计算机体系结构基本概念

存储程序计算机

特点

  • 机器以运算器为中心
  • 采用存储程序原理
  • 存储器是按地址访问的、线性编址的空间
  • 控制流由指令流产生
  • 指令由操作码和地址码组成
  • 数据以二进制编码表示,采用二进制运算

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计算机系统语言层次结构图

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翻译(编译)和解释的区别

翻译 先把N+1级程序全部变换成N级程序后,再去执行新产生的N级程序,在执行过程中N+1级程序不再被访问

解释 每当一条N+1级指令被译码后,就直接去执行一串等效的N级指令,然后再去取下一条N+1级的指令,依此重复进行 (时间较长 内存占用较小

并行处理技术概念

有哪些并行?

  • 指令级并行
  • 线程并行
  • 任务级并行

如何提高并行性

SISD、MISD、SIMD、MIMD四种概念模型

  • 时间重叠
  • 资源重叠
  • 资源共享

量化设计的基本原则

  • 大概率优先原则
  • Amdahl定律----系统性能加速比,受限于该部件在系统中所占的重要性

系统加速比依赖两个因素 可改进比例部件加速比

  • 局部性原理----包含指令和数据两方面
例题

假设在某程序的执行过程中,浮点操作时间占整个执行时间的10%,现希望对浮点操作加速。设对浮点操作的加速比为Sf,请推导出程序总的加速比SSf 之间的关系表达式

$$ \begin{aligned} S &=\frac{1}{\left(1-f_{f}\right)+\frac{f_{f}}{S_{f}}} \\ =& \frac{1}{(1-10 \%)+\frac{10 \%}{S_{f}}} \\ =& \frac{1}{0.9+\frac{0.1}{S_{f}}} \end{aligned} $$

Last modification:April 17th, 2020 at 11:05 pm
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