几何..;调和..;
软件兼容性要求:继承软件资产，保证软件向后兼容和向上兼容 数据类型:基本数据类型(二进制数位及位串、整数及自然数、实数（浮点数）、逻
辑数、十进制数、字符等。二进制数位是信息存储的最基本单位，0和1，长度为8时，构成字节。);结构数据类型(一组由相互有关的数据元素复合而成的数据类型，这些数据元素可以是基本数据类型中的元素，也可以是结构化数据类型本身中的元素如向量、数组、字符串、堆栈、队列等。结构化的数据类型除了可由用户定义外，还有一种是系统数据类型，它们通常是在操作系统中被使用的，如堆栈、队列等。);抽象数据类型;访问指针.
数据表示：指在计算机中能由硬件直接辩认,指令系统可以直接调 用的数据类型。(实质上是一个软硬件取舍的问题)
自定义数据表示：由数据本身来表明数据类型，使计算机内的数据具有自定义能力。
分类:带标志符的数据表示,数据描述符
优点
1.简化了指令系统2.容易检出程序编制中的错误3.简化了编译程序4.支持数据库系统5.简化了程序设计6.便于软件测试，支持应用软件开发 缺点1.数据字长增加2.降低了指令的微观执行速度3.与其他计算机的兼容性差，硬件复杂
程序定位方式:直接;静态;动态(优点：在程序执行时由硬件形成主存物理地址，主存利用率高，多个用户可以共享同一个程序段，支持虚拟存储器实现。缺点：需要硬件支持，实现的算法比较复杂。)
RISC设计思想的起源1.20%-80%定律2.系统设计中硬件和软件之间折衷3.VLSI工艺技术发展 主要技术:1.流水线结构和指令调度2.寄存器窗口3.优化编译技术
复杂指令集计算机CISC特点:1.指令的控制执行是采用微程序控制技术，有专用的寄存器。2.控制器十分复杂，占用了大量CPU芯片面积，有些复杂指令用的很少，难以用优化编译生成高效目标代码。3.处理器的执行效率不高。4.指令系统与软件之间语义差别越来越大，软件设计任务十分繁重，整个设计风格不是十分经济有效的。 RISC特点1.指令格式简单化、规整化（寄存器-寄存器型）2.基本是单周期操作（指令功能和执行周期权衡选择）3.分开的存取指令数据，引入多级Cache 4.面向寄存器堆的结构 5.充分提高流水线效率（用各种技术减少相关阻塞）6.采用硬逻辑控制方式（少数采用微程序设计）7.采用优化编译技术，很好地支持高级语言
存储系统的三个特性:局部性;一致性(在容量大的存储器中，一定能找到上层存储信息的副本);包含性(副本修改，以保持同一信息的一致性);
计算机存储系统三个基本参数: 存储容量S(以字节数表示，单位为B、KB、MB、GB、TB等);存储器速度T(存储器访问周期，与命中率有
关);存储器价格C(表示单位容量的平均价值单位为＄C/bit或＄C/KB) 存储层次结构
解决频带平衡的三种方法:1.多个存储器并行工作，并用并行访问和交叉访问等方法 2.设置各种缓冲存储器 3.采用Cache存储系统。 引入CACHE的目的: 提高CPU对存储器的访问速度 特点: 容量比较小但速度比主存高很多，接近于CPU的速度。
地址映像是指某一数据在主存中的地址与在缓存中的地址两者之间的关系。
CACHE写操作的更新策略 全写法: Cache及主存与内容同时更新 CACHE命中率的影响因素:CACHE容量,CACHE块大小,地址映像方式