系统结构复习资料(完整版v10)

系统结构复习资料整理：超帅的吴祚煜第一章P12计算机系统结构、组成和实现三者的关系系统结构是计算机软硬件界面、组成是系统结构的逻辑实现、实现是组成的屋里实现。P13计算机系列系列机概念指先设计好一种系统结构，而后就按这种系统结构设计他的系统软件，按器件状况和硬件技术研究这种结构的各种实现方法，并按照速度、价格等不同要求，分别提供不同速度、不同配置的各档机器。P16Amdahl定律加速比=采用改进措施后的性能/未采用改进措施前的性能=未采用改进措施前执行某任务的时间/采用措施的时间Fe=可改进部分占用时间/改进前总时间Se=改进前部分执行时间/改进后部分改进后总时间Tn=To[(1-Fe)+Fe/Se]加速比Sn=To/Tn=1/[(1-Fe)+Fe/Se]例题请看P17的1-1、1-2P17CPU性能公式（老师说这里看看就好）取决于三个要素：频率、周期数、指令条数IcCPU时间=CPU周期总数/频率=CPU周期总数*时钟周期TCPI=CPU周期总数/IcP21Flynn分类法：1、单指令单数据流（SISD）2、单指令多数据流（SIMD）3、多指令单数据流（MISD）4、多指令多数据流（MIMD）P22图区分方法：IS数量表示指令数单或多，DS数量表示数据单或多后面书本上说的东西很多，我认为然而并没有什么卵用，就不用看了P30数据表示数据表示指能由硬件直接辨认的数据类型P36寻址方式1、基址寻址有效地址=基址+逻辑地址2、变址寻址有效地址=变址基值+偏移量3、直接寻址和间接寻址4、相对寻址有效地址=当前指令PC+位移量d5、寄存器寻址6、立即数寻址P39哈夫曼编码概念：大频率事件用最少的位来表示，平均码长=∑Pili要求：会画哈夫曼树（左0右1），扩展哈夫曼（答案不唯一，例如2位+5位，那么2位就有3个码，5位就有8个码）P88置换算法：含义、原理1、随机算法（RAND）：随机产生2、先进先出算法（FIFO）：先进入实存的页先被替换。3、近期最少使用算法（LRU）：把近期最久未访问的页替换。4、优化替换算法（OPY）：预测各页今后使用时间，选择其中时间间隔最长的替换。具体看P89的图3-20P96并行主存系统2种组成方式：单体多字方式实现单一、访问效率不高多体并行方式区别：看书本P96图3-27；3-28多体交叉编址：P97图3-29P99并行主存系统地址空间的划分（含义）用地址码的高位部分区分存储体号，低位部分是各存储体的体内地址按高位地址划分按低位地址划分混合划分按高位为分块、模块内按低位交叉。控制复杂，不常采用。这里只要知道前面一句话在说点什么东西就好了。P101cache访问局部化没什么好总结的，就看一遍书本p101到102上面的部分吧~接下来说一点我在书本上没有找到但是老师说了要考的知识吧！在一个由M1和M2组成的两级存储系统中，M1和M2都划分成相同大小的存储块地址映像：将M2中的存储块按一定的规则装入M1中的过程地址变换：每次访问M1时，将M2的地址变成M1地址的过程全相联映像及其变换：地址映像：任意存任意地址组成：块号+块内地址块表：记录M2块号、M1块号和装入位信息地质变换：以M2块号为索引查块表，得到M1....优点：块冲突率低、M1空间利用高缺点：查找时间长直接映像以及变换将M2一一对应到M1上，第i块到第imodC块上（C是M1的存储块个数）块表：M1块号、M2区号地址变换：imodC与块内地址接成M1地址优点：实现简单、成本低缺点：快冲突率高组相联各组之间直接映像，组内各块之间全相联块表：M2区号、M2组内块号、M1块号地址变换：将M2组号、组内块号与块内地址拼接成M1地址优点：块冲突率低具体考什么东西我也不知道。但是可以看看P111面的例题，我觉得有可能是考这种计算题，所以上面几个概念就没什么卵用了。。。P114虚拟存储器虚拟存储器是指“主存-辅存”层次，它能使该层次具有辅存容量、接近主存的等效速度和辅存的每位成本，他使程序员可以按比主存大得多的虚拟存储空间编写程序（即按虚存空间编址）P142线性流水线技术指标吞吐量TP=n/T（几个任务/花费的时间）加速比S=T非流水/T流水效率E=几个任务所占的时空区/总时空区老师给的例题先求T非流水=4*（5T+10T+5T）=80T再求T流水=10*5T=50T效率E=16*5/（10*5*3）加速比S=80T/50T吞吐率TP=4/(10*5T)P177超标量处理机和超流水线的区别前面是空间（资源）重叠，后面是时间重叠第五章P194并行性并行性：在同一时刻或同一时间间隔内完成两种或两种以上的性质相同或不同的工作，只要在时间上重叠，均存在并行性。分为同时性和并发性。三种技术途径：1、时间重叠2、资源重叠3、资源共享P204并行处理机单级互连函数把N个入端和N个出端连接起来1、恒等互连网络输入端和输出端一一对应互连，如书本P205图5-62、交换互连网络（Exchange）把0位不同的输入端和输出端之间连接表达式：E(Xn-1Xn-2...X2X1)=XnXn-1Xn-2..X1X0具体看书P2053、三位立方体单级互连网络（Cube）不难，具体看书吧！4、加减2^i单级互连网络（PM2I,Plus-Minus2^i）PM2+i(j)=j+2^imodNPM2-i(j)=j-2^imodN5、混洗单级互连网络（Shuffle）6、Shuffle(Pn-1Pn-2..P1P0)=Pn-2..P2P1P0Pn-1最远的两个点要n次交换和n-1次混洗，最大寻径距离为2n-1P233阵列处理机并行处理机也称阵列处理机阵列处理机结构：分布式存储器的并行处理机结构和共享式存储器的并行处理机结构ILLIACIV采用前者第六章P256多处理机定义①包含两个或两个以上功能大致相同的处理器；②所有处理器共享一个公共内存；③所有处理器共享I/O通道，控制器和外围设备④整个系统由统一的操作系统控制，在处理器和程序之间实现作业、任务、程序段、数组和数组元素等各级的全面并行。优点：①很高的性能价格比②很高的可靠性③很高的处理速度④很好的模块化P258多处理机的基本结构1、松散耦合多处理机结构2、紧密耦合多处理机结构P260总线冲裁算法1、静态优先级算法2、固定时间片算法3、动态优先级算法4、先来先服务算法P271程序并行性分析判断是否存在数据相关Pi左部在Pj右部，数据相关Pi右部在Pj左部，数据反相关Pi左部在Pj左部，数据输出相关影响了执行次序1、写-读串行次序2、读-写次序3、可并行次序4、必并行次序P275多处理器操作系统的分类1、主从结构，即专用控制方式2、单独管理，即分布控制方式3、浮动管理控制，即对称控制方式并行技术应用：SIMD,并行流水线，网格，集群P336集群计算机系统以其特点1、较短的研制周期2、集成的最新技术3、汇集多台计算机的力量，达到较高的性价比P337我国研究高性能计算机，划分为三类1、PVP向量型超级计算机2、MPP大规模并行处理超级计算机3、集群处理机（上海大学的自强2000）P342网格基础的基本概念以高性能网络为依托，借助完善的网格中间件的支持，将分布于网络上的各种资源整合，为使用者提供一套完善的具有单一映像的支持环境。P346云计算是一种计算模式或商业模式。分布式技术的一种，透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个小的子程序，在交给多台服务器组成的庞大系统搜索、计算之后将处理结果穿会给用户