名词解释计算机系统结构
名词解释计算机系统结构
名词解释计算机系统结构
计算机系统是由多个不同层次的硬件与软件组成的复杂系统，在计算机系统中系统结构则是其中最为重要的一个方面。本文将从五个不同方面来对计算机系统结构进行解释。
一、计算机系统结构的概念
计算机系统结构是指计算机硬件组成与指令集架构的综合，是计算机整体结构的描述和安排布局，描述了计算机硬件和系统软件之间的关系，包括计算机的各个硬件模块之间的互连方式，体现了计算机硬件的层次结构。
二、计算机系统结构的层次结构
计算机系统结构可根据功能和层次分为五层：计算机客户层、操作系统层、编译器与解释器层、核心服务与系统程序层、计算机硬件层。
三、计算机系统结构的硬件构成
计算机系统的硬件构成主要包括：输入输出设备、存储器、中央处理器、总线、控制器等。其中，中央处理器（CPU）是计算机系统关键的硬件部件，它集成了算术逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)、寄存器等模块。
四、计算机系统结构的指令集分类
指令集打破了不同计算机之间的语言障碍，为计算机添加新指令的同时也为计算机的应用程序提供了更多的选择，指令集的分类主要有以下几种：复杂指令集（CISC）、精简指令集（RISC）、超标量指令集（VLIW）、显式并行指令集（EPIC）等。
五、计算机系统结构的发展趋势
计算机的不断发展带来了计算机系统结构的变革，目前计算机系统结构的发展主要在以下几个方向：并行考虑（多核）、强化数据cache技术、多线程技术、仿真和虚拟化技术、服务器集成、存储系统优化和功能性加强等。
总结：计算机系统结构是硬件和软件之间的紧密结合，它使得不同的硬件可以协同工作，不同软件可以相互兼容。理解计算机系统结构对于计算机专业人员来说非常重要，只有通过深入的研究与学习，才能在未来的事业道路中有更优秀的表现。
计算机系统结构考试及答案
模拟试卷 1 一、名词解释 1. 系统结构：是对计算机系统中各机器级之间界面的划分和定义，以及对各 级界面上、下的功能进行分配。 2. SIMD ：单指令流多数据流计算机系统。 3. 资源共享 4. Cache：高速缓冲存储器 5. 模拟: 是对真实事物或者过程的虚拟 二、选择 1. Cache 是介于CPU 和( C )之间的小容量存储器，能高速地向CPU 提供 指令和数据，从而加快程序的执行速度。 A.寄存器 B.DRAM C.主存 D.硬盘 2. 并行性开发的途径为时间重叠、资源共享和( C ) 等。 A.时间并行 B.资源分布 C.资源重复 D.时间并发 3. 冯?诺依曼型计算机的设计思想是( C )。 A.存储数据并按地址顺序执行 B.存储程序并按地址逆序执行 C.存储程序并按地址顺序执行 D.存储程序并乱序执行 4. 在计算机系统的层次结构中，属于硬件级的是( D )。 A.应用语言级 B.高级语言级 C.汇编语言级 D.机器语言级 5. 消除流水线性能瓶颈的方法：瓶颈段细分和( B )。 A.瓶颈段串联 B.瓶颈段并联 C.瓶颈段拆分 D.瓶颈段流水 三、简答 1. 试述现代计算机系统的多级层次结构。
3. 试述全相联映像与直接映像的含义及区别。 直接映像: 指主存的一个字块只能映像到Cache的一个准确确定的字块中。直接映象是一种最简单的地址映像方式，它的地址变换速度快，而且不涉及其他两种映像方式中的替换策略问题。但是这种方式的块冲突概率较高，当称序往返访问两个相互冲突的块中的数据时，Cache 的命中率将急剧下降，因为这时即使Cache中有其他空闲块，也因为固定的地址映像关系而无法应用。 全相联映像：指主存的一个字块可以映像到整个Cache的任何一个字块中。这种方式只有当C ache 中的块全部装满后才会出现块冲突，所以块冲突的概率低，可达到很高的Cache 命中率；但实现很复杂。当访问一个块中的数据时，块地址要与Cache 块表中的所有地址标记进行比较已确定是否命中。在数据块调入时存在着一个比较复杂的替换问题，即决定将数据块调入Cache中什么位置，将Cache中那一块数据调出主存。为了达到较高的速度，全部比较和替换都要用硬 件实现。
名词解释计算机系统结构
名词解释计算机系统结构 名词解释计算机系统结构 计算机系统是由多个不同层次的硬件与软件组成的复杂系统，在计算机系统中系统结构则是其中最为重要的一个方面。本文将从五个不同方面来对计算机系统结构进行解释。 一、计算机系统结构的概念 计算机系统结构是指计算机硬件组成与指令集架构的综合，是计算机整体结构的描述和安排布局，描述了计算机硬件和系统软件之间的关系，包括计算机的各个硬件模块之间的互连方式，体现了计算机硬件的层次结构。 二、计算机系统结构的层次结构 计算机系统结构可根据功能和层次分为五层：计算机客户层、操作系统层、编译器与解释器层、核心服务与系统程序层、计算机硬件层。 三、计算机系统结构的硬件构成 计算机系统的硬件构成主要包括：输入输出设备、存储器、中央处理器、总线、控制器等。其中，中央处理器（CPU）是计算机系统关键的硬件部件，它集成了算术逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)、寄存器等模块。 四、计算机系统结构的指令集分类
指令集打破了不同计算机之间的语言障碍，为计算机添加新指令的同时也为计算机的应用程序提供了更多的选择，指令集的分类主要有以下几种：复杂指令集（CISC）、精简指令集（RISC）、超标量指令集（VLIW）、显式并行指令集（EPIC）等。 五、计算机系统结构的发展趋势 计算机的不断发展带来了计算机系统结构的变革，目前计算机系统结构的发展主要在以下几个方向：并行考虑（多核）、强化数据cache技术、多线程技术、仿真和虚拟化技术、服务器集成、存储系统优化和功能性加强等。 总结：计算机系统结构是硬件和软件之间的紧密结合，它使得不同的硬件可以协同工作，不同软件可以相互兼容。理解计算机系统结构对于计算机专业人员来说非常重要，只有通过深入的研究与学习，才能在未来的事业道路中有更优秀的表现。
计算机体系结构试题库—名词解释
计算机体系结构试题库 名词解释（100题） 1．计算机体系结构：计算机体系结构包括指令集结构、计算机组成和计算机实现三个方面的内容。 2．透明性：在计算机技术中，对这种本来是存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性(transparency)。 3．程序访问的局部性原理：程序总是倾向于访问最近刚访问过的信息，或和当前所访问的信息相近的信息，程序对信息的这一访问特性就称之为程序访问的局部性原理。 4．RISC：精简指令集计算机。 5．CPI——指令时钟数（Cycles per Instruction）。 6．Amdahl定律——加快某部件执行速度所获得的系统性能加速比，受限于该部件在系统中的所占的重要性。 7．系列机：在一个厂家内生产的具有相同的指令集结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。 8．软件兼容：同一个软件可以不加修改地运行于体系结构相同的各档机器，而且它们所获得的结果一样，差别只在于有不同的运行时间。 9．基准程序：选择一组各个方面有代表性的测试程序，组成的一个通用测试程序集合，用以测试计算机系统的性能。 10．合成测试程序：首先对大量的应用程序中的操作进行统计，得到各种操作的比例，再按照这个比例人为制造出的测试程序。 11．Benchmarks：测试程序包，选择一组各个方面有代表性的测试程序，组成的一个通用测试程序集合。 12．核心程序：从真实程序提取出来的用于评价计算机性能的小的关键部分。 13．通用寄存器型机器：指令集结构中存储操作数的存储单元为通用寄存器的机器，称之为通用寄存器型机器。 14．Load/Store型指令集结构：在指令集结构中，除了Load/Store指令访问存储器之外，其它所有指令的操作均是在寄存器之间进行，这种指令集结构称之为Load/Store型指令集结构。 15．虚拟机器：（virtual machine），由软件实现的机器。 16．操作系统虚拟机：直接管理传统机器中软硬件资源的机器抽象，提供了传统机器所没有的某些基本操作和数据结构，如文件系统、虚拟存储系统、多道程序系统和多线程管理等。
计算机系统结构
硬件： 尽量别换平台 更换顺序：硬盘光驱软驱内存显卡CPU 主板 要换先换前面的 软件 以硬件为主，不要因为软件更换硬件。 不要频繁重装系统 。。。。 计算机系统结构 研究内容: 从外部来研究计算机系统 使用者所看到的物理计算机的抽象 软硬件功能分配及分界面的确定 学习目的: 建立计算机系统的完整概念 学习计算机系统的分析方法和设计方法 掌握新型计算机系统的基本结构及其工作原理 与其他学科的交叉 主要包括:计算机组成原理,计算机操作系统,汇编语言,数据结构, 微机原理,高级语言等第一章计算机系统结构的基本概念 一,计算机系统的组成 由硬件和软件组成. 1_ 硬件:可视为多种资源: 1)处理信息资源—CPU; 2)存储信息资源—存储器; 3)交换信息资源—I/O设备. 1.1 计算机系统结构的概念 二,计算机系统的多级层次结构 (逐级或越级向下实现) 2 软件:即程序 1)系统软件:各用户共同使用,如OS,编译/解释程序,汇编程序,诊断程序等; 2)应用软件:为解决用户问题编写的程序. 微程序级L0实际机器 机器语言级L1实际机器 操作系统级L2虚拟机 汇编语言级L3虚拟机 高级语言级L4虚拟机 应用语言级L5虚拟机 系统软件
软,硬交界面 硬件 固件 执行方式 应用程序包翻译(用户) 编译/解释程序翻译 (程序员) 汇编程序翻译 (汇编语言程序员) 机器语言程序解释 (操作员) 微指令程序解释 (机器语言程序员) (逻辑设计员) 1 机器语言级:二进制语言是计算机中必不可少的语言. 2 汇编语言级:用符号表示的机器语言. 3关于操作系统: ①OS是管理计算机系统的系统软件; ②OS的若干命令又可视为机器语言指令功能的扩充; ③OS虽已发展成用高级语言编写,但其属服务于高级语言,汇编语言等的功能,并最终用机器语言或微指令程序解释执行的. 4 虚拟机:以软件为主实现的机器. 5 实际机器:由硬件或固件实现的机器. 6 固件:将微程序固化在器件上的硬件. 三,计算机系统结构定义及其属性 一个计算机系统可以看成是由若干机器级组成的,从低层的硬件直到高层的应用程序级,在每一级上都可以定义一个系统结构,而传统的讲,计算机系统结构是指处在软件,硬件之间界面的描述,它反映了计算机系统的外特性. _ 定义一: Amdahl于1964年在推出IBM360系列计算机时提出: 计算机系统结构是程序员所看到的计算机系统的属性,包括概念结构和功能特性.是对计算机系统中各机器级之间界面的划分和定义,以及对各级界面上,下进行功能分配,各级都有它自己的系统结构. 定义二: 计算机系统结构主要研究软硬件功能分配和对软硬件界面的确定 计算机系统由软件,硬件和固器组成,它们在功能上是同等的. 同一种功能可以用硬件实现,也可以用软件或固件实现. 不同的组成只是性能和价格不同. 本课程定义 计算机系统结构或称计算机体系结构(Computer Architecture)是汇编语言程序员所见到的计算机属性,即软,硬件的交界面(是机器语言,汇编语言或编译程序设计者看到的机器物理系统
计算机系统结构名词解释
名词解释 1、透明 答：客观存在的事物或属性从某个角度看不到，称对它透明。 2、CISC 答：复杂指令系统计算机，这种计算机增强了原有指令的功能，设置了更为复杂的新指令取代原先由软件子程序完成的功能，实现了软件功能的硬化，但指令系统日益庞大和复杂。 3、LRU算法 答：近期最少使用算法。选择近期最少访问的页作为被替换的页。 4、地址变换 答：地址变换是每次访问Cache时怎样将主存地址变换成Cache地址。 5、主存空间数相关 答：是指相邻的两条指令之间出现对主存同一单元要求先写而后读的关联。 6、并行性 答：同一时刻或同一时间间隔内完成两种以上性质相同或不相同的工作特性称为并行性。 7、RISC 答：精简指令系统计算机，这种计算机通过减少指令种数和简化指令功能来降低硬件设计的复杂度，提高指令的执行速度。 8、存储体系 答：存储体系是指在构成存储系统的几种不同的存储器之间，配上辅助软硬件或辅助硬件，使之从应用程序员的角度看，它们在逻辑上是一个整体。 9、地址映像 答：地址映像就是将每个主存块按什么规则装入Cache中。 10、流水线的速度瓶颈 答：流水线中经过时间最大的功能段就是流水线中的速度瓶颈。 11、计算机系统结构 答：计算机系统结构也叫计算机体系结构，指的是传统机器级的系统结构。 12、非专用总线 答：非专用总线是指可以被多种功能或多个部件分时共享的总线。 13、页面失效 答：要访问的虚页不在实际主存中时，就会发生页面失效。 14、一次重叠 答：是指将指令的解释分为“分析”和“执行”两个阶段，任何时刻都只是“执行K”与“分析K+1”在时间上的重叠，让指令分析部件和指令执行部件同时在处理相邻的两条指令。15、全局性相关 答：指的是已进入流水线的转移指令和其后续指令之间的相关。 16、向后兼容 答：系列机软件的向后兼容指的是按某个时期投入市场的机器上编写的软件，不加修改就能运行于在它之后投入市场的机器上。 17、高级语言机器 答：高级语言机器是不需要编译即可运行高级语言程序的计算机。 18、页面争用 答：当页面调入主存，主存中的页面位置全部已被其他虚页占用时，就会发生页面争用。 19、指令相关 答：指令相关是因为指令在程序的执行过程中允许被修改造成的，本条指令要等到之前的指
系统结构 名词解释
系统结构の名词解释 第一章 1.虚拟机：由软件实现的机器。虚拟机中有些操作可以由硬件或固件实现。（固件：具有 软件功能的硬件。） 2.计算机系统结构：计算机系统的软、硬件的界面，即机器语言程序员所看到的传统机器 级所具有的属性。 3.Amdahl定律：加快某部件执行速度所能获得的系统性能加速比，受限于该部件的执行 时间占系统中总执行时间的百分比。 4.CISC：复杂指令集计算机。 RISC：精减指令集计算机。 第二章 5.数据表示：计算机硬件能够直接识别、指令系统可以直接调用的数据类型。 第三章 6.流水线需要有通过时间和排空时间。 通过时间：第一个任务从进入流水线到流出结果所需的时间。 排空时间：最后一个任务从进入流水线到流出结果所需的时间。 7.系统级流水线（宏流水线）：把多台处理机串行连接起来，对同一数据流进行处理，每 个处理机完成整个任务中的一部分。 8.静态流水线：在同一时间内，多功能流水线中的各段只能按同一种功能的连接方式工作。 对于静态流水线来说，只有当输入的是一串相同的运算任务时，流水的效率才能得到充分的发挥。 9.动态流水线：在同一时间内，多功能流水线中的各段可以按照不同的方式连接，同时执 行多种功能。 优点是灵活，能够提高流水线各段的使用率，从而提高处理速度。缺点是控制复杂。10.线性流水线：流水线的各段串行连接，没有反馈回路。数据通过流水线中的各段时，每 一个段最多只流过一次。 11.非线性流水线：流水线中除了有串行的连接外，还有反馈回路。 第四章 12.横向(水平)处理方式：向量计算是按行的方式从左到右横向地进行。 纵向处理方式：向量计算是按列的方式从上到下纵向地进行。 纵横处理方式：又称为分组处理方式。把向量分成若干组，组内按纵向方式处理，依次处理各组。 第五章 13.指令并行级：指指令之间存在的一种并行性，利用它，计算机可以并行执行两条或两条 以上的指令。（ILP：Instruction-Level Parallelism） 14.IPC：（Instructions Per Cycle）每个时钟周期完成的指令条数。 15.循环级并行：使一个循环中的不同循环体并行执行。 16.CDB：公共数据总线。 ROB（ReOrder Buffer）：再定序缓冲器。 17.超标量（Superscalar）：在每个时钟周期流出的指令条数不固定，依代码的具体情况 而定。（有个上限）设这个上限为n，就称该处理机为n-流出。可以通过编译器进行静态调度，也可以基于Tomasulo算法进行动态调度。 第六章
简述计算机系统的结构组成
简述计算机系统的结构组成计算机系统是由多种硬件和软件组成的复杂系统，能够执行各种计算任务。它包括计算机硬件、操作系统、应用软件以及用户等多个方面。下面将从计算机硬件、操作系统、应用软件和用户四个方面来详细介绍计算机系统的结构组成。 一、计算机硬件 计算机硬件是计算机系统的物理部分，主要包括中央处理器（CPU）、内存、存储器、输入设备、输出设备和通信设备等。 1.中央处理器（CPU） 中央处理器是计算机的核心部件，负责执行计算机程序中的指令以及进行数据处理。它包括运算单元、控制单元和寄存器等组成。运算单元负责进行各种算术运算和逻辑运算，控制单元负责控制指令的执行顺序，寄存器用于临时存放数据和指令。 2.内存
内存是计算机系统中用于存储数据和指令的部件，也是中央处理器能够快速访问数据的地方。它分为主存储器和辅助存储器两种。主存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），用于存储程序和数据；辅助存储器包括硬盘、光盘、闪存等，用于长期存储和备份数据。 3.存储器 存储器是指计算机系统中用于存储数据的硬件设备，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。随机存储器用于临时存放数据和程序，具有读写功能；只读存储器则用于存放固化的程序和数据，只能读取而不能写入。 4.输入设备 输入设备用于将外部信息传输给计算机系统，包括键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。键盘用于输入文字和命令，鼠标用于控制光标和选择操作，扫描仪和摄像头用于将实物转化为数字格式。 5.输出设备
输出设备用于将计算机系统处理结果显示或输出，包括显示器、 打印机、投影仪、耳机等。显示器用于显示文字、图像和视频等，打 印机用于将计算结果打印出来，投影仪用于将计算结果投影到屏幕上，耳机用于音频输出。 6.通信设备 通信设备用于计算机之间或计算机与外部设备之间的数据传输， 包括网卡、调制解调器、路由器等。网卡用于计算机和局域网之间的 数据传输，调制解调器用于计算机和广域网之间的数据传输，路由器 用于数据包的转发和路由选择。 二、操作系统 操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和控制计算机硬件 的各个部件以及协调用户和计算机系统之间的交互。 1.进程管理 操作系统通过进程管理来管理计算机系统中的各个进程，包括进 程的创建、调度、切换和销毁等。它能够确保每个进程都能够得到合 理的资源分配，并协调进程之间的相互影响。
计算机的体系结构
计算机的体系结构 计算机的体系结构是指计算机硬件系统整体组成的结构形式，主 要包括硬件组成、指令系统、运算方式和数据路径等。以下将从四个 方面详细介绍计算机的体系结构。 1. 硬件组成 计算机的硬件组成主要包括输入设备、输出设备、存储设备和中 央处理器（CPU）等。输入设备主要包括键盘、鼠标、扫描仪等，用于 将人类活动转化为计算机可以理解的形式。输出设备主要包括显示器、打印机等，用于将计算机的结果转化为人类可以理解的形式。存储设 备主要包括硬盘、U盘、内存等，用于存储计算机的数据和程序。CPU 是计算机的核心部件，主要负责计算、控制和存储数据等操作。 2. 指令系统 指令系统是计算机执行程序的基础，它决定了计算机可以执行哪 些操作以及如何执行。不同的计算机有不同的指令系统，但它们大多 都包括算术逻辑指令、数据传送指令、控制指令等。算术逻辑指令主 要用于完成数值运算和逻辑运算，数据传送指令用于将数据从一个位 置传送到另一个位置，控制指令用于控制程序的执行流程。 3. 运算方式 计算机的运算方式主要包括定点运算、浮点运算、矢量运算和并 行运算等。其中，定点运算主要用于整数运算，浮点运算用于实数运算，矢量运算用于计算向量和矩阵等复杂数据结构，而并行运算则可 以同时执行多个指令，提高计算机的运算速度。 4. 数据路径 数据路径是指计算机中用于传输数据和指令的路径。它由总线、 寄存器、运算器等组成。总线主要用于将计算机各部件之间的数据传输，寄存器用于存储指令和数据，运算器用于执行指令操作。在数据 路径中，还有许多重要的部件如ALU（算术逻辑单元）、Cache（高速 缓存）、MMU（内存管理单元）等等，它们的设计和性能都对计算机的
计算机系统结构术语解释和简答题
一．名词解释 1）虚拟机：指通过软件模拟具有完整硬件系统功能的，运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统 2）系统加速比：同一个任务在系统改进前花费总时间和在系统改进后花费总时间的比率3）Amdahl定律：计算计算机系统中某个部件改进后能获得多少总性能提高的定律 15）顺序流水线：输入端任务流入的顺序和输出端任务流出的顺序相同的流水线 16）乱序流水线：输入端任务流入的顺序和输出端任务流出的顺序不同的流水线 17）流水线吞吐率：单位时间内流水线完成任务的数量 18）流水线加速比：完成同样一批任务，使用流水线花费的时间和不使用流水线花费的时间之比
19）流水线的效率：流水线中设备的实际使用时间和整个运行时间的比值 20）数据相关：此次运算需要前一次运算的结果作为数据 21）名相关：两个操作使用了相同的寄存器或者存储器 22）控制相关：根据分支指令的执行结果确定后面程序的运行 23）反相关：名相关的一种，指令i读的名和指令j写的名相同，简称i读j写 24）结构冲突：硬件资源不足引起的冲突 25）数据冲突：当指令在流水线中重叠执行时，因需要晕倒前面的指令的执行结果引起的冲突 26）控制冲突：流水线遇到的分支指令或者其他会改变pc值的指令所引起的冲突 27）定向技术：把计算结果从产生位置直接放到需要的位置 28）多级存储层次：采用多种存储器技术的存储器结构 29）命中时间：cpu访问存储系统时，找到所需数据花费的时间 30）不命中率：cpu访问存储系统时，没有找到所需数据的比率 31）不命中开销：cpu访问存储系统时，没有找到所需数据花费的时间 32）全相连映像：主存中的任意一块对应Caceh中的任意一个位置 33）直接映像：主存中的任意一块对应Caceh中的唯一一个位置 34）组相连映像：主存中的任意一块对应Caceh中的一组位置 35）写直达法：写入cache之后，直接写入下一级存储器 36）写回法：只写入caceh中，只有该块被替换时，才写入下一级存储器 37）强制性不命中：第一次访问时，Cache中没有该程序的任何数据而产生的不命中38）容量不命中：因为Cache容量限制导致某些块被替换出去之后又再次访问该块而放到不到的不命中
计算机系统结构的基本概念
第一章 计算机系统结构的基本概念 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： )1(0Se Fe Fe T T n +-=, 其中0T 为改进前的整个任务的执行时间。 ♦ 改进后的整个系统加速比为： Se Fe Fe T T S n n /)1(10+-== （3）CPU 性能公式。 CPU 时间=CPU 时钟周期数/频率； CPU 时间=CPU 时钟周期数*时钟周期长；
计算机体系结构第一章名词解释
第一章名词解释、简答、计算题答案 一、计算机体系结构的基木概念（14个） 1.1引论 1.2计算机体系结构的概念 1、如何理解计算机系统中的层次概念？ 答：从计算机语言的角度，把计算机系统按功能划分成多级层次结构。对计算机系统的认识需要在某一个层次上，从不同角度（层次）所看到的计算机属性是不同的。 计算机系统按功能通常从高到低可分成以下几个层次： 应用语言虚拟机、高级语言虚拟机、汇编语言级虚拟机、操作系统虚拟机、传统机器级、微程序机器级共六级。 在以上划分中，传统机器级以上的所有机器都称为是虚拟机。这种划份方法有助于各级语言的实质及实现，分层后，处在某一级虚拟机的程序员只需要知道这一级的语言及虚拟机，至于这一级语言是如何再逐层地经翻译或解释到下面的实际机器级，就无须知道了。 2、划分多级层次结构的作用是什么？ 答：把计算机系统按功能划分成多级层次结构： 首先有利于正确地理解计算机系统的工作，明确软件、硬件和固件在计算机系统中的地 位相作用。 其次有利于理解各种语言的实质及其实现。 最后还有利于探索虚拟机新的实现方法，设计新的计算机系统。 3、语言实现的两种技术是什么，有何优缺点？ 答：翻译和解释是语言实现的两种技术。它们都是以执行一串N级指令来实现 N+1级指令。翻译技术是先把N+1级程序全部变换成N级程序后，再去执行新产 生的N级程序，在执行过程中N+1级程序不再被访问。 解释技术是每当一条N+1级指令被译码后，就直接去执行一串等效的N级指令，然后再去取下一条N+1级的指令，依此重复进行。在这个过程中不产生翻译 出来的程序，因此，解释过程是边变换、边执行的过程 一般来说，解释执行比翻译花的时间多，但存储空间占用较少。 4、什么是透明性？如何理解体系结构的概念？
北京邮电大学-计算机系统结构(体系结构)-期末复习-术语解释
1.计算机系统结构：机器语言程序员所看到的传统机器级所具有的属性，它包括概念性结构和功能特性两个方面. 2.计算机组成：指的是计算机系统结构的逻辑实现，包括物理机器级内的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。 3.计算机实现：指的是计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构,器件的集成度和速度,模块、插件、主板的划分与连接，信号传输,电源、冷却及整机装配技术等. 4.程序局部性原理：实验统计表明：一个程序用 90％的执行时间去执行仅占 10%的程序代码。这一规律称为程序访存的局部性原理. 5.透明性:在计算机技术中，本来存在的事物或属性,但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性. 6.重叠执行:例如一次重叠执行方式：把执行第 k 条指令与取第 k＋１条指令同时进行。 7.指令级并行性:程序中的指令是顺序安排的,当这些指令间不存在相关而能在流水线中通过时间重叠方法来并行执行时，则存在指令级并行性。 8.粗粒度并行性：在多处理机上分别运行多个进程，由多台处理机合作完成一个程序。 9.细粒度并行性:是指在一个进程中进行指令一级或操作一级的并行处理。 10.向量处理方式:对数组的运算称为向量处理。绝大多数向量处理机采用流水线结构，从并行性考虑，向量处理机采用纵向处理方式或纵横相结合的处理方式。 11.互连函数：在互连网络中,用输入变量 x 表示输入，用函数 f（x）表示输出，通过数学表达式建立输入输出端的一一对应关系。 12.互连网络：互连网络是一种由高速开关元件按照一定的拓扑结构和控制方式构成的网络,用来实现计算机系统内部多个处理机或多个功能部件之间的相互连接。 13.静态网络：是指处理单元间有着固定连接的一类网络，在程序执行期间,这种点到点的链接保持不变。 14.动态网络:是用交换开关构成的，可按运行程序的要求动态地改变连接状态的网络。 15.等分宽度：当某一网络被切成相等的两半时，沿切口的最小边数(通道)称为通道等分宽度,用 b 表示。而线等分宽度就是 B＝b×w。其中 w 为通道宽度（用位表示）. 该参数主要反映了网络最大流量。 16.自适应寻径:通信的通路每次都要根据通信资源或者网络的情况来选择，这样就可以避开拥挤的或有故障的结点，从而使网络的利用效率可以得到改进. 17.标量处理机：处理机在处理数据时以标量为基本处理对象。 18.超标量机：主要是借助对硬件资源重复来实现空间的并行操作。 19.超流水线机：在一个时钟周期内能够分时发射多条指令的处理机称为超流水线处理机，另外，也把指令流水线的段数大于等于8 的流水线处理机称为超流水线处理机. 20.超标量超流水线机：为了进一步提高指令级并行度,可以把超标量技术与超流水线技术结合在一起，这就是超标量超流水线处理机。 21.半性能向量长度：是为达到一半最大性能值所需的向量长度。 22.阵列（并行)处理机(SIMD）：主要技术手段是硬件上采用资源重复的方法来实现并行性。单指令流多数据流结构。 23.共享存储多处理机（SMP）：共享存储型多处理机SMP,也称为对称型多处理机。它又分为UMA、NUMA、COMA三种结构模型，彼此的区别在于存储器和外围资源如何共享或分布。24.分布存储多处理机：属于紧耦合系统，它的共享存储器分布在各台处理机中，每台处理机都带有自己的本地存储器，组成一个“处理机—存储器”单元。但是这些分布在各台处理机中的实际存储器又合在一起统一编址, 在逻辑上组成一个共享存储器。这些处理机存储器单元通过互连网络连接在一起 ,每台处理机除了能访问本地存储器外，还能通过互连网络直
计算机体系结构的基本概念
第一章计算机体系结构的基本概念 1.1名词解释： 1.层次结构——计算机系统可以按语言的功能划分为多级层次结构，每一层以不同的语 2.翻译——（基于层次结构）先把N+1级程序全部变换成N级程序之后，再去执行N 级程序，在执行过程中，N+1级程序不再被访问。 3.解释——每当一条N+1级指令被译码后，就直接去执行一串等效的N级指令，然后 再去取下一条N+1级指令，依此重复执行。 4.体系结构——程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性。 5.透明性——在计算机技术中，对本来存在的事物或属性，从某一角度来看又好像不存 在的概念称为透明性。 6.系列机——在一个厂家生产的具有相同的体系结构，但具有不同的组成和实现的一系 列不同型号的机器。 7.软件兼容——同一个软件可以不加修改地运行于体系结构相同的各档机器上，而且它 们所获得的结果一样，差别只在于运行的时间不同。 8.兼容机——不同厂家生产的、具有相同体系结构的计算机。 9.计算机组成——计算机体系结构的逻辑实现。 10.计算机实现——计算机组成的物理实现。 11.存储程序计算机（冯·诺依曼结构）——采用存储程序原理，将程序和数据存放在同 一存储器中。指令在存储器中按其执行顺序存储，由指令计数器指明每条指令所在的单元地址。 12.并行性——在同一时刻或同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不同的工 作。 13.时间重叠——在并行性中引入时间因素，即多个处理过程在时间上相互错开，轮流重 叠地使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转而赢得速度。 14.资源重复——在并行性中引入时间因素，是根据“以数量取胜”的原则，通过重复设
计算机系统结构BTB的名词解释
计算机系统结构BTB的名词解释 计算机系统结构是指计算机硬件和软件组成以及它们之间的相互作用关系。BTB（Branch Target Buffer）是计算机系统中的一个重要组成部分，它在处理器中起着至关重要的作用。在本文中，将对BTB进行详细的名词解释。 一、BTB的概念与作用 BTB，即Branch Target Buffer，是计算机处理器中的一个高速缓存结构，用于存储分支指令的目标地址。分支指令是计算机程序中的一种特殊指令，用于根据条件跳转到程序的其他部分执行。分支指令的执行会导致指令流的中断和重定向，因此，为了提高处理器执行效率，需要预测分支指令的目标地址。这时，BTB就派上了用场。 BTB的主要作用是通过存储预测的目标地址，加速处理器对分支指令的执行。它能够减少分支指令的处理时间并提高程序的执行效率。BTB能够预测分支指令的目标地址，并将预测结果与指令流中的指令解码器进行比较，以确定是否正确预测分支的目标地址。如果预测正确，BTB可以直接提供目标地址，从而避免了处理器来回等待分支指令目标地址的计算。 二、BTB的结构和工作原理 BTB的结构一般包含两个主要部分：标签和目标地址。标签可以简单理解为分支指令的地址，而目标地址则是根据分支指令的地址预测得到的目标地址。BTB 一般使用关联存储器（Associative Memory）来实现对标签和目标地址的存储和检索。 BTB的工作原理可以分为两个阶段：预测和检索。首先，当处理器遇到分支指令时，BTB会对分支指令的标签进行预测，尝试预测分支指令的目标地址。这个预测过程可以使用多种算法和策略，如全相联（Fully Associative）和直接映射（Direct Mapped）等。预测的结果会被存储在BTB中，以便后续的检索和验证。
计算机系统结构知识点
计算机系统结构知识点 第一章 1、翻译和解释的区别和联系? 区别：翻译是整个程序转换，解释是低级机器的一串语句仿真高级机器的一条语句。 联系：都是高级机器程序在低级机器上执行的必须步骤。 2、为什么将计算机系统看成是多级机器构成的层次结构? 可以调整软、硬件比例;可以用真正的实处理机代替虚拟机器;可以在1台宿主机上仿 真另一台。 3、计算机系统结构用软件实现和硬件实现各自的优缺点? 硬件优点：速度快，节省存储时间;缺点：成本高，利用率低，降低灵活性、适用性。 软件优点：成本低，提高灵活性、适用性;缺点：速度慢，增加存储时间、软件设计费。 4、就目前通用机来说，计算机系统结构的属性主要包括哪些? 数据表示、寻址方式、寄存器组织、指令系统、存储系统组织、中断系统、管态目态 定义与转换、 IO结构、保护方式和机构。 5、试述由上往下、由下往上设计思路和存在的问题? 由上往下：先考虑应用要求，再逐级往下考虑怎样实现。适用于专业机 由下往上：根据已有器件，逐级往上。六七十年代通用机设计思路。 以上方法存在的问题是软、硬件脱节。 6、采用统一高级语言方法、适用场合、存在问题和应采取的策略。 定义：是指为所有程序员使用的完全通用的高级语言。 适用场合：软件移植方便。 存在问题：目前语言的语法、语义结构不同;人们的看法不同;同一语言在不同机器上 不通用;程序员的习惯
应采取的策略：可一定范围内统一汇编语言，结构相同机器间搞系列机。 7、由中间开始的设计思路及优点 既考虑应用也考虑现有器件，由软硬件分界面向两端设计。 优点：并行设计，缩短周期。 8、模拟和仿真的区别 模拟：机器语言解释，在主存中;仿真：微程序解释，在控制存储器中。 9、采用系列机方法、适用场合、好处、存在问题和应采取的策略 定义：根据软硬件界面的系列结构，设计软件和不同档次的系列机器。 适用场合：同一系列内软件兼容 好处：呼应“中间开始”设计思路;缓解软件要求稳定环境和硬件发展迅速的矛盾。 存在问题：软件兼容有时会阻碍系统结构的变革。 策略：坚持这一方法，但到一定时候要发展新系列，还可采用模拟仿真。 10、为什么要进行软件移植? 软件的相对成本越来越高，应重新分配软、硬件功能。但： 成熟软件不能放弃;已有软件修改困难;重新设计软件经济上不划算。 11、除了分布处理MPP和机群系统外，并行处理计算机按其基本结构特征可分为哪几种不同结构?例举它们要解决的问题。 流水线处理机：多个部件时间上并行执行。拥塞控制，冲突防止，流水线调度。 阵列处理机：空间上并行。处理单元灵活，规律的互连模式和互连网络设计，数据在存储器中的分布算法。 多处理机：时间和空间上的异步并行。多CPU间互连，进程间的同步和通讯，多CPU 间调度。 数据流计算机：数据以数据令牌在指令间传递。硬件组织和结构，高效数据流语言。 12、采用模拟与仿真方法、适用场合、好处、存在问题和应采取的策略。 模拟 定义：用机器语言解释另一指令系统
计算机体系结构名词解释
层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。 虚拟机：用软件实现的机器。 翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。 解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。 计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。 在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。 计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。 计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。 系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。 Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。 程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。 CPI：每条指令执行的平均时钟周期数。 测试程序套件：由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序，用来测试计算机在各个方面的处理性能。 存储程序计算机：冯·诺依曼结构计算机。其基本点是指令驱动。程序预先存放在计算机存储器中，机器一旦启动，就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序，自动完成由程序所描述的处理工作。 系列机：由同一厂家生产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型号的计算机。
计算机系统结构-名词解释
第1章计算机系统结构的基本概念 1.1 解释下列术语 层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。 虚拟机：用软件实现的机器。 翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。 解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。 计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。 在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。 计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。 计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。 系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。 Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。 程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。 CPI：每条指令执行的平均时钟周期数。 测试程序套件：由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序，用来测试计算机在各个方面的处理性能。 存储程序计算机：冯·诺依曼结构计算机。其基本点是指令驱动。程序预先存放在计算机存储器中，机器一旦启动，就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序，自动完成由程序所描述的处理工作。
计算机体系结构名词解释大全
计算机体系结构名词解释大全
名词解释： （1）静态流水线——同一时间内，流水线的各段只能按同一种功能的连接方式工作。（2）分段开采——当向量的长度大于向量寄存器的长度时，必须把长向量分成长度固定的段，然后循环分段处理，每一次循环只处理一个向量段。（3）计算机体系结构——程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性 （4）时间重叠——在并行性中引入时间因素，即多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转而赢得速度。（5）TLB——个专用高速存储器，用于存放近期经常使用的页表项，其内容是页表部分内容的一个副本（6）结构冲突——指某种指令组合因为资源冲突而不能正常执行（7）程序的局部性原理——程序在执行时所访问的地址不是随机的，而是相对簇聚；这种簇聚包括指令和数据两部分。（8）2：1Cache经验规则——大小为N的直接映象Cache的失效率约等于大小为N /2的两路组相联Cache的实效率。（9）组相联映象——主存中的每一块可以放置到Cache中唯一的一组中任何一个地方（10）数据相关——当指令在流水线中重叠执行时，流水线有可能改变指令读/写操作的顺序，使得读/写操作顺序不同于它们非流水实现时的顺序，将导致数据相关。（1）动态流水线——同一时间内，当某些段正在实现某种运算时，另一些段却在实现另一种运算。（2）透明性——指在计算机技术中，把本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的特性。（3）层次结构——计算机系统可以按语言的功能划分为多级层次结构，每一层以不同的语言为特征。（4）资源共享——是一种软件方法，它使多个任务按一定的时间顺序轮流使用同一套硬件设备。（5）快表——个专用高速存储器，用于存放近期经常使用的页表项，其内容是页表部分内容的一个副本。（6）控制相关——指由分支指令引起的相关，它需要根据分支指令的执行结果来确定后续指令是否执行。（7）存储层次——采用不同的技术实现的存储器，处在离CPU不同距离的层次上，目标是达到离CPU最近的存储器的速度，最远的存储器的容量。（8）失效开销——CPU向二级存储器发出访问请求到把这个数据调入一级存储器所需的时间。（9）全相联映象——主存中的任一块可以被放置到Cache中任意一个地方。 计算机组成指的是计算机组成的物理实现，包括物理机器中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。 系列机是指由同一厂家生产的具有相同体系结构的单具有不同不同组成和实现的一系列不同型号的机器。。兼容机：不同制造商生产的具有相同系统结构的计算机。 软件兼容：同一个软件可以不加修改第运行于体系结构相同的各档及其，而且它们所获得的结