2014年度计算机体系结构复习大纲

1•计算机体系结构复习大纲•知识回顾1.为了突出“培养学生的动手开发能力”，给大家提供了MIPS指令流水线的设计开发环境；2.突出知识系统化概念，通过“问题”方式，引出知识点，并配合众多演示动画，把抽象难懂的理论知识转化为具体的形象描述过程；3.在有限的48学时内，重点系统化学习了“单机流水线”工作方式下提高系统性能的理论知识，阐述了对称式多处理机的监听协议原理•我对“教与学”的态度1.对学生：始终坚持自由的大学学习模式，不点名、不设槛，完全凭自己的努力、自己的能力，去获得相应的知识和成绩；2.对本人：认真准备，严谨治学，为学生提供系统的知识，提供形象具体的学习素材；3.教学方式：•传授的知识——“完整、严密、系统，有一定的难度”；•考核的知识——难度降低，全部体现在习题、例题上，但是绝无漏题、透题之行。•第一章计算机系统的设计•掌握下面2个计算机性能定量计算的方法1.Amdahl定律2.CPU性能公式计算3.复习重点：P8~P9的例题，P29的习题T7、T9、T10、T11•第二章指令系统的设计1.指令操作码的优化方法：•哈夫曼编码•等长扩展码•定长操作码2.复习重点：P52页的习题T11（哈夫曼编码不做要求）、12、13•第三章流水线技术1.理解流水线的分类2.掌握流水线的性能指标计算：流水线的吞吐率、流水线的加速比、流水线的效率3.掌握单功能非线性流水线的最优调度方法中的“预约表、禁止表、初始冲突向量、流入新任务后的冲突向量”计算4.理解流水线相关冲突的3种类型，名相关的类型5.复习重点：P62~P68的例题3.1~3.3（掌握时空图的画法），P91页的习题T6、7、8、•第四章向量处理机1.掌握向量流水线的链接技术：P99例题1、22.向量处理机的性能评价指标计算：•一条向量指令的处理时间Tvp•一组向量指令的总执行时间Tall，P104例题5（编队非链接，及编队链接技术）3.复习重点：P109页的习题T5、6•第五章指令级并行及其开发方法——硬件方法1.理解数据相关中的“数据真相关、反相关、输出相关”概念，并能区分2.掌握记分牌动态调度算法的原理，分析计算指令执行过程中的状态信息3.掌握Tomasulo动态调度算法的原理，分析计算指令执行过程中的状态信息24.掌握基于ROB硬件的前瞻执行原理，分析计算指令执行过程中的状态信息5.理解多流出技术的概念，掌握动态调度的多流出技术工作过程，P145页例题5（时空图的绘制）6.了解超长指令字、超流水线的概念，能够画出指令的流水线时空图7.复习重点：课本P119~P145页的例题5.1~5.5（时空图的画法及各个状态表中信息的确定），P152页的习题T8、9、10、11及补充的习题。•第六章指令级并行的开发——软件方法1.掌握循环体是“简单顺序结构”的循环展开技术，开发循环级并行。P156例题6.22.掌握静态多指令流出技术——VLIW的应用。P163例题6.3——这条不做要求•第七章存储系统1.了解Cache的写策略2.Cache的性能分析：存储器停顿时钟周期数和CPU时间的定量计算。P204例题1、例题2；3.掌握减少Cache不命中开销“两级Cache”方法中，全局不命中率的计算。P215例题3、例题4；•第八章输入输出系统1.了解廉价冗余磁盘阵列的作用2.简单概括“RAID0、RAID1、RAID2、RAID3、RAID4、RAID5、RAID6”的特点•第十章多处理机1.基于存储器组织结构角度，MIMD分成2大类的特点2.准确描述“写作废协议、写更新协议”的特点，参考P304~3053.多处理机中维护Cache一致性的协议有哪2种？4.掌握监听协议的实现技术，能够定量分析出指令工作过程中，本地Cache和远程Cache块的状态转换。P308~310的图6、图7（结合课件动画掌握共用数据块的状态转换方法及其工作过程的描述）5.复习重点：监听协议中的Cache块状态转换图•题型分布1.题型分数：填空题（10分）、选择题（10分），简答题（20分）、简单计算题（20分）、综合分析计算题（40分）2.知识分布：•简答分析计算——第1、2、3章•综合分析计算——第4、5、10章•简答——第1、2、3、10章•填空、选择——概念分布于所学各个章节3.考核知识：复习大纲提到的例题、习题对应的知识点•祝大家复习顺利1.考试时间初步安排在1月2日左右2.考试前一周会安排一次答疑（会提前通知大家），届时请大家依时参加。