高等计算机体系结构课程小结.201509-201511讲义

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计算机系统结构复习总结

计算机系统结构复习总结计算机系统结构复习总结一、计算机系统结构概念1.1 计算机系统结构：程序员所看到的计算机的基本属性，即概念性结构与功能特性。

*注意：对不同层次上的程序员来说，由于使用的程序设计语言不同，可能看到的概念性结构和功能特性会有所不同。

1.2 计算机系统的层次结构现代计算机是一种包括机器硬件、指令系统、系统软件、应用程序和用户接口的集成系统。

现代计算机结构图*注意：计算机结构的层次模型依据计算机语言广义的理解，可将计算机系统看成由多级“虚拟”计算机所组成。

从语言层次上画分可得下图：计算机结构的层次模型1.3计算机系统结构组成与实现计算机系统结构：是计算机系统的软件与硬件直接的界面计算机组成：是指计算机系统结构的逻辑实现计算机实现：是指计算机组成的物理实现*计算机系统结构、组成与实现三者间的关系：计算机系统结构不同会影响到可用的计算机组成技术不同，而不同的计算机组成又会反过来影响到系统结构的设计。

因此，计算机系统结构的设计必须结合应用来考虑，要为软件和算法的实现提供更多更好的硬件支持，同时要考虑可能采用和准备采用哪些计算机组成技术，不能过多或不合理地限制各种计算机组成、实现技术的采用与发展。

计算机组成与计算机实现可以折衷，它主要取决于器件的来源、厂家的技术特长和性能价格比能否优化。

应当在当时的器件技术条件下，使价格不增或只增很少的情况下尽可能提高系统的性能。

1.4 计算机系统结构的分类计算机结构分类方式主要有三种：（1）按“流”分类按“流”分类法是Flynn教授在1966年提出的一种分类方法，它是按照计算机中指令流（Instruction Stream）和数据流（Data Stream）的多倍性进行分类。

指令流是指机器执行的指令序列，数据流是指指令流调用的数据序列。

多倍性是指在计算机中最受限制（瓶颈最严重）的部件上，在同一时间单位中，最多可并行执行的指令条数或处理的数据个数。

*注意：按“流”分类法，即Flynn分类法的逻辑结构类型：①SISD计算机②SIMD计算机③MISD计算机④MIMD计算机（2）按“并行性”和“流水线”分类（3）按计算机系统结构的最大并行度进行分类1.5计算机系统的设计与实现随着大规模集成电路技术的发展和软件硬化的趋势，计算机系统软、硬件间界限已经变得模糊了。

体系结构概总结

第1章计算机系统结构的基本概念层xcc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。

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。

透明性：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。

大概率事件优先原则的基本思想是：对于大概率事件(最常见的事件)，赋予它优先的处理权和资源使用权，以获得全局的最优结果。

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。

CPI=执行程序所需的时钟周期数/所执行的指令条数CPU性能公式：CPU时间=执行程序所需的时钟周期数×时钟周期时间CPU时间=IC×CPI×时钟周期时间，IC为所执行的指令条数并行性：计算机系统在同一时刻或者同一时间间隔内进行多种运算或操作。

计算机体系结构报告总结

计算机体系结构报告总结计算机体系结构报告总结篇1我作为一名中国电信的客服人员已经三年了。

在这三年里，有苦有累，有欢笑也有感动。

有收获有疑问，有成熟更有对客服未来的不断探索。

在过去的三年里，我的进步是直线向上的，缓而不慢，细而扎实。

因为作为一个客服人员，我深知基本功要做好做实，微笑要留住，礼貌要恰当，耐心要保持，这些非一日之促成。

这个工夫是细水长流，着急不得，不近功也不能急利。

于自己的成长有更好的磨练。

在平凡的客服里我努力展示了自己优秀的一面。

在KPI的考核中每月被评为优秀客户代表.在06年作为优秀代表派往__进行亲和力培训,在06年被安排去__10000号交流学习，期间我的多次建议被领导采纳.由于成绩突出,被评为2006年度优秀员工.在文娱方面，兴趣广。

爱好文笔。

在去年5月份举办的“电信产品广告征集”中被采纳一条有价值的广告语。

今年5月份在五四青年节组织成员创作和表演节目，获得大家的好评。

做客服，人说“这是在做吃力不讨好的事”。

确实，客服需要处理的事有时是那么琐碎，每天忙忙碌碌，每天都会碰到各种各样的客户，礼貌的，粗鲁的，感谢的，生气的，讲理的，不讲理的，打错电话的……刚开始的时候，每天的情绪也会随着碰到的事情，碰到的客户而改变。

被客户骂了两句，心情变得沉重，笑不出来;被客户表扬了，马上轻快起来，热情而周到。

想想这是很不成熟的表现。

所幸我得到周围很多同事们的帮助，使我慢慢成熟起来。

用户真诚的道谢和满意的笑声使我体会到了自己的价值。

在初接电话，对客户所提出的问题，我不敢轻易做出回应。

但很快，我便意识到除了有热情的态度之外更应该有丰富而扎实的业务知识，才不致以使自己没有足够信心来正确回答客户的问题。

于是，我养成了利用工作之余的时间来熟悉业务知识与做疑难问题记录的习惯。

记得当初接线时，我遭遇很多困难，不止一次没有完全回答好客户提出的问题，甚至遭遇到客户的投诉，我的心情在很长一段时间内都处于最低谷。

但是，我没有因此而放弃自己，而是一直在寻找弊端，不耻下问，加强业务积累和学习，还主动利用业余时间多听了一些优秀的录音。

计算机系统结构实训课程学习总结

计算机系统结构实训课程学习总结通过参加计算机系统结构实训课程，我深刻认识到了计算机系统的组成和工作原理，在实践中积累了关于计算机组成与原理方面的经验和技能。

在这篇文章中，我将对我在实训课程中所学习到的内容进行总结和回顾。

一、课程背景计算机系统结构实训课程是一门旨在培养学生对计算机系统基本知识的理解和掌握的课程。

通过该课程，我们有机会学习计算机硬件的组成、计算机指令和数据的表示方法，以及计算机系统的结构与工作原理，从而为我们日后深入学习计算机相关专业打下了坚实的基础。

二、实训课程内容1. 计算机硬件组成：课程开始的第一部分，我们学习了计算机硬件的各个组成部分，包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备等。

通过理论学习和实际操作，我们对计算机硬件的功能和作用有了更加清晰的认识。

2. 计算机指令和数据表示方法：在本部分，我们学习了计算机中的指令和数据的表示方法，包括二进制表示、十进制表示以及十六进制表示。

通过实际编码练习，我们可以更好地掌握这些表示方法，并能够准确地理解和处理计算机指令和数据。

3. 计算机系统结构与工作原理：这是整个实训课程的重点部分。

通过学习计算机系统的结构与工作原理，我们能够深入了解计算机的层次结构和各个组成部分之间的关系。

同时，我们还学习了计算机的指令执行过程、中断处理过程等。

这对我们理解计算机的运行机制和进行系统调试非常重要。

三、实训中的收获通过参加计算机系统结构实训课程，我获得了以下几个方面的收获：1. 提高了实践能力：通过实际动手操作，我加深了对计算机硬件组成和工作原理的理解。

在实训过程中，我熟悉了计算机的各个组成部分，并学会了组装和调试计算机硬件。

2. 培养了解决问题的能力：在实训过程中，我遇到了各种各样的问题，比如硬件故障、软件配置问题等。

通过自己的努力和与同学的讨论，我逐渐成长为一个能够独立解决问题的人。

3. 加深了对计算机系统的理解：通过实际操作和理论学习，我对计算机系统的结构和运行原理有了更加深刻的认识。

计算机体系结构总结

第1章计算机系统结构的基本概念多级层次结构：第一级：微程序机器级；机器语言（传统机器级）；操作系统虚拟机；汇编语言虚拟机；高级语言虚拟机；应用语言虚拟机计算机系统结构：程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性。

经典计算机系统结构的实质：计算机系统中软、硬件界面的确定，其界面之上的是软件的功能，界面之下的是硬件和固件的功能。

硬件和软件在功能实现上是等效的，即一种功能可以由软件实现，也可以由硬件实现。

在实现性能上是不等效的。

软件实现的优点是设计容易、改进简单；硬件实现的优点是速度快语言实现的两种基本技术：翻译，解释翻译和解释是语言实现的两种基本技术。

它们都是以执行一串Ｎ级指令来实现N+1级指令，但二者存在着差别：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。

而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。

软件兼容同一个软件可以不加修改地运行于系统结构相同的各档机器上，而且它们所获得的结果一样，差别只在于运行时间的不同。

软件兼容分为向上兼容、向下兼容、向前兼容和向后兼容。

其中向后兼容是软件兼容的根本特征。

向上(下)兼容：按某档计算机编制的程序，不加修改的就能运行于比它高（低）档的计算机。

向前(后)兼容：按某个时期投入市场的某种型号机器编制的程序，不加修改地就能运行于在它之前（后）投入市场的机器。

兼容机：不同厂家生产的具有相同系统结构的计算机。

系列机：是指在一个厂家内生产的具有相同的系统结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。

它的出现较好地解决了软件要求环境稳定和硬件、器件技术迅速发展之间的矛盾。

透明性：在计算机技术中，对本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好象不存在。

响应时间从事件开始到结束之间的时间，也称为执行时间。

计算机系统结构总结汇总

小第一章总结我们用了6个学时对第一章进行讲解，试图对计算机系统结构有一个完整的了解。

下面对第一章的内容进行总结。

一、概念性问题1. 计算机系统的发展（了解）通常是用器件的发展来为计算机分代的，然而也不能忽视计算机系统结构的重要性。

2. 计算机系统的多级层次结构（1）如何划分成多级层次结构？（2）有哪些层次？（3）划分成多级层次有什么好处？（4）涉及到的概念：翻译、解释、透明性3. 计算机系统结构、组成和实现（1）计算机系统结构的概念（2）计算机系统结构的属性（3）计算机组成和实现的定义（4）计算机系统结构、组成和实现的相互关系4. 计算机系统的软、硬件取舍（1）计算机系统的软、硬件的等效性和不等效性（2）计算机系统的软、硬件取舍原则5. 软件对计算机系统结构的影响（1）软件移植的概念？（2）软件移植的途径有哪些？系列机的概念6. 系统结构中的并行性和弗林分类（1）并行性的概念和含义（2）并行性开发的途径（3）了解弗林分类法二、综合应用类1. 计算机系统的性能评测（1）CPU时间的计算（CPI、指令条数、时钟频率）（2）MIPS和MFLOPS2. 计算机系统的定量设计原理（1）哈夫曼压缩原理（2）Amdahl定律（加速比的计算）（3）程序的局部性原理（4）延伸阅读：第一章总结我们同样用了6个学时对第二章进行讲解，主要对指令系统的设计和优化做了总体讲述。

下面对第二章的内容进行总结。

一、概念性问题1. 数据表示（1）数据表示和数据结构的定义、区别和联系（2）标志符数据表示和数据描述符以及各自的优缺点（3）引入数据表示的原则2. 寻址方式（1）寻址方式在指令中的指明方式（2）静态再定位和动态再定位3. 指令系统设计和优化（1）信息源熵和信息冗余度的概念以及在操作码优化中的作用（2）三种操作码编码方式4. 指令系统的发展和改进（1）CISC和RISC的概念（2）了解按CISC方向发展和改进指令系统的优化实现（3）了解RISC设计的基本原则二、综合应用类操作码编码优化固定长度编码、哈夫曼编码和扩展操作码编码方案，并计算操作码的平均码长。

计算机系统结构概要归纳

计算机系统结构复习第一章计算机系统结构基本概念1.1计算机系统结构计算机系统层次结构·计算机系统结构主要研究软件、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。

·软件与硬件实现的特点：硬件实现：速度快、成本高；灵活性差、占用内存少。

软件实现：速度低、复制费用低；灵活性好、占用内存多。

·计算机组成的任务是在计算机系统结构确定分配给硬件子系统的功能及其概念结构之后，研究各组成部分的内部构造和相互联系，以实现机器指令级的各种功能和特性。

·系统结构是计算机系统的软硬件界面；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。

·计算机系统结构的分类：①Flynn 分类法：指令流：机器执行的指令序列。

数据流：由指令调用的数据序列，包括输入数据和中间结果。

多倍性：在系统最受限制的元件上同时处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数。

按照数据流和指令流的组织方式分为：SISD 、SIMD 、MISD 、MIMD 。

②冯氏分类法：用最大并行度分类，最大并行度：计算机系统在单位时间内能够处理的最大的二进制位数。

分为：1、字串位串WSBS ；2、字并位串WPBS ；3、字串位并WSBP ；4、字并位并WPBP 。

③Handler 分类法：根据并行度和流水线分类，把计算机的硬件结构分成三个层次：1、程序控制部件（PCU ）的个数k ；2、算术逻辑部件（ALU ）或处理部件PE 的个数d ；3、每个算术逻辑部件包含基本逻辑线路（ELC ）的套数w 。

1.2计算机系统设计技术·计算机系统设计的定量原理：①、加快经常性时间的处理速度；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。

加速比=（采用改进措施后的性能）/（没有采用改进措施性能）=（没有采用改进措施前执行某任务的时间）/（采用改进措施后某任务执行时间）。

计算机组成与结构原理学习总结

计算机组成与结构原理学习总结学习总结通过一学期的计算机组成与结构和计算机组成原理实验的学习让我受益菲浅。

在秦迎春老师的教学下，我对计算机的了解从一开始的懵懂到现在对计算机组成原理和计算机系统结构方面有了更加深刻的认识。

在理论课和实验课即将结束之时，我对在这一学期的学习进行了总结，总结这一学期的收获与不足。

取之长、补之短，在今后的学习和工作中有所受用。

没有接触过计算机或者对计算机不是特别了解的人可能觉得计算机特别神秘，而且不知道为什么它可以实现那么复杂的功能，而就我们而言越是深入学习越是渴望了解其工作原理。

很幸运这学期我们接触了计算机组成原理实验课，同时也在计算机组成与结构方面加深了理论指导。

在理论知识吸收和实验操作中，体现了现在大学教学中对大学生动手能力的重视和动脑思考的能力。

《计算机组成与结构》这门课程是我们计算机专业的一门核心主干课程，主要讲授计算机系统的基本概念和基本工作原理，了解各主要部件的硬件结构、相互联系和作用，从而对整个计算机系统从硬件角度有一个完整的了解，为学习后续课程及今后对计算机的应用和开发打下良好的基础。

这门课在专业课程内起着承上启下的作用。

这学期的实验课，通过老师的精心讲解以及自己的亲自操作让我对计算机的基本结构，基本组成与结构原理有了更加深入的了解，这门课程对于我们了解现代计算机的各个组成部分及其工作原理有重要作用，通过自己动手做实验使我们更加深入的了解了计算机系统中各种功能的实现方法。

在第1章“计算机系统概论”的学习中，我认识到，计算机系统由硬件和软件两大部分组成。

这两部分密切配合，计算机才能正常工作和发挥作用，两者缺一不可。

硬件是计算机系统的物质基础，少了它，再好的软件也无法运行；软件则像是计算机系统的灵魂，少了它，再好的硬件也毫无用途。

它们只有并驾齐驱，才能充分发挥计算机的作用和效能。

现代计算机系统的硬件结构和软件结构如下图所示。

硬件结构由5个部件构成：运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备。

计算机体系结构完整讲义

2021年8月8日星期日
29
一按采用的基本器件分类
• 计算机的更新换代
– 第一代：电子管计算机 – 第二代：晶体管计算机
硬件设计公理：越小越快
– 第三代：中小规模集成电路
– 第四代：大或超大规模集成电路
– 第五代：VLSI(甚大规模集成电路)
计算机性能的大幅度提高和更新换代，一方面依靠器件的不断更新，同时也依赖系统结构的不断改进。
由硬件固件实现——高级语言机器多处理机系统——由真正微处理机实现 4. 理解计算机体系结构的定义
5. 在一台真正的宿主机上通过模拟或仿真另一台不同的假想机器——自虚拟技术
1.1.2 系统结构、组成与实现
• 定义与理解 • 三者的相互关系
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15
计算机系统结构的定义 System Architecture
多指令流单数据流 MISD (Multiple Instruction stream Single Data stream)（较先进的流水线处理机，
如VLIW机）
多指令流多数据流 MIMD (Multiple Instruction stream Multiple Data stream)（多计算机系统）
2021年8月8日星期日
7
从设计人员看到的层次
• 应用程序级 • 高级语言级 • 汇编语言级 • 操作系统级 • 机器语言级 • 微程序控制级 • 硬联逻辑级
用户高级语言程序员汇编语言程序员操作员机器语言程序员
逻辑程序员硬件设计员
2021年8月8日星期日
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翻译(Translation)：先用转换程序将高一级机器级上的程序整个地变换成低一级机器级上可运行的等效程序（中间程序），然后再在低一级机器级上去实现的技术。

计算机体系结构总结(DOC)

计算机体系结构重点1、并行线索：时间，空间的并行并行性：计算机系统在同一时刻或者同一时间间隔内进行多种运算或操作2、资源重复，时间重叠，资源共享资源重复：通过重复设置硬件资源，大幅度提高计算机系统的性能。

（多处理机系统）时间重叠：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。

（流水线）资源共享：软件方法，使多个任务按一定时间顺序轮流使用同一套硬件设备。

（多道程序、分时系统）3、数据并行：字、位（1）流水线的指令并行（2）超流水线：细分时间（3）超标量流水线：重复设置流水线（4）向量机：流水线，数据并行（5）提高cache命中率（6）多机系统，线程级并行（CMP）4、局部性（1）存储系统原理（2）提高cache命中率（victim cache，伪相联cache）（3）cache有好程序（空间、时间局部性）有些去年的题都没有被老师的提纲点出来，崩溃了。

蓝色的没查到，晕了。

红色的太庞大，懒了。

-----------卖萌了by备（分章解读）一、概论1、计算机体系结构与组成原理，实现的关系，基本概念（兼容、模拟、仿真）层次：微程序语言、机器语言、（操作系统虚拟机）、<-解释的方法实现--------------用翻译的方法实现->汇编语言、高级语言、应用语言硬件逻辑优点：速度快虚拟机：由软件实现的机器，以区别于由硬件/固件实现的物理机器计算机系统结构：程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器中的数据通道和控制信号的组成以及逻辑设计等。

计算机系统机构的研究对象：计算物理系统的抽象和定义；具体包括：数据表示；寻址方式；寄存器定义；指令系统；存储结构；中断系统；机器工作状态定义和切换；I/O系统；总线结构；系统安全与保密；结构、组成和实现三者关系：结构是计算机系统的软、硬件界面；组成是计算机系统结构的逻辑实现；实现是九三级组成的物理实现；软件兼容：同一个软件可以不加修改地运行于系统结构相同的各个机器上，而且所得结果一致；向上（下）兼容：低（高）档机器的目标程序不加修改就可以运行于高（低）档机器。

高级计算机体系结构-课程复习与总结.doc

高级计算机体系结构-课程复习与总结高级计算机体系结构课程复习与总结,课程描述,高级计算机体系结构是研究生的重要学科基础课、学位课。

本课程从计算机体系结构的定义和描述开始，讲述提高计算机系统的性能的策略和技术，以及实现方法。

结合具体计算机体系结构，采用定量分析方法讲述优化计算机系统的原理和技术。

,同学的话,基本知识的学习需要通过读书，计算机体系结构的研究有三条主线：1、并行性2、多处理机系统3、多级存储结构对计算机系统结构如何评测，有哪些方法、定律？定性分析与定量分析的差别在哪里？,课程的目的,真正理解和掌握计算机体系结构性能改进、和优化的原理和方法。

学习对计算机系统分析和评价的方法。

努力达到“学思结合、知行统一、融会贯通”。

,课程主题,,体系结构研究涉及到硬件,逻辑门,单元,模块,IC,电路板,计算机：硬件和软件,体系结构,数字逻辑,计算机原理,操作系统数据结构,场效应管,数字电子技术,计算机系统内部组成,1,2,3,5,4,6,7,,ISA,USB,,PCI,,IDE,,Mem.,,CPU,,,AGP,计算机的划代,多核技术日趋成熟,2008,IBM/AMD,45nm,原生四核,计算机实现技术的发展,外形图,芯片图,从4004的2300个晶体管到今天拥有4亿1000万晶体管的双核微处理器，从12伏特到1.2伏特，20万倍：10倍,技术挑战与体系结构设计,处理器性能与存储系统性能之间存在巨大差距（存储墙:MemoryWall）,技术挑战与体系结构设计,处理器的主频与I/O总线时钟频率之间存在巨大差距（I/O 墙:I/Owall),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,0,500,1000,150 0,2000,2500,3000,3500,386,486-33,486DX2,486DX4,P-100,P-150, P-200,PII-300,PIII-600,PIII-800,PIII-1G,P4-1.5G,P4-2.0G,P4-2.5G,P 4-3.0G,处理器,主频(MHz),,,处理器主频,,I/O总线频率,技术挑战与体系结构设计,交叉融合性能/价格设计,技术挑战与体系结构设计,流水线、相关消解、超标量、重排序、预测、推测、向量、DSP,寻址、保护、例外处理,,磁盘、磁带,相干、带宽、延迟,猝发技术、交叉、总线协议,RAID,VLSI,存储器层次结构,,,流水线和指令级并行,,,L1Cache,InstructionSetArchitecture,,L2Cache,,DRAM,技术挑战与体系结构设计,M,,,互连网络,S,,,,,P,,M,,P,,M,,P,,M,,P,,…,拓扑、路由、带宽、延迟、可靠性,网络接口,共享主存、消息传递、数据并行,处理器-存储器-开关,多处理器、网络和互连,技术挑战与体系结构设计,新型计算模型、理论和计算技术光学计算机超导计算机神经计算机量子计算机分子生物计算机,ISA指令集体系结构,计算机系统结构的论题,计算机系统结构的论题-续,课程之间的关系及任务,计算机的分类,计算机无处不在已经实现三大主流计算机技术的分类和特征,讨论所关注的是,系统结构的改进方法和技术相关编译器的改进方法和技术核心内容：计算机设计量化研究方法的发展所使用的分析方法对程序的经验观察、实验和模拟量化研究方法,CA部件的位置,计算机机系统结构的基本概念,计算机系统的层次结构计算机系统由硬件和软件组成从计算机语言的角度，可以把计算机系统按功能划分成多级层次结构层次模型中的每一级都对应一个机器这里的“机器”只对一定的观察者而存在,系统结构等同于体系结构CA,CA层次描述,微程序机器M0具有L0机器语言（微指令系统）,第0级实际机器,传统机器M1具有L1机器语言（机器指令系统）,操作系统机器M2具有L2机器语言（作业控制语言等）,汇编语言机器M3具有L3机器语言（汇编语言）,高级语言机器M4具有L4机器语言（高级语言）,应用语言机器M0具有L5机器语言（应用语言）,第1级实际机器,第2级虚拟机器,第3级虚拟机器,第4级虚拟机器,第5级虚拟机器,,,,,,微指令由硬件直接执行,由微指令程序解释机器指令,一般用机器语言程序解释作业控制语句,汇编语言程序经汇编程序翻译成机器语言程序,高级语言程序经编译程序翻译成汇编语言（或是某种中间语言程序，或是机器语言程序）,应用语言程序经应用程序包翻译成高级语言程序,透明性(Transparency),不同级别的程序员所看到的是计算机系统的不同的属性。

计算机体系结构总结

计算机体系结构的详尽描述一.计算机系统结构的基本概念1.计算机体系结构的概念1964年G.M.Amdahl在介绍IBM360系统时提出：计算机系统结构是从程序员所看到的计算机属性，即程序员编写出能在机器上正确运行的程序所必须了解的概念性结构和功能特性。

系统结构是对计算机系统中各级界面的划分、定义及其上下功能的分配。

系统结构设计主要研究界面的属性的透明性的取舍。

计算机系统结构（体系结构）指的是传统机器级的系统结构。

计算机系统结构研究的是软、硬件之间的功能分配以及对传统机器级界面的确定。

2.计算机系统的多级层次结构二.计算机指令集结构设计根据五个因素对计算机指令集结构进行分类：在CPU中操作数的存储方法；指令中显式表示的操作数个数；操作数的寻址方式；指令集所提供的操作类型；操作数的类型和大小。

其中1是最主要的区别根据CPU内部存储单元类型，可将指令集结构分为堆栈型指令集结构、累加器型指令集结构和通用寄存器型指令集结构。

优缺点？堆栈型（其CPU中存储操作数的主要单元是堆栈）：是一种表示计算的简单模型；指令短小。

不能随机访问堆栈，从而很难生成有效代码；同时，由于堆栈是瓶颈，所以很难被高效地实现。

累加器型（其CPU中存储操作数的主要单元是累加器）：减少了机器的内部状态；指令短小。

由于累加器是唯一的暂存器，这种机器的存储器通信开销最大。

寄存器型（CPU中存储操作数的主要单元是通用寄存器）：易于生成高效的目标代码。

所有操作数均需命名，且要显式表示，因而指令比较长现代大多数机器均采用通用寄存器型指令集结构，原因：一是寄存器和CPU内部其他存储单元一样，要比存储器快；其次是对编译器而言，可以更加容易、有效地分配和使用寄存器。

寄存器－寄存器型（RR）优点：简单，指令字长固定，是一种简单的代码生成模型，各种指令的执行时钟周期数相近。

缺点：和ALU指令中含存储器操作数的指令集结构相比，指令条数多，因而其目标代码量较大。

高等计算机体系结构

高等计算机体系结构摘要：自世界上第一台计算机发明至今，计算机体系结构发生了突飞猛进的变化，本文先对计算机的发展做了简要的介绍，并找出了导致计算机发展的根源，即期间的发展和系统结构的不断更新，并着重对计算机系统机构目前及未来的现状作了介绍。

关键词：计算机，体系结构，发展一、计算机的更新换代及变化特点第一台电子计算机问世已经半个世纪，经历了五次更新换代。

第一代计算机大约在1945年到1954年，他是将电子管和继电器、存储器用绝缘导线联系在一起，由单个CPU组成，CPU用于程序计数器和累加顺序完成定点计算，采用的是机器语言和汇编语言，用程序控制I/O口。

代表性的系统是有普林斯顿大学在1946年研制成功的IAS计算机等。

第二代计算机采用的是分立的晶体三极管，二极管以及铁氧体的磁芯，用印制的电路板将它们互联起来。

采用了变址寄存器、浮点运算、多路存储器和I/O处理机。

采用有编译程序的高级语言、子程序库、批处理监控程序。

第三代计算机采用小规模或中规模集成电路和多层印刷版。

微程序控制在这一代开始普及。

采用了流水线、高速缓存和先行处理机。

软件方面采用多道程序设计和分时操作系统。

代表性的有IBM/360-370系列等。

第四代计算机采用了大规模或超大规模集成电路和半导体存储器，出现了共享存储器、分布存储器或向向量硬件选择的不同结构的并行计算机，开发了用于并行处理的多处理操作系统、专用语言和编译器，同时产生了用于并行处理或分布处理的软件工具和环境，代表性的系统有VAX9000、IBM/3090VF等。

第五代计算机采用立VLSI工艺更加完善的高密度、高速度处理机和芯片存储器芯片。

它的重要特点是进行大规模并行处理，采用可扩展的和容许时延的系统结构。

代表性的有CrayResearch的MTPP和Sun公司的10000服务器等。

前三代中，每一代持续了大约时间的时间，第四代的跨度大约在十五年左右。

现在进入了第五代，我们看到换代的指标主要有两个：第一是计算机的器件。

计算机体系结构总结

一、计算机系统结构概述1、计算机体系结构的研究对象计算机体系结构是程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构和功能特性计算机体系结构是研究计算机系统中软、硬件界面的，即研究那些功能由软件完成，那些功能由硬件完成。

2、计算机系统结构的分类及发展，冯氏计算机的特点冯氏计算机的特点（1）机器以运算器位中心（2）采用存储程序原理（3）存储器是按地址访问的、线性编址的空间（4）控制流由指令流产生（5）指令由操作码和地址码组成（6）数据以二进制编码表示，采用二进制方式运算改进（1）分布的输入输出处理能力。

中断，使CPU和外部设备一定成熟上并行工作。

DMA（2）保护的存储器空间。

在执行过程中不准修改程序（3）存储器组织结构的发展。

高速缓冲存储器Cache（4）并行处理能力。

改进CPU的组成，在体系结构上实现并行运算，多级并行处理（5）指令集的发展。

RISC的技术思想已经成为当代计算机设计的基础技术之一。

3、计算机性能评价，Amdahl‘s law设计定量原则：①发挥并行处理的优势②局部性原理（时间，当前被访问的单元；空间，附近的单元）③大概率时间优先原则④Amdahl’s law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所占的重要性⑤处理器性能公式总CPU时间=CPI×IC/时钟频率4、latency&bandwidth摩尔定律对带宽的提高更大距离限制了延时带宽更有卖点延时有助于提升带宽，反过来不成立带宽对延时有负面作用操作系统对延时的损害更大二、计算机指令系统软、硬件功能分配最主要的界面1、计算机指令集结构分类5个因素考虑分类1) CPU中操作数的存储方法（最重要）2) 指令中显示表示的操作数个数3) 操作数的寻址方式4) 指令集所提供的操作类型5) 操作数的类型和大小根据CPU内部存储单元类型对指令集结构进行分类，一般可以分为堆栈型、累加器型和通用寄存器型指令集结构。

易于生成高效的目标代码，但是指令比较长2、微程序，作用及其局限性3、Little’s Law系统中的平均任务数=到达率×平均响应时间适用于所有稳定系统4、CISC，RISC，VLIW指令系统及其关键技术CISC和RISC重要区别之一就在于其指令的功能强弱上。

计算机系统结构学习心得

计算机系统结构学习心得在大四上学期课程中对于计算机系统结构的学习已经结束，老师细心的讲解，耐心的辅导，是我从中学到很多的知识。

从中我了解到计算机系统结构（ComputerArchitecture）也称为计算机体系结构，它是由计算机结构外特性，内特性，微外特性组成的。

经典的计算机系统结构结构的定义是指计算机系统多级层次结构中机器语言机器级的结构，它是软件和硬件固件的主要交界面，是由机器语言程序、汇编语言源程序和高级语言源程序翻译生成的机器语言目标程序能在机器上正确运行所应具有的界面结构和功能。

计算机系统结构指的是什么?是一台计算机的外表?还是是指一台计算机内部的一块块板卡安放结构?都不是，那么它是什么?计算机系统结构就是计算机的的机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性。

所谓外特性，就是计算机的概念性结构和功能特性。

用一个不恰当的比喻一，比如动物吧，它的"系统结构"是指什么呢?它的概念性结构和功能特性，就相当于动物的器官组成及其功能特性，如鸡有胃，胃可以消化食物。

至于鸡的胃是什么形状的、鸡的胃部由什么组成就不是"系统结构"研究的问题了。

系统结构只管到这一层。

关于计算机系统的多层次结构，用"人"这种动物的不恰当的例子列表对比如下。

计算机系统，人，应用语言级，为人民服务级，高级语言级，读书、学习级，汇编语言级，语言、思维级，操作系统级，生理功能级，传统机器级，人体器官级，微程序机器级，细胞组织级，电子线路级，分子级。

传统机器级以上的所有机器都称为虚拟机，它们是由软件实现的机器。

软硬件的。

功能在逻辑上是等价的，即绝大多部分硬件的功能都可用软件来实现，反之亦然。

计算机系统结构的外特性，一般应包括以下几个方面(这也就是我们要分章学习的几个章节)把这几个方面弄清了，系统结构也就基本明确了：(1)指令系统(2)数据指令(3)作数的寻址方式(4)寄存器的构成定义(5)中断机构和例外条件(6)存储体系和管理(7)I/O结构(8)机器工作状态定义和切换(9)信息保护。

计算机组成与结构原理学习总结

计算机组成与结构原理学习总结学习总结通过一学期的计算机组成与结构和计算机组成原理实验的学习让我受益菲浅。

在秦迎春老师的教学下，我对计算机的了解从一开始的懵懂到现在对计算机组成原理和计算机系统结构方面有了更加深刻的认识。

在理论课和实验课即将结束之时，我对在这一学期的学习进行了总结，总结这一学期的收获与不足。

取之长、补之短，在今后的学习和工作中有所受用。

很幸运这学期我们接触了计算机组成原理实验课，同时也在计算机组成与结构方面加深了理论指导。

在理论知识吸收和实验操作中，体现了现在大学教学中对大学生动手能力的重视和动脑思考的能力。

这门课在专业课程内起着承上启下的作用。

在第1章“计算机系统概论”的学习中，我认识到，计算机系统由硬件和软件两大部分组成。

这两部分密切配合，计算机才能正常工作和发挥作用，两者缺一不可。

硬件是计算机系统的物质基础，少了它，再好的软件也无法运行；软件则像是计算机系统的灵魂，少了它，再好的硬件也毫无用途。

它们只有并驾齐驱，才能充分发挥计算机的作用和效能。

现代计算机系统的硬件结构和软件结构如下图所示。

硬件结构由5个部件构成：运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备。

体系结构总结

一:虚拟计算机指通过软件模拟的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。

虚拟计算机;从不同角度所看到计算机系统的属性是不同的。

计算机系统由硬件和软件组成，按功能划分成多级层次，如图所示。

透明性：一种本来存在的事物或属性，但从某种角度看似乎不存在，这种现象称为透明性。

通常，在一个计算机系统中，低层机器级的概念性结构和功能特性，对高级语言程序员来说是透明的。

计算机系统结构：这实际上是指计算机系统的外特性。

按照计算机层次结构，不同程序设计者所看到的计算机有不同的属性。

使用高级语言的程序员所看到的计算机属性主要是软件子系统和固件子系统的属性，包括程序语言以及操作系统、数据库管理系统、网络软件等用户界面。

计算机的组成;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，计算机系统的分类：一、按处理机的性能分类：（1）按大小划分；（2）按用途来划分；（3）按数据类型划分：定点计算机、浮点计算机、向量计算机、堆栈计算机等。

（4）按处理机个数和种类来划分：单处理机、并行处理机、多处理机、分布处理机、关联处理机、超标量处理机、超流水线处理机等等。

（5）按所使用的器件来划分；二、佛林分类法按照指令流和数据流的不同组织方式，把计算机系统分为以下四类：(1) 单指令流单数据流SISD(2) 单指令流多数据流SIMD(3) 多指令流单数据流MISD(4) 多指令流多数据流MIMD三、库克分类法1978年由D.J.Kuck首先提出。

他按照控制流和执行流进行分类。

把计算机系统分为以下四类：(1) 单指令流单执行流SISE(2) 单指令流多执行流SIME(3) 多指令流单执行流MISE(4) 多指令流多执行流MIME主要缺点：有些系统没有总控制器，如分布处理机；分类级别太低，没有处理机级和机器级；分类太粗。

四、冯氏分类法五、汉德勒分类法(1) 程序级k：程序控制部件(PCU)的个数；(2) 操作级d：算术逻辑部件(ALU)或处理部件（PU）的个数；(3) 逻辑级w：每个算术逻辑部件包含的逻辑线路(ELC)的套数。

高等计算机体系结构课程小结.201509-201511讲义

计算机系统结构复习总结

体系结构概总结

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计算机系统结构实训课程学习总结

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计算机系统结构总结汇总

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