计算机系统结构期末考试备考复习宝典 (搞定五十个必考名词解释)
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【计算机系统结构】期末考试备考复习宝典 (搞定五十个必考名词解释)
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第一章:计算机系统结构的基本概念
🎐1.1虚拟机: 由
软件
实现的机器
🎐1.2系统结构:
程序员
所能看到的计算机的属性
(概念性功能和功能特性)
🎐1.3系统加速比:
加 速 比 = 系 统 性 能 ( 改 进 前 ) / 系 统 性 能 ( 改 进 后 ) = 总 执 行 时 间 ( 改 进 前 ) / 总 执 行 时 间 ( 改 进 后 ) 加速比=系统性能(改进前)/系统性能(改进后) =总执行时间(改进前)/总执行时间(改进后) 加速比=系统性能(改进前)/系统性能(改进后)=总执行时间(改进前)/总执行时间(改进后)🎅 注意:加速比>1
🎐1.4Amdahl定律: 加速某一部件的
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
🎐1.5系列机: 由
同一厂家
生产的具有相同的系统结构
,不同的组成和实现
的一系列不同型号
的计算机
🎐1.6模拟: 用
软件
的方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令集
🎐1.7仿真: 用一台现有的计算机的
微程序
去解释实现
另一台计算机的指令集
🎐1.8并行性: 计算机系统在
同一时刻或同一时间间隔内
进行的多种运算或操作
第二章:计算机指令集结构
🎈2.1CISC:
复杂
指令集计算机
🎈2.1RISC:
精简
指令集计算机
🎈2.3寻址方式: 一种
指令集合结构
如何确定所要访问的数据的地址
🎈2.4数据表示: 计算机
硬件
能够直接识别 ,指令集
可以直接调用的数据类型
➿CISC和RISC之间的比较(补充–考点)➿
CISC | RISC | |
---|---|---|
增强指令功能 | 尽可能减少指令集 | |
把更多的功能由硬件实现 | 指令功能比较简单 | |
指令种类多 | 指令种类少 |
🔑 CISC存在的问题(补充–考点)🔑
、
🔑RISC设计原则(补充–考点)🔑
第三章:流水线的基本概念
🔨3.1单功能流水线: 只能完成一种
固定功能
的流水线
🔨3.2多功能流水线: 流水线的各段可以进行不同的连接,以实现
不同
的功能
🔨3.3静态流水线: 在
同一时间段内,
多功能流水线中的各段只能完成一种功能
的连接方式工作
🔨3.4动态流水线: 在
同一时间段内,
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
``
🔨3.5顺序流水线: 流水线的
输出
端任务流的顺序与输入
端任务流顺序完全相同
🔨3.6乱序流水线: 流水线的
输出
端任务流的顺序与输入
端任务流可以不同
,允许后进入的流水线的任务先完成
🔨3.7吞吐量:
单位时间
内流水线完成的任务数量或输出结果的数量
🔨3.8流水线加速比:
不使用
流水线所用的时间
与使用
流水线所用的时间之比
🔨3.9流水线的效率: 流水线中实际
使用
时间与整个运行时间
的比值
🔨3.10 数据相关: 对于两条指令i,j,满足下列条件之一,则称i与j数据相关:
- 指令j使用i
产生的数据结果
- 指令j与指令
k
数据相关,指令k又与指令i数据相关(传递
)
🔨3.11名相关: 两条指令使用
相同的名
,但他们之间无数据流动
🔨3.12控制相关: 有
分支指令
引起的相关
🔨3.13结构冲突: 因
资源满足不了``指令重叠
执行的要求而发生的冲突
🔨3.14数据冲突: 当指令在流水线中重叠执行时,因需要用到前面的
指令的执行结果
而发生的冲突
🔨3.15控制冲突: 流水线遇到
分支指令和其他会改变PC值的指令
所引出的冲突
🔨3.16定向: 在某一条
产生结果之前
,其他指令并不真正立即
需要该计算结果,如果能够将该计算结果从其产生的地方直接送到
其他指令所需他的地方,那么就可以避免停顿
🔨3.17反相关: 如果指令
j写
的名与指令i读
的名相同
第五章:存储系统
📚5.1 多级存储层次: CPU在
访问该存储器
时,在M1中找到
所需信息的概率
—M1为最靠近CPU的存储器
📚5.2 命中时间: 当
命中
时,所需的访问时间
📚5.3不命中时间: CPU在
访问该存储器
时,在M1中找不到
找到所需信息的概率
—M1为最靠近CPU的存储器
📚5.4不命中开销:
从m1中包含所要访问的字的块传送给M1的时间
和传送一个信息块所需要的时间
之和
📚5.5全相联映射:
主存
中的任一块
可以被放置到Cache
中的任意
一个位置
📚5.6直接映射:
主存
中的每一块
只能被放置到Cache
中的唯一
一个位置
📚5.7组相联映射:
主存
中的每一块
只能呗放置到Cache中唯一
的一个组
中的任何一个
位置
📚5.8写直达法: 不仅把数据
写入Cache
中的相应块,而且也写入下一级存储器
。
📚5.9写回法: 只把数据
写入Cache
,不写入
下一级存储器
📚5.10强制性不命中: 当第一次
访问
一个块,该块不在Cache
中,需要下一级存储器调入Cache
📚5.11容量不命中 如果程序执行时所需的块不能全部调入Cache中,则当某些块被替换后,又重新被访问,就会发生不命中
📚5.12 冲突不命中: 在
组相联或直接映射
中,太多的块映射到同一组中,就会出现该组中某些块替换
,然后又被重新访问的情况
📚5.13 2:1Cache经验规则: 容量为N的
直接映像
的不命中率和容量与N/2的两路组相联Cache
的不命中率差不多相同
📚5.14 牺牲Cache: 在Cache和下一级存储器的数据通路上增加一个
全相联
的小Cache
,这个小Cache就叫牺牲Cache
📚写直达法: 不仅把数据写入
Cache中的相应块
,而且也写入下一级存储器。
📚写回法 :只把数据
写入Cache
,不
写入下一级存储器😮写直达与写回法的区别(考)😮
写直达 v慢,数据一致
写回法,v快,数据不一致
📚5.15相联度:当一个数据块从主存调入Cache时,Cache中可用于
存放该数据块的位置的个数
📚5.16系统响应时间 计算机对用户的输入或请求作出反应的时间
📚5.17可靠性:指系统从
某个初始
参考开始一直连续提供服务的能力
📚5.18可用性: 系统
正常工作
的时间在连续两次正常服务间隔时间
中所占的比率
📚5.19RAID: 由很多价格较便宜的磁盘,组合成一个容量巨大的磁盘组
第七章:互连函数
🎍7.1 互连网络: 是一种由
开关元件
按照一定的拓扑结构和
控制方式构成的网络
🎍7.2互连函数:用变量x表示输入,用
函数f(x)
表示输入
🎍7.3网络直径: 互连网络中任意两个节点之间的距离的
最大值
🎍7.4网络规模: 网络中
固定节点的个数
🎍7.5 静态网络: 各节点之间有
固定
的连接通路,且运行中不能改变网络
🎍7.6动态网络: 由
交换开关
构成,可按运行程序的要求动态
的改变连接状态的网络
第八章:多处理机
🚀8.1 集中式共享多处理机: 由于处理器个数小,各处理器可
共享一个
集中式的物理存储器,因为只有单一的主存,而且这个主存相对于各处理器的关系是对称
的
🚀8.2分布式多共享多处理机: 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
,但是这些分布各台处理机中的实际存储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,每台处理机又能访问除
本地存储器外,还能通过互连网直接访问在其他
处理机存储单元中的远程存储器。
🚀8.3多Cache一致性: 多处理机中,当
共享数据
进入Cache就可能出现多个处理器的Cache的中都有同一存储块多副本,要保证多个副本数据
是一致
的。
🚀8.4写作废协议: 处理器在进行
写入
操作之前,把所有其他cache中的副本全部作废
🚀8.5写更新协议: 当某处理器对某数据项进行
写入
时,他把该数据广播
给所有其他cache
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