計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程考核說明-閱讀頁
2025-07-12 06:06本頁面
【正文】 0．MFLOPS定義。這個系統(tǒng)對應(yīng)用程序員透明，并且，從應(yīng)用程序員看它是一個存儲器，這個存儲器的速度接近速度最快的那個存儲器,存儲容量與容量最大的那個存儲器相等或接近，單位容量的價格接近最便宜的那個存儲器。 2．存儲器的主要性能參數(shù) (1)存取時間 從CPU到第i層存儲器的往返時間。 (3)每字節(jié)成本 (4)傳輸帶寬 相鄰層之間傳輸信息的速率。 3．存儲器的主要性能參數(shù) (1)存取時間 從CPU到第i層存儲器的往返時間。 (3)每字節(jié)成本 (4)傳輸帶寬 相鄰層之間傳輸信息的速率。 4．層次存儲器性質(zhì) (1)包含性 內(nèi)層的信息必然包含于其外層。在處理過程中，其子集被一步步復(fù)制到內(nèi)層。 如果在緩存中的一個字被修改過，那么在所有高層上該字的副本也必須立即或最后加以修改。前者指如果在內(nèi)層中修而后者的處理方法是：在外層中的修改延遲到內(nèi)層中被修改的字被替換時才進(jìn)行。 空間局部性： 一個進(jìn)程所訪問的各項(xiàng)其地址彼此很近。5．層次存儲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的目的是使有效存取時間接近于最內(nèi)層存儲器的存取時間，使總體的平均每字成本接近于最外層存儲器的每字成本，容量接近于最大存儲器的容量。要解決的問題主要有： (1)塊／頁的定位問題 (2)替換問題 (3)一致性問題(寫無效和寫更新) 6．虛擬存儲器由主存儲器和聯(lián)機(jī)工作的外部存儲器共同組成。加快內(nèi)部地址變換的技術(shù)主要有目錄表、快慢表、散列函數(shù)等。 7．Cache的地址映像與變換方法有全相聯(lián)、直接相聯(lián)、組相聯(lián)和段相聯(lián)幾種。Cache的實(shí)現(xiàn)全部是由硬件完成的。 10．解決Cache與主存的不一致性問題，首先要選擇合適的Cache更新算法。第四章輸入輸出系統(tǒng) 一、基本概念 1．輸入輸出系統(tǒng) (1)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，通常把處理機(jī)和主存儲器之外的部分稱為輸入輸出系統(tǒng)，它包括輸入輸出設(shè)備、輸入輸出接口和輸入輸出軟件等 (2)輸入輸出系統(tǒng)的特點(diǎn)是異步性、實(shí)時性和設(shè)備無關(guān)性。 (4)程序控制輸入輸出方式完全受CPU控制，數(shù)據(jù)的輸入輸出都要經(jīng)過CPU，用于連接低速外圍設(shè)備。目前使用的DMA方式主要有三種：周期竊取方式、直接存取方式和數(shù)據(jù)塊傳送方式。中斷方式常用于連接低速外圍設(shè)備。采用通道方式組織的輸入輸出系統(tǒng)，多采用主機(jī)一通道一設(shè)備控制器IO設(shè)備四級連接方式。在CPU啟動通道后，通道自動地去內(nèi)存取出通道指令并執(zhí)行指令。(2)通道可分為三類：字節(jié)多路通道、選擇通道和數(shù)組多路通道。 (3)對于以上的三種通道，當(dāng)每個通道上連接有P臺外圍設(shè)備，每臺設(shè)備都傳送n個字節(jié)時，總共所需的時間分別為：其中Ts指設(shè)備選擇時間，TD指傳送一個字節(jié)所需的時間。一個通道在滿負(fù)荷工作下的流量稱為通道最大流量。而選擇通道和數(shù)據(jù)多路通道的實(shí)際流量是指連接在這個通道上的所有設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸率的最大值。在大型、巨型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，常采用輸入輸出處理機(jī)來分擔(dān)中央處理機(jī)的輸入輸出任務(wù)。它具有自己的存儲器，不必通過主存儲器就能完成與外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，大大提高了系統(tǒng)性能。 先行控制技術(shù)的關(guān)鍵是緩沖和預(yù)處理技術(shù)。為了平衡給功能段之間的由于速度不確定帶來的速度差異，在各功能段之間設(shè)置了緩沖棧(先行指令緩沖棧，先行操作棧，先行讀數(shù)棧，后行寫數(shù)棧)，同時為了解決數(shù)據(jù)相關(guān)和控制相關(guān)帶來的停頓問題，使用了不同的預(yù)處理技術(shù)。 2．流水線的原理、特點(diǎn)及其分類 流水線方式是把一個重復(fù)的過程分解為若干個子過程，每個子過程可以和其他的子過程同時進(jìn)行，即所謂的時間并行性。流水線有以下的特征：為了提高流水線的效率，應(yīng)該盡可能的為流水線提供連續(xù)的任務(wù)；流水線由很多相聯(lián)的功能段組成，為了平衡功能段之間的速度差，功能段之間需要設(shè)置緩沖寄存器；流水線中每個功能段的時間應(yīng)該盡量相等，以免形成“瓶頸”，否則應(yīng)該對功能段再劃分或者采用多個功能部件；流水線需要裝入和排空時間，只有在流水線完全充滿時，它才能充分發(fā)揮效率。運(yùn)算操作流水線，宏流水線；單功能流水線，多功能流水線；靜態(tài)流水線，動態(tài)流水線等。流水線的吞吐率TP定義為單位時間內(nèi)流水線所完成的任務(wù)數(shù)量或者輸出的結(jié)果數(shù)量，基本公式如下：n為任務(wù)數(shù)，Tk是完成n個任務(wù)所用的時間。流水線的效率E是指流水線的設(shè)備利用率，在時空圖上，流水線的效率定義為n任務(wù)占用的時空區(qū)與k功能段總的時空
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