计算机体系结构题目

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1、1《计算机体系结构》期末复习纲要I.名词解释1）clusters/warehouse-scalecomputers集群/仓库级汁算机软件即服务（SaaS）应用（比如搜索、社交网络、视頻分享、多人游戏、在线铕售等）的发展巳经推动了-类被称为集群的计算机的发厢。槃群是抱一组桌面汁算机或服务器通过局域网连接在-起，运转力•式类似于一个史大型的计算机。每个节点都运行自己的操作系统，节点之间使用网络协议进行通信、最大规模的集群称为仓库级计算机（WSC）,它们的设计方式使数万个服务器像一个廉务器一样运行。第6章详细介

2、绍了这类超大型计其机。2）Computerarchitecture计算机体系结构：在本书中，体系铕构涵篕了计算机设计的所有三个方面：指令集体系结构、组成或徽体系结构、硬件c••••*•••曇感•秦1.3.1指令集体系结构：计算机体系结构的近距离审视我们在本书中用指令旗体系结构（ISA）—词来抱代程序员可以肴到的实际推令集。ISA的作用相当于区分软件和硬件的界限。在下面对ISA的快速回顾中，将使用80x86、ARM和MIPS的例子从7个方面来介绍ISA。附录A和附录K更详细地介绍了这3种ISA。计算机的实现

3、包括两个方面：组成和硬件。组成一词包含了计算机设计的髙阶内容，比如存储器系统，存储器百.连，设计内部处理器或CPU（中央处理器一算术、逻辑、分支和数据输送功能都在这里实现）。有时也使用微体系结构一W来代替“组成"。例如，AMDOptcron和IntelCorei7是两个指令樂体系结构相同但组成不同的处理雅。这两种处理盘都实现沾6指令集，但它们的萊水线和缓存组成有很大不同。3）Dependability（1.7）可信任度：钮拈可靠性和可用性存储外设可靠性能的参数侖：可S:性、可川性和可信性。系统可靠性是指系

4、统从初始状态幵始，一直提供服务的能力，可靠性通常用平均无故障时M来衡量4）Quantitativeapproach景化方法：即为：定量研究办法。定量研究一般是为了对特定研究对象的总体得出统计结果而进行的。定性研究異有探索性、诊断性和预测性等特点，它丼不追求精确的结论，而只是了解问题之所在，摸淸情况，得出感性认识。定性研究的主要方法包括：与几个人而谈的小组访问，要求详细回答的深度访问，以及各种投影技术等。在定过研究屮，信息都是用某种数字來表示的。在对这些数字进行处理、分析吋，首先要明确这些倍息资料是依据何种

5、尺度进行测定、加工的，史蒂文斯（S.S.Stevens）将尺度分为㈧种类型，即名义尺度、顺序尺度、间距尺度和比例尺度。5）Criticalwordfirst关键字优先□关键字优先：首先从存储器中谙求缺失的字.在其到达缓存之后立即发给处理器；使处理器能够在载入块中其他字时继续执行。6)Scalability可扩展性：第一个例子是在系统级别开发并行。为了提髙在一个典型服务蔣基准测试（比如SPECWeb或TPOC）上的吞吐量性能，可以使用多个处理器和多个磁盘。随后可以在处理器和磁盘之间分散处珣请求的工作负载，从

6、而提痛吞吐量。扩展内存以及处理雅和磁盘数目的能力称为可扩展性，这对服务器来说是非常有价值的优点。在许多磁盘之间分布数据，以实现并行读写.就可以支持数据级并行。SPECWeb还依靠请求级并行来使用大S处理器，血TPC-C使用线程级并行实现对数据库清求的更快速处理。7）Misspenalty缺失代价：这两种度量指标的问题在于它们都没有考虑缺失成本的因素。一种更好的度指标是存储器平均访问时间：存储器平均访问时间”命中时间+缺失率x缺失代价芄中，命中时间是桁4:缓存屮命中B标花费的时间，缺失代价是从内存屮替代块的

7、时间（即缺失成本存储器平均访问时间仍然是一个间接性能澜S指标，尽管它比缺失率好一些，但不能代替执行时间。在第3章，我们将会看到推理处埋器可以在缺失期间执行其他指令，从而降低8）Instructioncommit指令提交：苺于硬件的推测根据预測的败据使流来迭择何时执行指令。这种执行程序的方法实际上是一种数据流执行：操作数一旦可用就立即执行运其。为了扩展Tomasulo算法，使其支持推测，我们必须将指令结果的旁路（以推測方式执行指令时谣要这一操作）从•条指令的实完成操作中分离出來。进行这种分离之后，就吋以允许

8、执行一条指令，并将其锫果旁路给其他指令，但+允许这条指令执行任何不能撤消的更新操作.»到确认这条栺令不再具有不确定性为止。使用旁路值类似于执行一次推测寄存器读取操作，因为在提供源寄存器值的指令不再具有不确定性之前，我们无法知道它是否提供了正确值。当一个指令不再具有不确定性时.允许它更新寄存器堆或存储器；我们将指令执行序列中的这个附加步骤称为指令提交。实现推測之后的关键思想在丁允许指令乱序执打，但强M它们调序提交•以防止在指令提