第一章计算机体系结构的基本概念1计算机系统结构的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。2透明性在计算机技术中,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。3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。4常见的计算机系统结构分类法有两种:Fly
分类法、冯氏分类法Fly
分类法把计算机系统的结构分为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MIMD5改进后程序的总执行时间系统加速比为改进前与改进后总执行时间之比6CPI(CyclesPerI
structio
)每条指令执行的平均时钟周期数CPI执行程序所需的时钟周期数/IC7存储程序原理的基本点:指令驱动8冯诺依曼结构的主要特点1以运算器为中心。2在存储器中,指令和数据同等对待。指令和数据一样可以进行运算,即由指令组成的程序是可以修改的。3存储器是按地址访问、按顺序线性编址的一维结构,每个单元的位数是固定的。
f4指令的执行是顺序的5指令由操作码和地址码组成。6指令和数据均以二进制编码表示,采用二进制运算。9软件的可移植性一个软件可以不经修改或者只需少量修改就可以由一台计算机移植到另一台计算机上正确地运行。差别只是执行时间的不同。我们称这两台计算机是软件兼容的。实现可移植性的常用方法采用系列机、模拟与仿真、统一高级语言。软件兼容:向上(下)兼容:按某档机器编制的程序,不加修改就能运行于比它高(低)档的机器。向前(后)兼容:按某个时期投入市场的某种型号机器编制的程序,不加修改地就能运行于在它之前(后)投入市场的机器。向后兼容是系列机的根本特征。兼容机:由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。10并行性:计算机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。并发性:两个或两个以上的事件在同一时间间隔内发生。从处理数据的角度来看,并行性等级从低到高可分为:1字串位串:每次只对一个字的一位进行处理。最基本的串行处理方式,不存在并行性。2.字串位并:同时对一个字的全部位进行处理,不同字之间是串行的。开始出现并行性。3字并位串:同时对许多字的同一位(称为位片)进行处理。具有较高的并行性。4全并行:同时对许多字的全部位或部分位进行处理。最高一级的并行。从执行程序的角度来看r