计算机系统结构名词解释汇总

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计算机体系结构术语解释

计算机体系结构术语解释

计算机体系结构术语解释1、计算机高性能发展受益于:(1)电路技术的发展;(2)计算机体系结构技术的发展。

2、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。

第六级:应用语言虚拟机->第五级:高级语言虚拟机->第四级:汇编语言虚拟机->第三级:操作系统虚拟机->第二级:机器语言(传统机器级) ->第一级:微程序机器级。

3、计算机体系结构:程序员所看到的计算机的属性,即概括性结构与功能特性。

4、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。

5、Amdahl提出的体系结构是指机器语言级程序员所看见的计算机属性。

6、经典计算机体系结构概念的实质3是计算机系统中软、硬件界面的确定,也就是指令集的设计,该界面之上由软件的功能实现,界面之下由硬件和固件的功能来实现。

7、计算机组织是计算机系统的逻辑实现;计算机实现是计算机系统的物理实现。

8、计算机体系结构、计算机组织、计算机实现的区别和联系?答:一种体系结构可以有多种组成,一种组成可以有多种物理实现,体系结构包括对组织与实现的研究。

9、系列机:是指具有相同的体系结构但具有不同组织和实现的一系列不同型号的机器。

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

11、兼容机:不同厂家生产的、具有相同体系结构的计算机。

12、向后兼容是软件兼容的根本特征,也是系列机的根本特征。

13、当今计算机领域市场可划分为:服务器、桌面系统、嵌入式计算三大领域。

14、摩尔定律:集成电路密度大约每两年翻一番。

15、定量分析技术基础(1)性能的评测:(a)响应时间:从事件开始到结束之间的时间;计算机完成某一任务所花费的全部时间。

(b)流量:单位时间内所完成的工作量。

(c)假定两台计算机x、y;x比y快意思为:对于给定任务,x的响应时间比y少。

操作系统名词解释

操作系统名词解释
52.虚拟存储器
虚拟存储器是为“扩大”主存容量而采用的一种设计技巧,就是它只装入部分作业信息来执行,好处在于借助于大容量的辅助存储器实现小主存空间容纳大逻辑地址空间的作业。
53.死锁
若系统中存在一组进程(两个或多个进程),它们中的每一个进程都占用了某种资源而又都在等待其中另一个进程所占用的资源,这种等待永远不能结束,则说系统出现了“死锁”。或说这组进程处于“死锁”状态。
8.程序浮动:在多道程序设计系统中,对程序有一些特殊要求,也就是说,程序可以随机地从主存的一个区域移动到另一个区域,程序被移动后仍丝毫不影响它的执行,这种技术称为"程序浮动"。
9.进程:把一个程序在一个数据集上的一次执行称为一个"进程
10.进程控制块:(Process Control Block,简称PCB),是操作系统为进程分配的用于标志进程,记录各进程执行情况的。进程控制块是进程存在的标志,它记录了进程从创建到消亡动态变化的状况,进程队列实际也是进程控制块的链接。操作系统利用进程控制块对进程进行控制和管理。
中断机制包括硬件的中断装置和操作系统的中断处理服务程序。
58.中断响应 (硬件即中断装置操作)
处理器每执行一条指令后,硬件的中断位置立即检查有无中断事件发生,若有中断事件发生,则暂停现行进程的执行,而让操作系统的中断处理程序占用处理器,这一过程称为“中断响应”。
59.中断屏蔽
26.卷:把存储介质的物理单位定义为“卷”。例如,一盘磁带、一张软盘片、一个硬盘盘组可称为一个卷。
27.块:把存储介质上连续信息所组成的一个区域称为“块”。块是存储设备与主存储器之间进行信息交换的物理单位。每次总是把一块或几块信息读入主存储器,或把主存储器中的信息写到一块或几块中。

计算机系统结构-名词解释

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。

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。

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

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
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。
47.指令级并行度:在一个时钟周期内流水线上流出的指令数。
48.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,分段开采技术一次处理一个向量段。
49.阵列控制器:阵列控制器实际上是一台计算机,它除了对阵列的处理单元实行控制以外,还能利用本身的内部资源执行一整套指令,用以完成标量操作,且在时间上与各PE 的数组操作并行进行。
61.寻径功能:互连网络中PE间通信所需要的各种设置模式。
62.一组向量操作执行时间:一组向量操作的执行时间主要取决于下面3个因素:向量的长度,向量操作之间是否存在流水功能部件的使用冲突和数据相关性。
63.模拟:是指用软件方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。
64.虚拟通道:虚拟通道是两个结点间的逻辑链,它由源结点的片缓冲区、结点间的物理通道以及接受结点的片缓冲区组成。
26.虚拟共享存储器:是在基于分布存储器的多处理机上,实现物理上分布但逻辑上共享的存储系统。其基本思想是:将物理上分散的各个处理机所用的局部存储器,在逻辑上加以统一编址,形成一个统一的虚拟地址空间来实现存储器的共享。每个处理机可以访问全局存储器的任一位置,用户可以把它当成全局共享存储系统。
27.Cache 一致性:在多处理机系统中的私有Cache 会引起Cache 中的内容相互之间以及共享存储器之间互不相同的问题,称为多处理机的Cache 一致性问题。

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。

系统结构 名词解释

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。

计算机体系结构名词解释大全

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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。

计算机系统结构自考笔记

计算机系统结构自考笔记

计算机系统结构自考笔记一、计算机系统结构概述。

1. 计算机系统的层次结构。

- 从底层到高层:硬件、操作系统、系统软件、应用软件。

- 各层次的功能及相互关系。

例如,硬件为软件提供运行平台,软件控制硬件资源的使用等。

2. 计算机系统结构的定义。

- 经典定义:程序员所看到的计算机属性,即概念性结构与功能特性。

- 包括指令系统、数据类型、寻址技术、I/O机制等方面的属性。

3. 计算机系统结构的分类。

- 按指令流和数据流的多倍性分类。

- 单指令流单数据流(SISD):传统的单处理器计算机。

- 单指令流多数据流(SIMD):如阵列处理机,适合进行数据并行处理。

- 多指令流单数据流(MISD):较少见的结构。

- 多指令流多数据流(MIMD):多处理器系统,如对称多处理机(SMP)。

- 按存储程序原理分类。

- 冯·诺依曼结构:程序和数据存储在同一存储器中,按地址访问。

- 哈佛结构:程序存储器和数据存储器分开,有各自独立的地址空间。

二、数据表示与指令系统。

1. 数据表示。

- 数据类型。

- 数值型数据(整数、浮点数):不同的表示格式,如定点数的原码、反码、补码表示;浮点数的IEEE 754标准表示。

- 非数值型数据(字符、字符串、逻辑数据等)。

- 数据的存储方式。

- 大端存储与小端存储:大端存储是高位字节存于低地址,小端存储是低位字节存于低地址。

2. 指令系统。

- 指令格式。

- 操作码:表示指令的操作类型,如加法、减法等操作。

- 地址码:指出操作数的地址或操作数本身。

有零地址、一地址、二地址、三地址等指令格式,每种格式的特点及适用场景。

- 指令类型。

- 数据传送指令:在寄存器、存储器等之间传送数据。

- 算术运算指令:加、减、乘、除等运算。

- 逻辑运算指令:与、或、非等逻辑操作。

- 控制转移指令:如无条件转移、条件转移、子程序调用与返回等,用于改变程序的执行顺序。

三、存储系统。

1. 存储器层次结构。

- 高速缓冲存储器(Cache) - 主存储器 - 辅助存储器的层次结构。

计算机组成原理基本名词解释

计算机组成原理基本名词解释

指令: 要计算机执行某种操作的命令字长:字长是指计算机的CPU能够直接处理的二进制数据的位数,直接关系到计算机的精确度、功能和速度。

指令流、数据流:指令和数据统统放在内存中,从形式上看,它们都是二进制数码。

一般来讲,在取指周期中从内存读出的信息是指令流,它流向控制器;而执行周期中从内存读出的信息流是数据流,它由内存流向运算器。

接口:接口部件在它动态联接的两个功能部件起着缓冲器和转换器的作用,以便实现信息传送SRAM:静态读写存储器,半导体随机读写存储器EEPROM:电擦可编程只读存储器并行存储器:采用时间或空间并行技术的存储器,提高CPU和主存之间的数据传输率(双端口存储器,多体交叉存储器)相联存储器:不根据地址而是根据存储内容来进行存取的存储器多体交叉存储器:由多个相互独立、容量相同的存储体构成的并行存储器,每个存储体独立工作,读写操作重叠进行。

Cache:高速缓冲存储器,是为解决CPU和主存之间速度不匹配而采用的意向硬件技术。

规格化数:规格化数是浮点数的一种格式,要求尾数部分用纯小数表示,小数点后的第一位不为零,以表示较多的有效数据,并使数据有惟一的浮点数编码。

上溢:两个正数相加,结果大于机器字长所能表示的最大正数下溢:两个负数相加,结果小于机器字长所能表示的最小负数全相联映像:将主存中的一个块和块的内容一起存入cache的行中,其中块地址存与cache 的标记部分中组相联映像:cache的一种地址映象方式,将存储空间分成若干组,各组之间是直接映象,而组内各块之间则是全相联映象。

虚拟存储器:在内存与外存间建立的层次体系,使得程序能够像访问主存储器一样访问外部存储器,主要用于解决计算机中主存储器的容量问题。

RISC:精简指令系统计算机CISC:复杂指令系统计算机寻址方式:形成操作数或指令地址的方式,通常分为两类,即指令寻址方式和数据寻址方式;变址寻住:相对寻址:指令格式:是指令字用二进制代码表示的结构形式,通常由操作码字段和地址码字段组成。

计算机系统结构名词解释简答

计算机系统结构名词解释简答

一.名词解释1.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。

2.系列机:在一个厂家内生产的具有相同的体系结构,但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。

3.透明性现象:在计算机技术中,一种本来存在的事物或属性,但从某种角度看似乎不存在,称之为透明性现象。

因而计算机层次结构各个级上都有它的系统结构。

4.流水线技术:把一个重复的过程分解为若干个子过程,每个子过程由专门的功能部门实现。

将多个处理过程在时间上错开,一次通过各功能段,这样,每个子过程就可以与其它子过程并行进行。

5.指令调度:通过改变指令在程序中的位置,将相关指令之间的距离加大到不小于指令执行延迟,将相关指令转化为无关指令。

指令调度是循环展开的技术基础。

6.请求字优先:调块时,从请求字所在的位置读起。

这样,第一个读出的字便是请求字。

将之立即发送给CPU。

二.简答题1.降低Cache失效率答:强制性失效:增加块大小,预取(本身很少)容量失效:增加容量(抖动现象)冲突失效:提高相联度(理想情况:全相联)2.减少失效开销5.4.1 让读失效优先于写1. Cache中的写缓冲器导致对存储器访问的复杂化2. 解决问题的方法(读失效的处理)◆推迟对读失效的处理(缺点:读失效的开销增加,如50%)◆检查写缓冲器中的内容3. 在写回法Cache中,也可采用写缓冲器5.4.2 子块放置技术1. 为减少标识的位数,可采用增加块大小的方法,但这会增加失效开销,故应采用子块放置技术。

2. 子块放置技术:把Cache块进一步划分为更小的块(子块),并给每个子块赋予一位有效位,用于指明该子块中的数据是否有效。

Cache与下一级存储器之间以子块为单位传送数据。

但标识仍以块为单位。

5.4.3 请求字处理技术1. 请求字从下一级存储器调入Cache的块中,只有一个字是立即需要的。

这个字称为请求字。

2. 应尽早把请求字发送给CPU◆尽早重启动:调块时,从块的起始位置开始读起。

计算机体系结构第一章名词解释

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?答:透明性是指本来存在的事物或属性,从某种角度看,似乎不存在。

计算机体系结构的定义是Amdahl于1964年在推出IBM360系列计算机时提出的:程序员所看到的计算机的属性,即概念性结构与功能特性。

计算机系统结构名词解释汇总 八

计算机系统结构名词解释汇总 八

计算机系统结构名词解释汇总八1.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。

计算机系统结构术语解释和简答题

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39)冲突不命中:被替换出去的块又要访问而产生的不命中(不是因为Caceh容量)40)2:1Caceh经验规则:大小为N的直接映像Cache的失效率约等于大小为N/2的两路组相连Cache的失效率41)相连度:42)牺牲Cache:指在Cache和其下一级存储器的数据通路上的一个全相连的小Cache 43)系统响应时间:指计算机对用户的请求做出反映的时间44)可靠性:规定条件下完成预定功能的能力45)可用性:考察某个时间,系统正常运行的概率期望46)RAID:独立冗余磁盘阵列47)互连网络: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48)互连函数:表示输入端号和输出端号连接关系的函数49)网络规模:网络中结点个数50)网络直径:网络中任意两点间的最大距离51)静态互连网络:各结点间有固定连接通路且在运行中不能改变的网络52)动态互连网络:由交换开关构成可以按照程序的要求动态改变连接状态的网络53)集中式共享多处理机:多个处理器共享一个存储器的多处理机系统54)分布式共享多处理机:多个处理器共享多个存储器的多处理机系统55)多Caceh一致性:多个Cache中的同一个数据要求保持一致的特性56)写作废协议:通知其他保留该数据副本的Cache作废副本数据的协议57)写更新协议:通知其他暴力该数据副本的Cache更新该副本数据的协议二.简答题1.什么是软件兼容?软件兼容有哪几种?其中哪一种是软件兼容的根本特征?软件兼容:一个软件可以不经修改或者只经过少量修改就可以由一台计算机移植到另外一台计算机上,差别只是时间不同软件兼容的种类:向上(下)兼容:按某档计算机编制的程序,不加修改就能运行于比他高(低)挡的计算机向后(前)兼容:按某个时期投入市场的某种型号的计算机,不加修改就能运行于在他之后(前)投入市场的计算机根本特征:向后兼容2.试以系列机为例,说明计算机系统结构,计算机组成,计算机实现三者之间的关系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一种系统结构可以有多种组成,一种组成可以有多种实现,同一系列计算机中各型号的计算机具有相同的系统结构,但采用不同的组成和实现技术,因而就有不同的价格和性能3.计算机系统结构的设计和分析中最经常使用的三条基本原则是什么?1)大概率事件优先原则(对于大概率常见事件,赋予他优先的处理权和资源使用权,以获得全局最优结果2)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所占的重要性3)程序局部性原理(程序的执行时所访问的地址不是随机的,而是相对簇聚4. 根据Amdahl定律,系统的加速比由那两个因素决定?可改进比例和部件加速比5. 计算机系统中提高并行性的技术途径有哪三种?1)时间重叠:在并行性概念中引入时间因素,即多个处理过程在时间上相互错开,轮流重叠的使用同一套硬件设备的各个部分,以加快硬件周转时间而赢得速度,比如流水线技术2)资源重复:在并行性概念中引入空间因素,以数量取胜的原则,通过重复设置硬件资源,大幅度提高计算机系统性能,比如多处理机系统3)资源共享:软件方法,使多个任务按照一定的时间顺序轮流使用同一套硬件设备,比如多道程序和分时系统6. 从当前计算机技术观点来看,CISC结构有什么缺点?1)各种指令的使用频率相差悬殊2)CISC的复杂性带来了计算机系统结构的复杂性,增加了研制的时间和成本,还容易造成设计错误3)CISC中许多指令需要复杂的操作,运行速度慢4)CISC中指令功能的不均衡性,不利于采用先进的计算机系统结构技术来提高系统性能7. RISC的设计原则是什么?1)选取使用频率最高的指令,并补充一些最有用的指令2)每条指令的功能应尽可能简单,并且在一个周期内完成3)所有指令长度均相同4)只有load指令和store指令才访问存储器,其他指令均在寄存器之间进行5)以简单有效的方式支持高级语言8.MIPS采用哪几种寻址方式?答:寄存器寻址,立即数寻址,偏移寻址9.流水线技术有哪些特点?1)流水线把一个处理过程分解为若干个子过程,每个子过程由一个专门的功能部件来实现,因此流水线实际上是把一个大的功能部件分解为多个独立的功能部件,并依靠他们的并行工作来提高效率2)流水线中各段的时间应尽可能相同,否则会引起流水线的堵塞和断流3)流水线每一个功能部件前面都有一个缓冲寄存器,称为流水寄存器4)流水线技术适合于大量重复的时序过程,只有在输入端不断的提供服务,才能充分发挥流水线的效率5)流水线需要有通过时间和排空时间,在这两个时间段中,流水线都不是满负荷工作10.在5段流水线中,一条指令的执行需要几个时钟周期?他们分别是什么?5个时钟周期1)取指令周期2)指令译码周期/读存储器周期3)执行周期/有效地址计算周期4)存储访问周期/分支完成周期5)写回周期11.评价流水线的性能指标是什么?吞吐率和加速比吞吐率:单位时间内流水线所完成的任务数量加速比:使用流水线和1不使用流水线花费时间的比值12.什么叫相关?流水线中有哪几种相关?1)数据相关(此次运算需要前一次运算的结果作为数据)2)名相关(指令所访问的寄存器或存储器单元相同)3)控制相关(分支指令引起的相关)13.单级存储器的主要矛盾是什么?主要采用什么方法解决?主要矛盾:1)速度越快,价格就越高2)容量越大,价格就越低3)容量越大,速度越慢解决方法:采用多级存储层次结构14.在存储层次中应解决那四个问题?1)映像规则问题:当把一个块调入高一级存储器时,可以放到哪些位置上2)查找算法问题:当所要访问的块在高一级存储器时,任何找到改块?3)替换算法问题:当发生失效时,应该替换哪一块?4)写策略问题:当进行写访问时,应进行哪些操作?15.地址映像方法有哪几种?他们各有什么优缺点?1)全相连映像(主存中的任意一块可以放在Cache中的任何位置)缺点;查找复杂,代价高,速度慢优点:Cache空间利用率高,块冲突概率低,Caceh的失效率低2)直接映像:(主存中的任意一块都只对应Cache中的唯一一个位置)缺点:Cache空间利用率低,块冲突概率高,Cache失效率高优点:查找简单,快速3)组相连映像(主存中的任意一块对应Cache中的一组位置)直接映像和全相连映像折中的办法16.写策略主要有哪两种?他们各有什么优点?1)写直达法:容易实现,而且存储器中下一级的数据总是最新的,但是速度慢2)写回法:速度块,写操作能以Cache存储器的速度进行,而且对于同一个单元的多个写最后只需一次写回下一级存储器(不直接写回下一级存储器,而是交给写缓冲器去做)17.伪相连的基本思想是什么?采用这种方法时,在命中情况下,访问Caceh的过程和直接映像访问Cache的过程相同,而且发生失效时,在访问下一级存储器之前,会先检查Caceh另一个位置,看是否匹配,确定这个另一块的简单方法是将索引字段的最高位取反,然后按照新索引去寻找伪相连中对应的块,如果这一块的标识匹配,则称发生了伪命中,否则就只好访问下一级存储器18.采用二级Caceh的基本思想是什么?通过在原有的Cache和存储器中间增加一层Cache,构成两级Cache,把第一级Cache做得足够小,使其速度和快速cpu的时钟周期相匹配,,而把第二级Cache做得足够大,使得他能捕获更多需要1到主存去的访问,从而降低实际失效开销19.采用容量小且结构简单的Cache有什么好处?1)可以有效提高Cache的访问速度,因为硬件越简单速度就越快,小容量Cache可以实现快速标识检测,对减少命中时间有益2)Cache足够小,可以与处理权做在同一芯片上,以避免因芯片外访问而增加时间开销3)保持Cache简单结构可采用直接映像Cache,直接映像Cache的主要优点就是可以让标识检测和数据传送重叠进行,这样可以有效减少命中时间20.“虚拟索引+物理标识”Cache的基本思想是什么?答:直接用虚地址中的页内位移(页内位移在虚拟地址的转换中保持不变),作为访问Cache 的索引,但标识确实物理地址,Cpu发出访存请求后,在进行虚地址转换的同时,可并行进行标识的读取,在完成地址变换后,再把得到的物理地址和标识进行比较21.在分布式存储结构的机器中,将存储器分布到各节点有什么好处?1)如果大多数的访问是针对本结点的局部存储器,则可降低对存储器和互连网络的带宽要求2)对局部存储器的访问延迟低,分布式存储器结构的主要缺点就是处理器之间的通信较为复杂,且各处理器之间访问延迟大22.在分布式存储器结构的机器中,目前有哪两种存储地址空间的组织方案?1)物理上分离的多个存储器作为一个逻辑上共享的存储空间进行编址2)整个地址空间由多个独立的地址空间构成,他们在逻辑上也是独立的,远程的处理器不能对其直接寻找23.在分布式存储器结构的机器中,对应于两种地址空间的组织方案,分别有哪两种通信机制?它们是怎么实现的?1)共享地址空间的机器:理由load和store中的地址隐含的进行数据通信2)多个地址空间的机器:根据简单的网络协议,通过传递消息来请求某些服务或传输数据,从而完成通信24.实现Cache一致性协议时,有哪两种跟踪共享数据状态的技术?1)目录协议:物理存储器中共享数据库的状态及其相关消息被保存在一个叫做目录的地方2)监听协议:每个Cache除了包含物理存储器中块的数据副本以外,也保存着共享状态信息,Cache通常连接在共享存储器的总线上,各个Cache控制器通过监听总线来判断是否由总线上请求的数据块25.目录协议中,Cache块有哪三种状态1)共享:在一个或多个处理器上有这个块的副本,且主存中的值是最新的(所有Cache均相同)2)未缓冲:所有处理器的Cache都没有此块的副本3)专有:仅有一个处理器上有该块的副本,且已对此块进行了写操作,而主存的副本仍是旧的。

计算机系统结构 总复习

计算机系统结构 总复习
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∑ 而且设置有足够地缓冲寄存器,若以最快的方式用该流水计算: AiBi i =1
① 画出时空图;(9 分) ② 计算实际的吞吐率、加速比和效率。(6 分) 15. 静态多功能流水线由 6 个功能段组成,如图 E_3 所示。其中,s1、s4、s5、s6 组
成乘法流水线,s1、s2、s3、s6 组成加法流水线,各个功能段时间均为△t,假设 该流水线的输出结果可以直接返回输入端,而且设置有足够地缓冲寄存器,若以 最快的方式用该流水计算:∏(Ai+Bi)(其中 i=1..4,∏为连乘符号) ① 画出时空图;(9 分) ② 计算实际的吞吐率、加速比和效率。(6 分) 16. (20 分)设指令流水线由取指令、分析指令和执行指令 3 个部件构成,每个部件 经过的时间为△t,连续流入 12 条指令。分别画出标量流水处理机以及 ILP 均为 4 的超标量处理机、超长指令字处理机、超流水处理机的时空图,并分别计算它们 相对于标量流水处理机的加速比。 17. (15 分)给定以下的假设,试计算直接映象 Cache 和两路组相联 Cache 的平均访 问时间以及 CPU 时间。 ① 理想 Cache(命中率为 100%)情况下的 CPI 为 2.0,时钟周期为 2ns,平均每条指 令访存 1.2 次。 ② 两种 Cache 容量均为 64KB,块大小都是 32 字节。 ③ 组相联 Cache 中的多路选择器使 CPU 的时钟周期增加了 10%。 ④ 这两种 Cache 的失效开销都是 80 ns。 ⑤ 命中时间为 1 个时钟周期。 ⑥ 64 KB 直接映象 Cache 的失效率为 1.4%,64 KB 两路组相联 Cache 的失效率为 1.0%。
① 画出处理过程的时空图。(9 分) ② 计算其吞吐率、加速比和效率。(6 分) 12. 有一条动态多功能流水线由 5 段组成(如图 E_2 所示),加法用 1、3、4、5 段,

计算机系统结构名词解释

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。

计算机系统结构和数据库词汇表

计算机系统结构和数据库词汇表

随机算法:
即RAND算法(Random algorithm)。利用软件或硬件的随机数发生器来确定主存储器中被替换的页面。这种算法最简单,而且容易实现。但是,这种算法完全没有利用主存储器中页面调度情况的历史信息,也没有反映程序的局部性,所以命中率比较低。
先进先出算法:
即FIFO算法(First-In First-Out algorithm)。这种算法选择最先调入主存储器的页面作为被替换的页面。它的优点是比较容易实现,能够利用主存储器中页面调度情况的历史信息,但是,没有反映程序的局部性。因为最先调入主存的页面,很可能也是经常要使用的页面。
相关:
所谓相关(Correlation)是指在一段程序的相近指令之间有某种关系,这种关系可能影响指令的重叠执行。通常,把相关分为两大类,一类是数据相关,另一类是控制相关。
数据相关:
数据相关是由数据导致的相关现象。在采用先行控制方式的处理机中,数据相关主要有四种。分别是指令相关、主存操作数相关、通用寄存器相关和变址相关等。
近期最少使用算法:
即LRU算法(Least Recently Used algorithm)。这种算法选择近期最少访问的页面作为被替换的页面。显然,这是一种非常合理的算法,因为到目前为止最少使用的页面,很可能也是将来最少访问的页面。该算法既充分利用了主存中页面调度情况的历史信息,又正确反映了程序的局部性。但是,这种算法实现起来非常困难。它要为每个页面设置一个很长的计数器,并且要选择一个固定的时钟为每个计数器定时计数。在选择被替换页面时,要从所有计数器中找出一个计数值最大的计数器。因此,通常采用另外一种变通的办法,就是下面的LFR算法。
全相联映象方式:
全相联映象方式是指主存中的任意一块可以映象到Cache中的任意一块的位置上。

计算机系统结构相关习题

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《计算机体系结构》期末复习题答案系别_________ 班级_________ 姓名__________ 学号__________二、名词解释(每题2分)1.计算机体系结构:计算机系统结构就是计算机的机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性,是硬件子系统的概念结构及其功能特性。

2.系列机:所谓系列机是指同一厂家生产的具有相同的系统结构,但采取了不同的组成和实现的技术方案,形成了不同型号的多种机型。

3.模拟:模拟是指用软件的方法在一台计算机上,实现另一台计算机的指令系统,被模拟的机器是不存在的,称为虚拟机,执行模拟程序的机器称宿主机。

4.程序的局部性原理:程序访问局部性原理说明了计算机在程序执行过程中呈现出的一种规律,即程序往往重复使用它刚刚使用过的数据和指令。

局部性分为时间上的局部性和空间上的局部性两种。

所谓时间局部性是指近期被访问的代码,很可能不久又将再次被访问;空间局部性是指地址上相邻近的代码可能会被连续地访问。

5.MIPS:它表示每秒百万条指令数。

6.高速缓冲存储器:高速缓冲存储器是存在于主存与CPU之间的一级存储器,由静态存储芯片(SRAM)组成,容量比较小但速度比主存高得多,接近于CPU的速度。

7.虚拟存储器:虚拟存储器是由主存储器和辅助存储器组成,通过必须的软件和硬件的支持,使得CPU 可以访问的存储器具有近似于主存的速度和近似于辅存的容量。

8.快表:为了提高地址转换速度,缩短查表时间,采用一个小容量的、高速的相关存储部件,用来存放当前最经常用到的那一部分页表,采取按内容相联方式进行访问。

这样,查页表的时间就相当于访问小容量的相关存储器的时间,从而大大地提高了速度,这个小容量相关存储器称为快表。

9.程序定位:把一个程序交给处理机运行,必须首先把这个程序的指令和数据装入到主存储器中。

一般情况下,程序所分配到的主存物理空间与程序本身的逻辑地址空间是不同的,把指令和数据中的逻辑地址(相对地址)转变成主存物理地址(绝对地址)的过程称为程序定位。

计算机体系结构知识点汇总

计算机体系结构知识点汇总

第一章电脑体系结构的基本概念1.电脑系统结构的经典定义程序员所看到的电脑属性,即概念性结构与功能特性。

〔电脑组成:指电脑系统结构的逻辑实现。

电脑实现:电脑组成的物理实现〕2.电脑系统的多级层次结构:1.虚拟机:应用语言机器->高级语言机器->汇编语言机器->操作系统机器2.物理机:传统机器语言机器->微程序机器3.透明性:在电脑技术中,把这种本来存在的事物或属性,但从某种角度看又好似不存在的概念称为透明性。

4.编译: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5.解释:对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令,都转去执行低一级机器上的一段等效程序。

6.常见的电脑系统结构分类法有两种:Flynn分类法、冯氏分类法〔按系统并行度P m:计算机系统在单位时间内能处理的最大二进制位数〕进行分类。

Flynn分类法把电脑系统的结构分为4类:单指令流单数据流(SISD)单指令流多数据流(SIMD)多指令流单数据流(MISD)多指令流多数据流(MIMD)IS指令流,DS数据流,CS〔控制流〕,CU〔控制部件〕,PU〔处理部件〕,MM,SM〔表示存储器〕7.电脑设计的定量原理:1.大概率事件优先原理〔分配更多资源,到达更高性能〕2.Amdahl定理:加速比:S n=T0(加速前)T n(加速后)=1(1−Fe)+Fe/Se(Fe为可改良比例〔可改良部分的执行时间/总的执行时间〕,Se为部件加速比〔改良前/改良后〕3.程序的局部性原理:时间局部性:程序即将使用的信息很可能是目前使用的信息。

空间局部性:即将用到的信息可能与目前用到的信息在空间上相邻或相近。

4.CPU性能公式:1.时钟周期时间2.CPI:CPI = 执行程序所需的时钟周期数/IC3.IC(程序所执行的指令条数)8.并行性:电脑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。

同时性:两个或两个以上的事件在同一时刻发生。

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54.写回法:执行“写”操作时,只写入Cache。仅当Cache中相应的块被替换时,才写回主存。
55.按写分配:写失效时,先把所写单元所在的块调入Cache,再行写入。
56.不按写分配:写失效时,直接写入下一级存储器而不调块。
57.写合并:当把数据写入写缓冲器时,判断本次所写入单元的块地址是否与写缓冲器中某个有效块的地址相同,若是,则把新数据与该块合并。
31.线性流水线:指流水线的各段串行连接,没有反馈回路。
32.非线性流水线:指流水线中除有串行连接的通路外,还有反馈回路。
33.标量流水处理机:处理机不具有向量数据表示,仅对标量数据进行流水处理。
34.流水线效率:流水线的设备利用率。
35.流水线寄存器文件:分割流水线各段逻辑的寄存器组。
39.结构相关:某些指令组合在流水线中重叠执行时,产生资源冲突,则称该流水线有结构相关。
40.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。
41.写后写相关——两条指令i,j,i在j前进入流水线,j、i的操作数一样,在流水线中重叠执行时,j可能在i写入其结果之前就先行对保存该结果的寄存器进行写操作,导致写错误。
25.多功能流水线:流水线的各段可以进行不同的连接,从而使流水线在不同的时间,或者在同一时间完成不同的功能。
26.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。
27.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。
48.全相联映射策略:主存中的任意一块均可被放置到Cache中任意一个位置的方法。
49.组相联Cache映象:某一内存块只能放入Cache的某一固定组中,同时该块可以放入这一组中的任意一块。
50.Cache替换算法——当Cache块失效将主存块装入Cache又出现Cache块冲突时,需要按照某种策略把Cache中的一块替换出去,这种策略就称为替换算法。
78.流水线暂停:流水线控制某条指令及其后面所有指令的执行,使该指令之前的所有指令继续执行的技术。
79.强制性失效:当第一次访问一个块时,该块不在Cache中,需从下一级存储器中调入Cache,这就是强
制性失效,也称冷启动失效或首次访问失效。
42.RAW相关:也
即写后读相关(RAW:read after write ),j的执行要用到i的计算结果,但是当其在流水线中重叠执行时,j可能在i写入其计算结果之前就先行对保存该结果的寄存器进行读操作,所以j会读到错误的值。这是最常见的一种数据相关。
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。
51.Cache并行查找算法:在组相联或全相联cache中并行访问和比较多个tag,并行访问数据体的查找模式。
52.Cache串行查找算法:cache中串行依次行访问和比较多个tag,串行行访问数据体的查找模式。
53.写直达法:执行“写”操作时,不仅写入Cache,而且也写入下一级存储器。
65.同步总线:有统一的时钟协调各个设备操作的总线。
66.故障性预取:是指在预取时,如果出现虚地址故障或违反保护权限,就会发生异常。
67.多处理机系统:由多个不同类型,至少担负不同功能的处理机组成,按照作业要求的顺序,利用时间重叠原理,依次对它们的多个任务进行处理,各自完成规定的功能动作。
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。
18.时间局部性:程序即将用到的信息很可能就是目前正在使用的信息。
19.程序的空间局部性:程序即将用到的信息很可能与目前正在使用的信息在空间上相邻或者临近。
20.操作
数表示:机器硬件能够直接识别处理的数据结构。
82.非阻塞Cache:Cache失效时仍允许CPU进行其它的命中访问。即允许“失效下命中”
83.虚拟Cache:访问Cache的索引以及Cache中的标识都是虚拟地址的一部分。
84.RAID:廉价磁盘冗余阵列,简称盘阵列技术。
71.异构型多处理机:由多个不同类型,至少担负不同功能的处理机组成,按照作业要求顺序,利用时间重叠原理,依次对它们的多个任务加工,各自完成规定的功能动作。
72.结点度:互联网络终于结点相连结的边的数目。
73.互连网络的直径:互连网络中任意两个结点之间最短路径长度的最大值。
45.向量流水处理机:具有向量数据表示、向量指令的流水线处理机叫向量流水处理机。
46.向量的链接:允许一个向量操作一旦它的向量源操作数的单个元素可用时就开始。
47.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。
43.WAR相关:也即读后写相关(WAR:write after read)两条指令i,j,i在j前进入流水线,j可能在i读某个寄存器之前对该寄存器进行写操作,导致i读出数据错误。
44.定向:将计算结果从其产生的地方直接送到其它指令需要它的地方,或所有需要它的功能单元,避免暂停。
68.并行处理机:重复设置多个同样的处理单元(PE),按照一定的方式相互连接,在同一的控制部件(CU)作用下,各自对分配来的数据并行地完成同一条指令所规定的操作。
69.分布式共享多处理机——采用非集中式,存储器分布到各个处理器上的多处理机。
70.同构型多处理机——由多个同种类型、至少同等功能的处理机组成、同时处理同一作业中能并行执行的多个任务的机器。
62.USB总线——通用串行总线。应用在PC领域的新型接口技术,USB 将取代当前PC上的串口和并口,目的是提供设备的热插拔和即插即用的能力。
63.消息通过时间:消息的通过时间是指消息的第一位从发送端到接收端所需要的时间。
64.磁盘寻道时间:磁盘的寻道时间是指将磁头从某一位置移动到所要访问的信息所在的磁道所需要的时间。
80.容量失效: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,若又重新被访问,就会发生失效。这种失效称为容量失效。
81.冲突失效:在组相联或直接映象Cache中,若太多的块映象到同一组(块)中,则会出现该组中某个块被别的块替换(即使别的组或块有空闲位置),然后又被重新访问的情况。这就是发生了冲突失效。(碰撞失效,干扰失效)
21.指令周期:执行一条机器指令所用的时间,包括取指令、分析指令和执行指令的时间。
22.寻址技术:确定操作数地址的技术。
23.流水线:将一个重复的时序过程,分解为若干个子过程,而每一个子过程都可有效地在其专用功能段上与其他子过程同时执行。
24.单功能流水线:只能完成一种固定功能的流水线。
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。
60.Cache的强制性失效:当地一次访问一个块时,该块不在Cache中,需要从下一级存储器中调入Cache,这就是强制性失效。
61.TLB——转换查找缓冲器,用其可以将地址转换结果保存,这样就可以减少主存读写操作中的地址转换工作。
28.部件级流水线:(运算操作流水线)把处理机的算术逻辑部件分段,以便各种数据类型进行流水操作。
29.处理机型流水线:(指令流水线)把解释指令的过程按照流水方式处理。
30.处理机间流水线:(宏流水线)由两个以上的处理机串行地对同一数据流进行处理,每一个处理机完成一项任务。
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。
17.并行性:是指在同一时刻或是同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不相同的工作。只要时间上互相重迭,就存在并行性。
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。
74.流水线吞吐率:是指单位时间内流水线所完成的任务数或输出结果的数量。
75.流水线最大吞吐率:是指流水线在达到稳定状态后所得到的吞吐率。
76.流水线实际吞吐率:是指m段流水线完成n个任务所达到的吞吐率。
77.流水线加速比:是指流水线速度与等功能的非流水线速度之比。
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)。
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