计算机组成及结构(性能设计)总结

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1、第一章:1.whatisthecomputerarchitecture计算机体系结构是那些对程序员可见的系统属性，换句话说，这些属性直接影响到程序的逻辑执行。2.whatisthecomputerorganization计算机组成是实现结构规范的操作单元以及其相互连接。组成的属性包括那些对程序员可见的硬件细节，如控制信号、计算机和外设的接口以及储存器使用的技术。3.whatisthestructureofacomputersystem分层性质的系统。是由一系列互相关联的子系统，每个子系统又在结构上分层，直到分成我们所能达到的一些基

2、本子系统的最低级。4.whatarethefunctionsofacomputer---处理数据(Dataprocessing)---数据的储存(Datastorage)---数据传送(Datamovement)---对之前的三种功能进行控制(Control)。5.describetheprincipalelementsofacomputer---中央处理器（CPU）---主储存器---I/O---系统互连：6.describetheprincipalelementsofaCPU---控制单元---算术逻辑单元（ALU）---寄存

3、器---CPU内部互连第二章1.DescribethestructureofvonNuemannmachine:---主储存器---算术逻辑运算单元（ALU）---控制器---输入/输出设备（I/O）。2.DescribetheStoredProgramconcept程序以某种形式与数据一同存在储存器中，编程的过程就可以简化。这样，计算机就可以通过在储存器中读取程序来获取指令，而且通过设置一部分储存器的值就可以编写和修改程序。3.Describemoore’slaw摩尔定律指的是单芯片上所能包含的晶体管数量每年翻一番，并且这种态势

4、在不远的将来还会一直走下去。4.Describethewaystospeedupthemicroprocessor---流水线技术---加入cache，L1&L2cache---通过增加新的电路，减小电路间的距离来提高速度，使得性能提高---Branchprediction（转移预测）---Dataflowanalysis（数据流分析）---Speculativeexecution（推测执行）:第三章1.DescribethreekeyofvonNeumannarchitecture---数据和指令储存在单一的“读、写储存器”中-

5、--储存器的内容通过位置寻址，而不关心储存在其中的数据类型---以顺序的形式从一条指令到下一条指令的（除非有明确的修改）执行2.Programconcept:---Asequenceofsteps---foreachsteps,anarithmeticorlogicaloperationisdone.---foreachoperation,adifferentsetofcontrolsignalsisneeded.(e.g.ADD,MOVE)3.ComputerComponents---中央控制单元（CPU）---I/O部件---

6、主存（存放暂时的代码和结果）1.多重中断的处理方法：禁止中断和定义优先级2.三种系统总线结构：数据总线，地址总线，控制总线。第四章储存器性能（memoryperformance）:存取时间，周期时间，传输率。存储器层次结构：---主板内寄存器---主板外储存器（RAM）内存---离线存储器每位价格下降；容量增大；存取时间变长；处理器访问存储器的频率降低。Localityofreference(储存器引用、访问的局部性)Duringthecourseoftheexecutionofaprogram,memoryreferencest

7、endtocluster.MappingFunction(映射功能)---直接映射：是最简单的映射技术，将主存中的每一块映射到一个固定可用的cache行中。命中率低---全相联映射：全相联映射克服了直接映射的缺点，它允许每一个主存块装入cache中的任意行。命中率最高，成本也高。---组相联映射：中和了直接映射的和全相联映射的优点。替换算法：---最近最少使用的被替换---先进先出---最不常用---随机写策略：写直达技术：---对所有操作都同时对主存和cache进行，以保证主存中的数据总是有效的。缺点是产生了大量的储存通信量，可

8、能引起瓶颈问题。写回法：它减少了主存的写入。只更新cache中的数据。缺点是部分主存数据无效，I/O模块的存取只允许通过cache进行。第五章DRAM：利用电容充电来储存数据，位元中的电容有、无电荷分别代表二进制的1或0.需要周期地充电刷新来维持数