計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程考核說(shuō)明(參考版)
2025-06-30 06:06本頁(yè)面
【正文】 15 / 15。 流水線的加速比S指完成一批任務(wù)，不使用流水線所用的時(shí)間與使用流水線所用的時(shí)間之比稱為流水線的加速比：其中T0指順序執(zhí)行所用的時(shí)間，n時(shí)使用流水線的執(zhí)行時(shí)間。 3．流水線韻性能分析 衡量流水線性能的主要指標(biāo)有吞吐率，加速比，效率。根據(jù)不同的角度，流水線可以被劃分成以下的類(lèi)別：線性流水線，非線性流水線，指令流水線。流水線的工作可以用時(shí)空?qǐng)D來(lái)描述。對(duì)數(shù)據(jù)相關(guān)和控制相關(guān)的分析和解決辦法是整個(gè)預(yù)處理技術(shù)的核心。指令的執(zhí)行過(guò)程可以，被分解為相互獨(dú)立的幾個(gè)階段(取指令，分析指令，執(zhí)行指令)，采用重疊執(zhí)行方式，使每個(gè)功能段相對(duì)獨(dú)立地運(yùn)行，就能提高運(yùn)行速度。第五章標(biāo)量處理機(jī) 一、基本概念 1．先行控制技術(shù)(100kahead)輸入輸出處理機(jī)是一臺(tái)獨(dú)立的處理機(jī)，具有一定的運(yùn)算功能。 3．輸入輸出處理機(jī) 。三種通道的最大流量計(jì)算公式如下： (5)字節(jié)多路通道的實(shí)際流量是指連接在這個(gè)通道上的所有設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸率之和。 (4)通道的流量是指一個(gè)通道在數(shù)據(jù)傳送期間內(nèi)，單位時(shí)間內(nèi)能夠傳送的最大數(shù)據(jù)量。字節(jié)多路通道常用于連接低速或中速的設(shè)備，選擇通道和數(shù)據(jù)多路通道用于連接高速設(shè)備。直到數(shù)據(jù)交換過(guò)程結(jié)束向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，CPU才進(jìn)行通道結(jié)束處理工作。通道通過(guò)執(zhí)行通道程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)IO系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和控制。 2．通道處理機(jī)(1)在大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，為把對(duì)外圍設(shè)備的管理工作從CPU中分離出來(lái)，普遍采用通道處理機(jī)技術(shù)。 (6)中斷輸入輸出方式使得CPU與外圍設(shè)備可以并行工作，并可以處理例外事件。 (5)直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)方式(DMA)主要用于連接高速外圍設(shè)備，它使得存儲(chǔ)器既可被CPU訪問(wèn)，也可被外圍設(shè)備訪問(wèn)。 (3)基本的輸入輸出方式有三種：程序控制輸入輸出方式、直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)方式(DMA)和中斷輸入輸出方式。一般有兩種Cache更新算法，寫(xiě)直達(dá)法和寫(xiě)回法。 8．影響主存命中率的主要因素有 (1)程序在執(zhí)行過(guò)程中的頁(yè)地址流分布情況 (2)所采用的頁(yè)面替換算法 (3)頁(yè)面大小 (4)主存儲(chǔ)器的容量 (5)所采用的頁(yè)面調(diào)度方法 9．Cache的命中率主要與如下幾個(gè)因素有關(guān) (1)程序在執(zhí)行過(guò)程中的地址流分布情況 (2)當(dāng)發(fā)生Cache塊失效時(shí)，所采用的替換算法 (3)Cache的容量 (4)在組相聯(lián)映象方式中，塊的大小和分組的數(shù)目 (5)所采用的Cache預(yù)取算法等。Cache的替換算法有輪轉(zhuǎn)法、FIFO、LRU、LFU、比較對(duì)法和堆棧法。頁(yè)面替換算法主要有RAND、FIFO、LRU、LFU和OPT等算法。虛擬存儲(chǔ)器有段式、頁(yè)式、段頁(yè)式等地址映像與變換方法。 本章主要論述兩個(gè)二級(jí)層次存儲(chǔ)系統(tǒng)cache和虛擬存儲(chǔ)器。 順序局部性：在典型程序中，除轉(zhuǎn)移指令產(chǎn)生不按次序的轉(zhuǎn)移外，指令都是順序進(jìn)行的。 (3)局部性 時(shí)間局部性： 最近的訪問(wèn)項(xiàng)很可能在不久的將來(lái)再次被訪問(wèn)。改了一個(gè)字，在外層中必須立即加以修改。 維護(hù)一致性的兩種策略：寫(xiě)直達(dá)和寫(xiě)回。 (2)一致性 同一個(gè)信息項(xiàng)在后繼存儲(chǔ)器層次上的副本是一致的。所有的信息最初放在最外層。 (5)傳輸單位 相鄰兩層之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧６?如字、塊、頁(yè)等)。 (2)存儲(chǔ)器容量 第i層的字節(jié)或字的數(shù)量。 (5)傳輸單位 相鄰兩層之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧６?如字、塊、頁(yè)等)。 (2)存儲(chǔ)器容量 第i層的字節(jié)或字的數(shù)量。程序訪問(wèn)的局部性原理是層次存儲(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)成的基礎(chǔ)。MFLOPS即每秒百萬(wàn)次浮點(diǎn)操作次數(shù)，它定義為： MFLOPS=第二章指令系統(tǒng) 1．指令系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)有兩個(gè)截然相反的方向 (1)復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)CISC(Complex lnstruction Set Computer)1)增強(qiáng)指令功能，設(shè)置功能復(fù)雜的指令 2)面向目標(biāo)代碼、面向高級(jí)語(yǔ)言、面向操作系統(tǒng) 3)用一條指令代替一串指令 (2)精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)RISC(Reduced Instruction Set Computer) 1)只保留功能簡(jiǎn)單的指令 2)功能較復(fù)雜的指令用子程序來(lái)實(shí)現(xiàn) 2．RISC與CISC各
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