深圳大学-计算机体系结构总结

深圳大学-计算机体系结构总结（精选8篇）

篇1：深圳大学-计算机体系结构总结

一，计算机系统结构导论

1.层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构。这些层次依次为：微程序机器级，传统机器级，操作系统机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。

2.翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。

解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。

解释比翻译花的时间多，存储空间占用少。

3.虚拟机：用软件实现的机器。以区别于由硬件或固件实现的实际机器。

4.计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。5.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。

三种分类：Fllynn，冯氏，Handler。

6.计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，计算机实现：计算机组成的物理实现，一种体系结构可以有多种组成。一种组成可以有多种实现。

址。3寄存器寻址是指在指令的地址码部分直接给出操作数所在的寄存器编号。而所需的操作数就在这个寄存器中4.寄存器间接寻址，寄存器给的不是操作数而是操作数地址，可以用这一地址去读写存储器相关单元。

三．数据表示与指令系统设计 1.数据表示：是指能由机器硬件直接识别、可以被指令系统直接调用的数据类型。

数据结构:研究的是面向系统软件、应用领域所需要处理的各种数据类型，研究这些数据类型的逻辑结构和物理结构之间的关系，并给出相应的算法。数据表示是结构的组成元素，都是数据类型的子集。是硬软件交界面。

2.定点数：数据表示中小数点位置固定的数据，分为纯整数和纯小数.纯整数：最大数（Rm的n次-1）最小数（-Rm的n次）表数个数（Rm的n+1次）

纯小数：最大数（1-Rm的-n次）最小数（-Rm的-n次）表数个数（Rm的n+1次）。

3.浮点数

第一种：

单精度：A =(-1)S*2E-127 *1.F 双精度：A =(-1)S*2E-1023 *1.F

7.冯诺依曼特点：1.机器以运算器为中心2.采用存储程序原理3.存储器是按地址访问的，线性编址的空间4.控制流由指令流产生5.指令由操作码和地址码组成6.数据以二进制编码表示，采用二进制运算。

范围：1to(2-2的-23次)

Nmreerg

8.计算机应用的发展可以归纳为：数据处理，信息处理，知识处理，智能处理。

9.同型号的计算机。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

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.软件兼容：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运行。差别只是执行时间的不同。

向上（下）兼容：按某档计算机编制的程序，不加修改就能运行于比它高（低）档的计算机。向后（前）兼容：按某个时期投入市场的某种型号计算机编制的程序，不加修改地就能运行于在它之后（前）投入市场的计算机。

软件具有兼容性和可移植性

硬件软件逻辑上等效 11.解决软件可移植性：采用系列机，模拟和仿真，采用统一高级语言。

11.模拟：用软件的方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。

仿真：用一台现有计算机上的微程序去解释实现另一台计算机的指令系统。

12.MIPS:每秒百万条指令

MFLOPS：每秒百万条浮点运算指令。无法体现机器性能

指令条数 MIPS指令条数Te=执行时间106MIPS106MFLOPS程序中的浮点操作次数12.大概率事件优先原则：是计算机体系结构设计中最重要和最常用的原则，基本思想CPU执行时间106是：对于大概率事件，赋予它优先的处理权和资源使用权，以获得全局的最优结果。13.Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。14.15.可改进部分在原系统计算时间中所占比例：改进部分采用改进措施后比没有采用改进措施前性能提高的倍数：Fe

Se

T 1FT0FeFT01n T 0eST01FeeSSnTn1FFeeeeCPU CPU时钟周期数 时间=SCPU时间=CPU时钟周期数时钟周期长度e 时钟频率CPU时钟周期数CPU时间 = CPIIC时钟周期长度= ICCPICPI = IC时钟频率16.IC：执行指令条数

CPI：平均时钟周期数

MIPS=f(MHz)/ CPI

17.程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。时间局部性：程序即将用到的信息很可能是目前正在使用的信息。空间局部性：程序即将用到的信息很可能与目前正在使用的信息在空间上相邻或接近。

CPU时间=用户CPU时间和系统CPU时间。

二．现代计算机组成

1.冯诺依曼体系：1运算器和控制器成为中央处理机，CPU是硬件系统核心，用于数据加工处理，完成各种算术，逻辑运算及各种控制功能。2存储器是记忆设备，分内存和外存。3输入输出设备是计算机与外界交换信息的装置。

2.CPU：由控制器，运算器和寄存器组成。控制器是计算机控制中心，运算器是计算机对数据进行加工处理的中心，寄存器是CPU内部临时存储单元，容量小速度快。3.寻址方式：解决的是指令中如何提供操作数及操作数地址等问题。

分为立即数寻址，直接寻址，寄存器寻址，寄存器间接寻址，变址寻址，基址寻址，相对寻址。4.设备和算法的总称。存储系统：计算机中存放程序和数据的各种存储设备，控制部件及管理信息调度的主要指标：大容量，高速度，低价格。

5.程序访问局部性原因：1程序进行时，除了少部分的转移和过程调用指令外，大多数情况下仍是顺序执行。2过程调用深度值大多数情况不超过5，3程序中存在循环结构 4.7.程序中包括许多对数据结构的处理输入输出系统作用：1.提供人机交互接口。

2.完成数据格式的转换。3.是重要的存储媒介。4.为各领域提供应用手段。

8.件提供互连和信息传输的一组公共信号线。总线:是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路，或者说是能为多个功能部

工作原理：当多个设备连接在总线上时，其中一个设备发出的信号可以为其他所有设备接收，但是在某个时段内，只有一个设备能成功发出信号，总线数据传输过程分为：总线申请与裁决，总线寻址，数据传送及错误检测等。

9.单总线结构：所有部件，设备连接到这组总线。结构简单，成本低，易于接入新的设备，不利于提高总线的数据传输率。

10.双总线结构：CPU和主存间设置一组高速存储总线。

11.三总线结构：在双总线基础上增加一组从存储器到高速I/O的总线，DMA总线、主存总线用于CPU和主存之间的信息传送；I/O总线用于CPU和各个I/O之间进行信息传输；DMA总线用于高速外设和主存之间的信息交换。DMA和主存总线不能同时访问主存。

目前常用——Cache总线，主存总线，I/O总线三级总线结构。

12.配。CPU

和 接口功能I/O处理匹配：数据缓冲功能，接受和执行：速度不匹配，时序不匹配，信息格式不匹配，信息类型不匹CPU命令功能，信号转换功能，地址译码和设备选择功能，中断管理功能，可编程功能。

13.操作数地址。四种基本寻址方式区别2直接寻址是指在指令的地址码部分给出的就是操作数在存储器中的地：1立即数寻址指令的地址码部分就是指令操作数，而不是第二种：m:尾数的值

e：阶码的值

Rm：尾数的基

Re：阶码的基

p：尾数长度

q：阶码长度m e

3.四种舍入法：截断法，舍入法，恒置法，查表舍入法。

4.常用的编址方式：隐含编址，统一编址，独立编址。

隐含编址：操作码隐含了其寻址方式。统一编址：将I/O端口地址和存储器地址合为一体，进行统一编址。

独立编址：将I/O与存储器分别单独编址。

5.寻址技术：系统寻找数据或其他有用信息的地址的技术。

寻址方式：指令系统中如何形成所要访问的数据的地址。

三类面向：面向主存，面向寄存器，面向堆栈。6.逻辑地址：计算机系统的各个源程序或程序段是从自己的零地址开始分配地址空间的。

物理地址：程序调入主存中占用的实际地址称为物理地址。

7.数的类型。指令一般由操作码和地址码组成。

地址码包括操作数地址，地址的附加信息和寻址方式等信息。

操作码通常包括指令的操作种类和所用的操作 8.指令格式优化：操作码优化+地址码优化。

9.息量。操作码优化可以通过信息源熵和信息冗余衡量。

操作码编码分为：固定长度编码，Huffman

编码和扩展编码。信息源熵是信息源所含的平均信

10.Huffman编码不是唯一的，操作码的平均码长是唯一的，且肯定是可用二进制位编码平均码长最短的编码。

信息冗余=（实际平均码长-H）/实际平均码长

11.地址码个数选择标准：程序的存储量（越小越好）和程序的执行速度（越快越好）。12.地址码指令：1零地址指令，只有操作码没有地址码。2一地址指令，包含一个地址字段。3二地址指令，两个操作数地址，源和目标地址。4三地址指令，两个源操作地址，一个目标操作数地址。

13.DLX指令格式：I类指令，J类指令，R类指令。

14.的目的存储器基地址I类指令：1.Store指令： 2.LordOP指令：为操作码，OP为操作码，Ra为要读取的源寄存器地址，Ra为要写入的目的寄存器地址，Rb为要写入Rb为要读取的源存储器基地址。3移位指令格式：Ra：要写入的目的寄存器地址，Rs是要进行移位操作的源寄存器，保留10位，5位Imm是移位的位数

4.有一个立即数指令：Ra为目的寄存器地址，Rd为源操作数地址，Imm为立即数。5.条件分支指令：Rb为判断跳转条件，Rb空缺，Imm为16位偏移量。6.寄存器跳转指令：Ra空缺，Rb15.J为跳转的目的基地址，类指令：OP，0-25位在跳转指令中为跳转地址，在中断指令中为中断向量号。Imm为跳转的偏移地址。

16.R类指令：1.算术/逻辑运算指令：OP为操作码，Ra为目的寄存器，Rs，Rt为源寄存器，Func包含四位指令扩展功能码和6位保留。2.移位指令：OP为操作码，Rd为移位目的寄存器，Rs为移位源操作数寄存器，Rt为移位位数寄存器，Func同上。3.第一类寄存器间数据传输指令：OP为操作码，Rd为目的寄存器，Rs，Rt保留，Func同上。4.第二类寄存器间数据传输指令：OP为操作码，Rd空缺，Rs为移位源操作数寄存器，Rt空缺，Func同上

17.CISC（Complex Instruction Set Computer）：复杂指令集计算机

缺点：1.各种指令的使用频率相差悬殊 2.带来了计算机体系结构的复杂性 3.不利于单片集成 4.运行速度慢 5.不利于采用先进的计算机体系结构技术来提高性能。

18.RISC(Reduced Instruction Set Computer): 精简指令集计算机

设计原则：1.选取使用频率最高的指令，并补充一些最有用的指令 2.每条指令功能尽可能简单，并在一个机器周期内完成 3.所有指令长度相同 4.只有Load和Store才能防问存储器，其余在寄存器中进行 5.以简单有效的方式支持高级语言。

19.的指令使用量则很少，仅占整个程序使用量的二八定理：20%的指令反复地执行，使用量占据整个程序使用量20%。80%：而剩下80%20.现代微处理机主频提升的原因：先延迟，功耗。

21.3.计算机价格的发展趋势。计算机系统设计中设计者应考虑的因素

：1.技术发展趋势 2.计算机使用的发展趋势 22.线延迟墙：随着集成电路工艺的进步，芯片内晶体管大小不断变小，其逻辑门延迟也随之减小，而走线延迟所占的比重也随之越来越大，导致电路频率不能随着工艺的减小而线性减小。

23.指令集结构设计考虑的问题以及解决方法：1.指令及功能设计：RISC和CISC。2.寻址方式设计：可以对基准程序进行测试统计，查看使用频度，确定寻址方式。3.操作数表示和操作数类型：浮点型，整形，字符型。4.寻址方式表示：寻址方式可以编入操作码（速度快，增大了CPU译码难度）也可以单独处理（速度慢，易于指令扩展）5.指令集格式设计：固定长，可变长，混合编码。

24.指令集基本要求：完整性，规整性，高效率，兼容性。

25.区别不同指令集结构的主要因素：区别不同指令集结构的主要因素是CPU中用来存储操作数的存储单元。据此可将指令分为堆栈结构、累加器结构和通用寄存器结构。四，存储系统

1.存储器容量Sm=W*l*m。W为存储体字长，l为每个存储体字数，m为并行存储体个数。访问时间TA：存储器从接到访存申请到信息被读到数据总线上所需时间。存储周期TM：是连续启动一个存储体所需要的时间间隔，一般大于TA。频宽Bm：存储器可以提供的数据传输率。容量大价格低，速度越快价格越高，容量越大速度越慢。2.存储系统目的：1.组织好速度，容量，价格不同的存储器，2.使这个存储器速度接近速度最快的存储器。3.存储容量接近容量最大的存储器。4.单位价格接近最便宜。3.命中率H：由CPU产生的逻辑地址在存储器M访问到指定信息的概率。

4.平均访问时间T=H*T1+(1-H)*T2 提高存储器系统速度两条途径：1.提高命中率。2.使构成存储系统的相邻两个存储器速度之比不要太大。

5.虚拟存储器：是“主存-辅存”存储层次的发展和完善，它使该存储层次具有辅存容量，接近主存的等效速度和辅存的每位价格。多个进程共享主存空间。

6.虚拟地址：是应用程序员对程序进行翻译生成的访问地址，它表示的存储空间为虚存空间。实地址：是指主存储器或磁盘存储器的物理地址，表示的存储空间为主存物理空间。

7.地址映像：虚拟存储器中虚拟地址和物理地址之间的对应关系的规则。

8.地址变换：虚拟存储系统按照某种地址映像方式把虚拟地址变换为主存实地址。9.虚拟存储器工作原理：页式虚拟存储器是比较广泛的一种。把主存储器，磁盘存储器和虚拟存储器都分成固定大小的页，每一页容纳字数相同。当用户要访问虚拟存储器时，必须给出多用户虚地址Av；如果未命中，必须访问辅存，需要进行外部地址变换；如果主存储器中没有空页，利用某种替换算法处理。

10.管理方式：1.段式：将虚地址通过段表找到段的基地址，然后形成物理地址，访问存储器。2.页式。3.段页式：把实存机械的等分成固定大小的页，把程序按模块分段，每个段分成与主存页面大小相同的页，每道程序通过一个段表和相应于每段的一组页表来进行定位。

10.页面替换算法：1.随机替换算法（RAND）：利用软件或硬件的随机数发生器来确定11.中断源：把凡能向CPU提出中断请求的各种因素统称为中断源。

中断软硬功能分配：一是中断响应时间，二是灵活性。要在硬件的快速性和软件的灵活性之间进行综合权衡。必须硬件：保存中断点和进入中断服务程序入口。必须软件：中断服务和返回到中断点。

12.中断屏蔽：为提高中断系统灵活性，可以动态改变中断源优先级

用处：(1)在中断优先级由硬件确定了的情况下，改变中断源的中断服务顺序。(2)决定设备是否采用中断方式工作。(3)在多处理机系统中，把外围设备的服务工作分配到不同的处理机中。

13.四种I/O工作方式：程序控制，中断，DMA I/O处理机。

六．流水线技术

1.指令执行过程：1.取指令。按照指令计数器的内容访问主存。2.分析指令。对指令寄存器中的指令进行译码分析。3.执行指令。对操作数进行运算处理，完成指定功能。2.重叠方式：1.顺序执行方式（串行执行）。T=3nt，控制简单，利用率低，速度慢。2.一次重叠方式：指第i条指令的执行阶段和第i+1条指令的取指令阶段同时进行。T=（1+2n）t,利用率中，速度中，控制复杂。3.二次重叠方式：指第i条指令的执行阶段，第i+1条指令的分析阶段和第i+2条指令的取指令阶段同时进行。T=（2+n）t，利用率高，速度快，需要解决问题：1.必须有独立的取指令部件，指令分析部件和指令执行部件。2.要解决访问主存冲突问题。

3.解决访问主存冲突问题：1.把主存分成两个独立编址的存储器，一个指令存储器，一个数据存储器。2.主存采用低位交叉编址的秉性存储器。3.采用先行控制技术。

4.先行指令缓冲栈：平滑主存和指令分

析器的工作。指令分析器：从先行指令

缓冲栈取得指令后就行预处理。先行操

作栈：是指令分析器和运算控制器之间的一个缓冲存储器。先行读书栈：平滑

运算器与主存储器的工作。后行写数栈 主存储器中被替换页的页号。2.先进先出替换算法(FIFO)：选择最早装入主存的页作为被替换的页。3.近期最少使用算法：选择近期最少访问的页面作为被替换页面。4.最久没用使用的算法(LFU)：把近期最久没有访问过的页面作为被替换的页面。5.最后的算法应该是选择将来最久不被访问的页面作为被替换的页面，命中率一定最高，但只是理想标准。

11.为页数减少了。虚拟存储器性能2.主存容量，当主存容量增加到一定值，对命中率影响不大。：1.页面大小，当页大小增加到一定值时，命中率反而降低，是因3.页面调度方式：分页方式，请求页式，预取式+请求页式结合。

12.13.Cache命中时间：高速缓冲存储器是在：访问Cache命中时所用的时间。CPU与主存之间设置的一个高速度，小容量存储器。

失效率：CPU访存时，在一级存储器 中找不到所需信息的概率。

失效开销：CPU向二级存储器发出访问请求到把这个数据调入一级存储器所需的时间。

Cache平均访问时间=命中时间+失效率*失效开销。14.Cache与虚拟存储器的不同：1.Cache与主存之间以块为单位进行数据交换。2.两级存储器的速度比不同。3.CPU和Cache之间和CPU与主存之间都有直接通路。4.Cache系统以提高存储系统速度为目标，虚拟存储系统以扩大存储系统容量为目标。

13.基本工作原理：Cache与主存分成大小相同的块，主存地址由块号B和块内地址W组成，Cache地址由块号b和块内地址w组成。由于块相等，块内地址相同。、15.复杂）地址映像及变换方式：主存中的任意一块可以映像到：1.全相联映像及变换（利用率最高，冲突概率最低，实现最Cache中任意一块位置上。2.直接相联映像及变换（利用率最低，冲突概率最高，实现最简单）：虽然也是多对一，但一个主存块只能映像到Cache的一个特定块上去。3.组相联映像及变换：把主存按Cache容量分区，主存中各区和Cache再按同样大小分成相同数量的组，组内按同样大小分成相同数量的块，主存组到Cache组间采用直接映像方式，两个对应的组的块之间采用全相联映像方式。4.段相联映像方式：实质上是组相联的特例。5.位选择组相联及其变换：与一般组相联映像方式不同，Cache仍然分组，主存不分组。

16.提高Cache性能方法：1.命中率与容量关系。2.命中率与块大小关系。3.命中率与组数关系：Cache容量一定时，分组的数目对命中率的影响是很明显的，随着分组数目增加，组内的块数减少，命中率下降。4.命中率与Cache组织方式间的关系：容量一定，全相联命中率比直接相联高。

17.体，避免存储体冲突。提高主存性能方法：增加存储器宽度，采用简单的多体交叉存储器，采用独立存储

18.从哪几方面改进主存性能：降低失效率，减少失效开销，减少Cache命中时间。

五．输入输出系统

1.输入输出系统：把处理机与主存储器之外的部分统称为输入输出系统。包括输入输出设备、输入输出接口和输入输出软件等。

2.输入输出系统特点：1.异步性：各个设备按照自己时钟工作。2.与设备无关性：设有独立于具体设备的标准接口。3.实时性。针对异步性，采用自治控制方针，针对与设备无关性，采用分类处理方法，针对实时性，采用层次结构的方法。

3.基本输入输出方式：1.程序查询方式：不断查询I/O准备情况。2.中断输入输出方式。3.直接存储器访问方式（DMA）：主存和I/O设备交换信息时，无需处理中断服务程序。

4.通道方式。5.I/O处理机方式

4.DMA特点：1.主存储器可以被CPU访问，也可以被外围设备访问。2.外设与主存之间传送数据不需要执行程序，也不动用CPU中的资源。3.在DMA开始之前，CPU要对DMA控制器进行初始化。

5.总线分类：1.在计算机结构中所在位置：片内总线，片总线，内总线，外总线。2.传递信息类型：数据总线，地址总线，控制总线。3.信息传送方向：单向和双向。4.总线用途：CPU-存储器总线和I/O总线。5.信息在总线上传送方式：同步和异步。

6.总线仲裁：解决的是多个设备竞争使用总线的管理问题，由总线仲裁逻辑线路完成。7.总线控制方式：1.集中式串行链接控制：选择算法简单，可扩充性好，可靠性差，灵活性差，分配速度低。2.集中式定时查询控制：灵活性好，可靠性高，可扩充性差，辅助总线多，分配速度低。3.集中式独立请求控制：分配速度高，灵活性好，可靠性高，辅助总线多，可扩充性差，复杂价格高。

8.步通信。总线的通行方式4.双向互锁异步通信。：1.单向源控式异步通信。2.单向目控式异步通信。3.双向非互锁异9.总线指标：总线宽度：通常指其一次操作可以传输的数据位数。总线频率：是总线工作的最高频率时钟

单个数据传送周期数。

10.中断：当出现异常情况或者特殊请求时，计算机停止现行程序的运行，转向对这些异常情况或特殊请求的处理，处理结束后再返回到现行程序的间断处。

：是主存储器与运算器之间的一个缓冲

存储器。

4.执行指令部件完全独立的工作。并始终处于忙碌状态。先行控制技术是缓冲技术和预处理技术的结合。

使取指令部件，分析指令部件和

5.流水线技术：流水线技术是指将一个重复的时序过程分解为若干个子过程，每一个子过程都可有效地在其专用功能段上与其他子过程同时执行。

6.时空图：横坐标表示时间：即输入到流水线中的各个任务在流水线中所经过的时间；纵坐标表示空间：即流水线的各个子过程。从横坐标方向看，流水线中的各个功能部件在逐个连续地完成自己的任务。

从纵坐标方向看，在同一个时间段内有多个流水段在同时工作，执行不同的任务。

7.流水线特点：1.把一个大的功能部件分解为多个独立的功能部件。2.每一个功能部件后面都有一个缓冲寄存器，3.工作一般分为时间段，装入时间，装满和排空时间。4.流水线中各段时间应尽量相等，长的功能段将成为其瓶颈，造成堵塞和断流。5.流水线技术适合大量同类任务，只有向连续不断提供任务，其效率才能充分发挥。8.行分段，再把这些部件分段相互连接而成。它使得运算操作能够按流水方式进行。这流水线分类：1.按级别分：部件级流水线（运算操作流水线）：把处理机中的部件进种流水线也称为运算操作流水线。处理机级流水线（指令流水线）：它是把指令的执行过程按照流水方式进行处理，即把一条指令的执行过程分解为若干个子过程，每个子过程在独立的功能部件中执行。

处理机间流水线（宏流水线）：它是把多个处理机串行连接起来，对同一数据流进行处理，每个处理机完成整个任务中的一部分。前一个处理机的输出结果存入存储器中，作为后一个处理机的输入。

2.按反馈回路分：线性流水线（各段逐个串接起来）非线性流水线（除了有串行连接，还有反馈回路）3.功能多少分：单功能和多功能。4.同一时间各段连接方式：静态（指同一时段，多功能流水线中各个流水段只能按照一个固定方式连接，实现固定功能）和动态（指同一时段，多功能流水线中各段可以按照不同方式连接，同时执行多种功能）。5.按数据表示分：标量处理机（只能同时对一个或一对标量操作数进行运算或操作指令）和向量处理机（可以同时处理相同类型的多个或多对数据）。

8.吞吐率：单位时间内流水线完成的任务数或输出的结果数。TP=N/Tk

N:任务数，Tk完成n个任务所用的时间。

最大吞吐率受限于瓶颈子过程，要提高最大吞吐率，设法取消瓶颈功能段。方法有：1.将流水线瓶颈部分再细分。2.重复设置瓶颈功能段，让多个瓶颈部件并行工作。

9.加速比：是指完成一批任务时，不采用流水线所用时间与采用流水线所用的时间之比。S=T0/Tk。T0:顺序方式下执行时间 最大加速比与流水线的功能段数相等。10.效率：是指流水线的设备利用率。时空图上是n个任务占的时空区和k个功能段总的时空区之比

E=T0/KTk

E=TP*t

E=S/k 11.12.相关包括资源相关：资源相关，数据相关，控制相关。：指多条指令进入流水线后，同一时间争用同一功能部件从而发生的冲突。一般采用延迟执行和细分功能部件来解决。

数据相关:又称局部相关，指令在流水线中执行时，使得原来对操作数的访问顺序发生变化，对数据的读写操作顺序不同于指令在顺序方式下执行时的顺序，从而导致对数据的访问发生错误。

数据相关分为：先写后读，先读后写，写后写。

解决方法有：推迟处理，设置专用路径。

控制相关：又称全局相关，是由程序执行转移类指令而引起的相关。它的影响范围比较大，会引起程序执行方向的改变。解决方法有：改进硬件功能，采用预测分支失败机制，采用延迟分支机制。

13.码。减少条件转移对流水线的影响3.转移预测技术。分为静态转移预测和动态转移预测。：1.延迟转移技术和指令取消技术。2.提前形成条件14.静态转移预测：指在处理机的硬件和软件设计完成后，转移预测的方向就已经确定，在程序实际执行过程中，转移预测的方向不能改变。分为：软件猜测法，硬件猜测法和设置两个指令缓冲栈。

15.动态转移预测技术：是根据近期转移是否成功的历史记录来预测下一次转移的方向，它能够随程序的执行过程动态地改变转移的预测方向。分为：在指令Cache中记录转移历史记录，转移目标地址缓冲栈，转移指令功能缓冲栈。

16.中断：中断请求是随机发生的，不可预知的。

不精确断点：凡是已经进入流水线的指令都执行完成，断点就是最后进入流水线的那条指令的地址。

精确断点：是对于在流水线中同时执行的多条指令，如果有哪一条指令由于程序错误或者故障发出中断申请，断点就是那条指令的地址。

17.过程中，可能会多次通过同一个功能段或越过某个功能段。非线性流水线的调度技术：在非线性流水线中，功能段间有反馈回路，任务在执行

如果每个时钟周期向流水线送入一个新任务，将会发生多个任务争用同一个功能段的冲突现象。

一张非线性流水线的预约表可能与多个非线性流水线的连接图相对应；一个非线性流水线的连接图也可能与多个非线性流水线的预约表相对应。

19.非线性流水线的启动距离：是指向一条非线性流水线的输入端连续输入两个任务之间的时间间隔，它通常用时钟周期数表示。

非线性流水线调度的任务：就是找出一个最小的启动循环周期，按照这个周期向流水线输入任务，流水线的各个功能段都不会发生冲突。同时，非线性流水线的吞吐率和效率最高。

20.水线的状态图（当初始冲突向量确定后，状态图就是唯一的，由于不同的预约表可能非线性流水线的调度方法步骤：1.写出禁止向量和初始冲突向量。2.画出非线性流产生相同的初始冲突向量，因此从预约表可以画出状态图，但从状态图不能得到预约表）。3.求出最小启动循环（指平均启动距离最小的启动循环）和最小平均启动距离。4.求平均启动距离最小的恒定循环。

21.多指令流水线技术：在一般流水线标量处理机的基础上，提出提高指令级并行的高性能超级处理机，让单个处理机在每个时钟周期里可以执行多条指令。

22.超标量处理机：指在一个时钟周期内能够同时发射两条或者两条以上的指令的处理机。

超流水线处理机：指在一个时钟周期内分时发射多条指令的处理机。

超标量超流水线处理机：是前两种的结合，在一个时钟周期发射n次，每次发射m条指令。23.定向技术：是指流水线中将计算结果从其产生的地方直接送到真正需要它的地方，而不是从寄存器文件读出使用，它是一种解决数据相关，避免流水线暂停的方法。

篇2：深圳大学-计算机体系结构总结

实验地点 信息楼420 实验日期 2012-12-7

一、实验目的

1． 了解多通路的运算器与寄存器堆的组成结构。

2． 掌握多通路的运算器与寄存器堆的工作原理及设计方法。

二、实验设备

PC 机一台，TD-CMX 实验系统一套。

三、实验原理

1．ALU® 单元的结构

ALU®单元由运算器和双端口寄存器堆构成，通过不同的控制信号SEL1、SEL0 产生不同结构的运算器。运算器内部含有三个独立运算部件，分别为算术、逻辑和移位运算部件，要处理的数据存于暂存器A 和暂存器B。

SEL0 和SEL1 用于选择运算器和寄存器堆的通路：

(1)当SEL1=0、SEL0=0，ALU 的输出D7„D0、REG（右口）的输出OUT7„OUT0 和ALU与REG 的输入IN7„IN0 接到CPU 内总线上时，如图1-2-1 所示，寄存器堆只能从右口进行操作，相当于只有一组控制线的单端口寄存器堆，一般计算机组成原理实验涉及到的运算器和寄存器就是采用这种结构。

(2)当SEL1=

1、SEL0=0，REG（右口）的输出OUT7„OUT0 和ALU 与REG（右口）的输入IN7„IN0 接到CPU 内总线上时，运算器和双端口寄存器堆的结构如图1-2-2 所示，寄存器堆由两组控制信号来分别进行控制，每组控制信号都可以相对独立的对寄存器堆进行读写操作，同时增加了执行专用通道A 总线，以利于提高指令执行的效率。

(3)当SEL1=

1、SEL0=1，REG（右口）的输出OUT7„OUT0 和ALU 与REG（右口）的输入IN7„IN0 接到CPU 内总线上时，运算器和双端口寄存器堆的结构如图1-2-3 所示，在双通道双端口运算器和寄存器堆的基础上增加了暂存器旁路，把运算结果写回到寄存器堆的同时也可以写到暂存器A、暂存器B 中。由于在运算型指令中把运算的结果写到通用寄存器中的指令很多，占运算型指令的大多数，发生通用寄存器数据相关的概率相当高，因此，可以用硬件 设置专用路径来解决这种通用寄存器数据相关问题。

上面介绍了运算器和寄存器堆的三种典型的数据通路图，在计算机组成原理这门课程中我们已经对运算器有了初步的了解，明白运算器的主要功能是完成算术和逻辑类运算。在系统结构这门课程中经过进一步的研究，还会了解到运算器与寄存器堆的结构对于计算机系统的设计有着重要的作用，对于计算机性能的优劣有着很大的影响。2．ALU® 单元的应用

在了解运算器与寄存器堆结构的基础上，基于如图1-2-3 所示的双通道双端口运算器和双端口寄存器堆的结构可以设计一段程序：从IN 单元读入一个数据，存入R0；从IN 单元读入另一个数据，存于R1；将R0 和R1 相加，结果存于R0；将R0 和R1 相加，结果存于R3，同 时打入暂存器A 中；再将R0 的值送OUT 单元显示。

四、实验操作及运行结果

(1)实验步骤

1、把时序与操作台单元的“MODE”短路块插上，使系统工作在四节拍模式，按实验连接图接线。注意：连线时实验箱电源要处于关闭状态。

2、确保接线正确后，将实验箱连到电脑：电源线+并口Jtag下载线（打印机口），并打开实验箱电源。

3、在软件Quartus II 8.0中选择“File->Open Project”选项，按照以下路径查找实验过程中需要下载到FPGA中的数据“C:TangDuCMXFPGAALU® ALU®.qpf(.sof)”，打开该文件后，单击软件中的“Programmer”选项，单击“Start”完成下载。如果下载成功在界面Progress中可以看到100%的标志字样。

4、用串口电缆连接实验箱和电脑打印机口，接通电源，打开软件CMX，进行串口测试（如果串口线未连接或者串口线故障则自动弹出错误信息对话框）：端口→串口选择→COM1或者COM2；然后，测试串口通讯是否成功：端口→串口测试。

5、如果串口通讯成功，在PC 机上运行TD-CMX，进入联机软件界面，选择菜单命令“【实验】—【ALU®实验】”，打开数据通路图。

6、首先按CON单元的CLR开关进行系统清零，状态机为S0态。然后，采用单节拍运行方式来观察数据流通。

1）用连接成的双通道双端口运算器和双端口寄存器堆的结构实现以下一段程序：从IN 单元读入一个数据，存入R0；从IN 单元读入另一个数据，存于R1；将R0 和R1 相加，结果存于R0；将R0 和R1 相加，结果存于R3，同时打入暂存器A 中；再将R0 的值送OUT 单元显示。

2）根据指令要求，得出用时钟进行驱动的状态机描述，即得出其有限状态机

S0：空操作，系统复位后的状态

S1：IN->R0;从IN 单元往R0 中打一个数 S2：IN->R1;从IN 单元往R1 中打一个数

S3：R0->A, R1->B;同时把R0、R1 中的数打入暂存器A、B 中 S4：A+B->R0;将A+B 的结果送往R0 S5：A+B->R3，A+B->A;增加暂存器旁路，将A+B 的结果送往R3 的同时打入暂存器A中 S6：R0->OUT;把R0 中的数送入输出单元显示

3）每个状态运行4个周期（T1—T4），即每个状态按４次单节拍运行按钮

。请在S1和S2状态，通过ＩＮ单元的开关分别输入两个数（比如１和３）。观察数据通路图中数据的变化，并检查是否与状态的描述相符合。最后观察OUT液晶单元是否显示正确（如果从IN单元输入的两个数分别为1和3，则OUT单元输出应该为4）。

7、当模型机执行完一遍后，检查OUT 单元显示的数是否正确，按下CON 单元的总清按 钮CLR，改变IN 单元的值，再次执行机器程序，从OUT 单元显示的数判别程序执行是否正确。

(2)实验结果

五、实验中出现的问题和解决方法

问题1：接线问题 解决方法：本试验我自认为是这三个实验里连线最复杂的一个，因为开始的时候小组其他的两个同学连的线，后来实验执行不成功，所以我们又检查了一下连线，虽然找到了几个错误但是仍然不成功，不得不在找一遍，最终发现了加法运算器执行不正确的地方了。问题2：串口问题

解决方法：使用新的串口需要根据实验操作指示重新安装USB转串口驱动程序。问题3：ID问题

篇3：深圳大学-计算机体系结构总结

一、现状及所存在的问题

教育部计算机基础课程教学指导分委员会发布了《计算机基础教学白皮书》后, 计算机基础教育得到空前重视和普及, 各高校纷纷进行计算机公共课教学改革。大学计算机公共课是以培养计算思维为核心的课程体系, 是一个全新的课题, 在课程体系的改革和实践过程中面临了许多困难。

1.面对计算机使用的普及化, 高校要主动地适应社会发展的需求, 就要让大学生具有过硬的计算机知识、技能和应用方面的能力, 这就必须从源头抓起, 强化高校的计算机基础教学。但是现在许多高校对计算机课程的重视程度远远不如其他公共课程, 如英语和数学等。

2.大多数院校由于对该课程的重视程度不够, 致使教师人数不够, 要么专职教师的工作任务繁重, 要么聘请其他的外聘教师, 这都对教学质量有所影响。

3.教学资源建设具有长期性, 教学内容和教学资源更新快, 所需人力、物力和财力多。需要加强协作交流, 实现最大可能的资源共享。建设对硬件设备提出了较高要求, 需要长期建设, 而学生对教学资源的使用也具有较强的选择性。

4.教材的建设也具有长期性。市面上关于计算机基础课程的教材不计其数, 但是体系结构完善、合理的教材并不多。再加上不同院校的学生的情况和基础也有所差异, 所以要根据本校学生自身特点编写教材, 以适应学生个体差异, 体现创新能力培养。

5.课程体系各课程之间, 公共课程与专业计算机课程的关系协调。不同专业对计算思维的培养方法也有所不同, 这不仅使教学内容有所不同, 增加了教学难度, 同时也给教师提出了更高的要求。

二、培养计算思维的主要内容

本课题是以计算思维为导向的大学计算机基础课程的研究, 具体包括以下几方面内容:研究科学思维, 研究理论思维、实验思维与计算思维的辩证关系;构建计算思维的表达体系 (特征、结构、方法) ;明确计算思维核心概念, 分析以计算思维为核心的美国CPATH计划的研究内容与资助项目;研究计算科学中的深层次问题, 如可计算性、计算复杂性、P=NP问题等, 重新审视计算思维内涵、本质和特征;大学计算机课程的定位, 与数学、物理基础课程地位;研究以计算思维为导向的大学计算机课程的基本性质、课程改革的基本理念和总体目标;研究计算思维核心概念与大学计算机教育的课程体系或知识体系的对应关系;研究计算思维对其他学科的影响, 提取跨学科的能反映计算思维核心概念的典型教学案例, 大学计算机课程能够体现计算机学科向其他学科广泛渗透和交叉融合的特点;计算思维对人才培养的重要意义, 计算思维对学生创新能力培养的重要作用等;支撑以计算思维为导向的大学计算机基础课程改革项目相关学科 (如心理学、教育学) 的理论与方法。

三、培养计算思维具体研究方法

计算机思维教育不是一门课程可以解决的, 需要一系列课程的学习逐渐形成的一种解决问题的思维能力, 更多的是隐藏在教育教学方法与能力培养的过程中, 要靠学生“悟性”, 使学生能自觉地应用到解决实际问题中。

1.明确整体建设目标。让学生们从一入校门就开始接触和计算思维有关的培养模式, 潜移默化地培养他们对复杂事物进行抽样、分解的能力, 并能够将问题归纳推导至他们熟悉的简单问题上去。构建基本的信息素养与学习能力, 能够“自觉”地学习计算机的相关技术和知识, 以达到有兴趣和会用计算机来解决问题, 终身受益。

2.构建基于计算思维教育课程的新体系。依据教育部的“计算机基础教育白皮书”和计算机基础教育研究会的“计算机基础教育蓝皮书”, 结合其拟定的基本思路, 对以计算思维培养为核心的计算机公共课程体系进行了研究, 并结合本校特色, 采用分类分层的原则。其中计算机基础全校公共必修课, 但是会根据文理科学生的不同讲授的内容有所区别。在后续课程中, 针对理工类学生开设程序设计应用基础, 商科学生开设数据库应用基础, 文科学生开设多媒体应用基础。

3.构建多元化的思维学习环境。根据新的课程体系, 构建相对应的四中平台:计算机文化平台、计算机硬件实验平台、计算机软件实验平台、各种思维训练平台。前三种属于公共基础平台, 是为各种程序设计类课程服务的, 第四种思维训练平台是为算法设计、数据结构等提升课程服务的, 更进一步则是各种竞赛与训练的平台。

4.加强教学方法与手段的改革与创新。计算机基础教学最大的难度就是将课程作为计算机工具的教学与学习。所以, 应加强学生的学习积极性和树立良好的学习氛围, 提高学生的兴趣, 增强其学习的热情。其关键是加强实践环节的教学, 它开展情况的好坏直接影响到该门课程的教学质量。培养学生的自学能力、实践能力和创新精神是计算机基础教学的重要任务之一, 使学生系统掌握计算思维的能力, 为后续课程的学习打下良好基础, 应该大力改革实验教学内容。

5.改革考试方式。在课程体系改革中, 考试改革也是一个重要的课题。在计算机基础课程教学中, 应采用上机实作和期末机考相结合的方式, 但应改变以期末机考为主的考试形式, 代之为上机实作为主, 机考为辅。考试采用统一考试大纲、统一命题、统一上机考试。根据课程不同层次及性质决定上机实作和上机考试在总成绩中的具体比重, 并在考试大纲中明确说明。鼓励并组织学生参加重庆市及全国计算机等级考试。学生未通过校内考试但在相应计算机等级考试中, 成绩达到一定分数以上者, 可用其成绩来替代计算机课程的成绩。

针对原有的大学计算机公共课程开发式动态课程体系, 提出了培养计算思维为核心的全新课程体系。基于不同学校特色, 基于不同学科, 不同专业的计算机应用的需求, 从多门课程多种软件中提炼共性知识, 强调思维的培养。具体采用思维牵引的知识讲授和不同学科的专业实例的教学方法, 以最大限度地适应计算机知识的飞速更新、社会信息化速度加快、高校学科不断增加的新形势, 为计算机基础教学深化改革奠定了基础。

摘要：随着计算机技术的飞速发展, 计算机应用已渗透到人类社会的各种领域, 社会对人才在计算机应用方面的能力和技术水平提出了相当高的要求, 高等院校加强学生计算思维的培养势在必行。本文针对原有的大学计算机公共基础开发式动态课程体系, 提出了培养计算思维为核心的全新课程体系。

关键词：计算机基础教学,课程体系,计算思维

参考文献

[1]龚沛曾, 杨志强.大学计算机基础教学中的计算机思维培养[J].中国大学教学, 2012, (5) :51-54.

[2]陈国良, 董荣胜.计算思维与大学计算机基础教育[J].中国大学教学, 2011, (1) :7-11.

[3]朱勇, 杨洪伟, 宋晓强.大学计算机基础教学中的计算机思维的培养途径[J].计算机教育, 2013, (5) :35-38.

篇4：深圳大学-计算机体系结构总结

【关键词】地方院校；大学计算机；教学改革

【基金项目】甘肃省教育科学‘十三五规划2016年度“基于MOOC+SPOC平台的大学计算机翻转课堂应用实践研究”课题（课题批准号：GS[2016]GHB0242）。

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）28-0030-02

一、本校基本情况说明

本校地处西北偏远地处，前身是师范专科学校，2003年经教育部批准成立的本科院校，是本市唯一的高校。学校共有19个二级学院，57个本科专业，面向全国24个省市区招生，2015年共招生4499名，实际报道注册率为90%。

二、实施基于计算思维的大学计算机MOOC教学改革的原因

大学计算机是非计算机专业的必修课，近年来，随着计算机的普及和中学信息课程的开设，我校部分学生在大一入学前已经掌握了计算机的常用操作，而我校的《大学计算机》课程授课内容还延续着常用软件的基本操作、常见操作系统的使用方法等内容，致使这门课普遍存在学生没兴趣，上课的积极性不高等问题，因此，改革的呼声很高。这门课，到底该何去何从？经过多次探讨，我们认为该课程应集思维性、方法性、知识性、实时性于一体，以训练良好的计算思维意识和方法为主，使学生能够将计算思维和专业课程的学习相结合，尝试用计算思维解决专业领域的问题。由美国硅谷发起并在全世界迅速崛起的大规模开放在线课程影响了全球高等教育，也引发了许多关于MOOC教育的研究和思考。新技术的出现，能够解决我们在大学计算机教学中面临的诸多问题，因此，我校顺应潮流，实施基于MOOC的大学计算机教学改革。

三、教学改革前期准备情况

1.试点班级的选择

本次是进行《大学计算机》课程的试点改革，选定2015级新生12个班级共590人参与课程教学改革，参与教学改革的班级涵盖理、工、文类，能全面的反映改革成效。为客观评价教学改革效果，选定采用传统教学方法的12个班级作为对照。

2.选取MOOC源课程

经过教学团队的仔细遴选，最终确定中国大学MOOC平台上哈尔滨工业大学战德臣教授的《大学计算机》课程作为实施基于计算思維的大学计算机MOOC教学改革的源课程。该课程共5大模块13讲，5大模块分别是：计算与程序、计算系统、算法思维、数据化思维与网络化思维及系统化思维，这5大模块13讲的教学内容从知识贯通到思维贯通，强调了计算思维的意识，解决了计算思维这一抽象知识的具体讲授问题，符合我们的教学目标。

3.编写教学大纲

教学大纲是课程基本教学内容的表现形式，是教师进行教学的主要依据，在编写教学大纲时既要强调对计算思维的理解，也要兼顾计算机基本操作，循序渐进的推进《大学计算机》课程改革。教学团队经过多次探讨，反复修改，最终制定了符合我校实际情况的教学大纲。该大纲将全校非计算机专业分为文史、理工和医学三大类别，根据专业类别不同，课程内容安排不同的学时。

4.体现地方特色的自制视频

根据教学大纲的要求，一部分教学内容可以直接选取源课程中的视频作为线上学习资料，这部分内容主要是为了养成和内化学生的计算思维能力，共选取了30个视频；另一部分内容是教学团队根据地方特色，兼顾落后地区学生对计算机接触较少的实际情况，自制视频，以讲解计算机常用软件和操作系统的基本操作、数据库的查询、网络基础知识等内容，共计36个视频。

5.考核方法

学生最关心的是学习成绩，如何制定合理的考核标准，能科学的反映学生的学习效果。多次讨论修改后，考核标准最终确定，具体组成如下：

（1）慕课学习（总计60分需折算）完成SPOC中要求的课程视频及相关内容学习后，完成SPOC相关测验考核来获得。

（2）SPOC讨论（总计10分需折算）在SPOC“课堂交流区”的发帖数和回帖数、回帖质量作为考核依据。

（3）实验成绩（总计20分）由实验指导教师依据学生实验完成情况给出，实验指导教师可以依据各次实验综合情况给出最终成绩。

（4）课堂表现（总计20分）根据学生的出勤，课堂讨论参与情况进行评分。

（5）期末考试（总计40分）本课程将组织线下期末考试，期末考试的试题来源于MOOC模拟练习题。

四、总结与改进方案

1.实施情况总结

经过一学期的尝试和探索，我校首次基于计算机思维的大学计算机MOOC教学改革结束，严格按照最初的考核标准对学生进行考核及成绩评定，成绩分析如图1所示。

通过成绩分析图可以看出，最终学习效果较理想的，但在实施过程中，团队遇到诸多问题，具体有：

（1）我校大一新生大都来自农村，进校后没有电脑，宿舍上网不便利，导致本来应该利用课余时间进行的视频观看无法顺利进行，从而影响后面内容的学习。为了解决这个问题，经过讨论，与学校协调后，决定为学生在课余时间提供免费上机机会，并安排助教解决部分学生存在的平台注册、视频观看不顺畅等问题。

（2）从注册统计结果来看，学生注册时存在不按时注册、不按照要求设置昵称、重复注册等问题，这会造成最终成绩统计时准确度下降，工作量倍增。因此，在以后的教学过程中，要加强对学生的督促，尽量使所有学生都能正确规范的注册账号。

（3）学生自觉学习程度不高。集中表现在视频观看次数少、不及时完成测试题、论坛讨论问题不积极、期末考试前突击等情况。这些现象的出现是由于学生适应了中学按部就班的学习安排，无法快速适应这种相对自由的学习方式。为了保障教学效果，使学生逐步适应新的教学模式，教师需要制定严格的管理考核机制，约束学生线上线下学习活动参与度，提高积极性。

2.下一步改进方法

篇5：深圳大学-计算机体系结构总结

关键词：计算机思维;大学计算机;教学体系;建设;改革

1引言

高校作为人才培养的基地，承担着向社会提供高素质人才的重担。大学计算机教学内容体系构建作为高校培养高素质人才的必备技能，其教育教学目标逐渐明确。计算思维模式下大学计算机教学面临新的发展局面，但该思维模式下大学计算机教学导向教学思路并不十分清晰。针对这一问题，基于该思维模式下对大学计算机教学内容体系进行建设与全面改革，提出改革途径，为推动大学计算机教学实践奠定基础。

2计算思维与创新教育

篇6：计算机系统结构填空题总结

2计算机系统的性能评测峰值性能和持续性能

3计算机系统的定量设计原理哈夫曼（Huffman）压缩原理，Amdahl定律，程序访问的局部性定律 程序访问的局部性定律 包括时间上和空间上

4仿真是用微程序解释，解释程序存在控制存储器中，模拟是用机器语言程序解释，解释程序存在主存中

5并行性级别 字串位串，字串位并，字并位串，全并行 6单指令流单数据流SISD传统计算机

单指令流多数据流SIMD阵列计算机)

多指令流单数据流 MISD较先进的流水线处理机 多指令流多数据流MIMD多计算机系统）

7数据表示指的是能由机器硬件直接识别和引用的数据类型。由硬件实现的数据类型

数据结构由软件实现的数据类型

数据结构和数据表示是软、硬件的交界面。

8自定义数据表示（Self-defining）带标志符的数据表示和数据描述符Rm越大，表示数的范围增大，可表示的数的个数增多，数在数轴上的分布越稀，数的表示精度下降，运算中的精度损失越小。10寻址方式面向主存、寄存器、堆栈

11动态再定位通过基址寻址来

实现

12根据通道数据传送中信息传送的方式不同字节多路通道，选择通道，数组多路通道 13中断可以分为内中断，外中断，软件中断

14总线控制方式有，集中式串行链接，定时查询，独立请求。15系列机软件兼容必须做到_后_兼容，尽可能争取_上_兼容。16在Cache存储器写操作中，只写入_cache_，仅当需要块替换时，才将其写回_内存_。称这种修改主存块内容的方法为“写回法”。

在Cache存贮器中，CPU每次写Cache的同时，也写入主存，称这种更新主存块内容的方法为写直达法。

17解决重叠和流水中的操作数相关，不外乎是__推后_法和设置___设置相关通 路_法两种基本方法。

18流水线消除速度瓶颈的方法有___颈瓶子程序进一步细化和_颈瓶子程序并联_两种。19虚拟存储器主要是为解决主存容量__满足不了要求发展出来的；Cache 主要是解决主存___速度__满足不了要求发展出来的20流水线中的相关有 结构相关、数据相关 和 控制相关 21向量横向处理是向量的处理方式，但是不是向量的流水处理方式。而向量纵向处理和分组纵横处理是向量的处理方式，也是向量的流水处理方式。22例题：一台模型机共有7条指令，各指令的使用频度分别为35%，25%，20%，10%，5%，3%，2%。该模型机有8位和16位两种指令字长，采用2-4扩展操作码。8位字长指令为寄存器-寄存

器（R-R）二地址类型，16位字长指令为寄存器-存储器（R-M）二地址变址寻址（-128<=变址范围<=127）类型

(1)设计该机的两种指令格式，标出各字段位数并给出操作码编码(2)该机允许使用多少个可编址的通用寄存器，多少个变址寄存器？(3)计算操作码的平均码长。

（1）35%0025%0120%1010%11005%11013%11102%1111

(2)为了加快使用频率高的指令的执行速度，设计时，让操作码长度只有2位的3条指令的操作在通用寄存器之间进行，而其它的指令则在寄存器和存储器之间进行。由于R-R型指令长度为8位，操作码占2位，因此源、目的寄存器编码部分各占3位，其格式如下：

(3)由变址寻址的位移量范围(-128～+127)可知，R-M型指令格式中偏移地址占8位，由于操作码占4位，源寄存器编码占3位，R-M型指令长度为16位，因此变址寄存器的编码只占1位，(4)(2)根据(1)中设计的指令格式，通用寄存器编码占3位，变址寄存器编码占1位可知：该机允许使用8个可编址的通用寄存器和2个变址寄存器。

篇7：桥梁下部结构计算(要点总结)

1．1 梁、板式桥墩

第一种组合：按在桥墩各截面和基础底面可能产生最大竖向力的状况组合。此时汽车荷载应为两跨布载，集中荷载布在支座反力影响线最大处。若为不等跨桥墩，集中荷载应布置在大跨上支座反力影响线最大处，其他可变荷载作用方向应与大跨支座反力作用效果相同。它是用来验算墩身强度和基地最大压应力的。

第二种组合：按在桥墩各截面顺桥向上可能产生最大偏心距和最大弯矩的状况组合。此时应为单跨布载。若为不等跨桥墩，应大跨布载。其他可变作用方向应与汽车荷载反力作用效果相同。它是用来验算墩身强度、基底应力、偏心距和稳定性的。

第三种组合：当有冰压力或偶然作用中的船舶或漂流物是，按在桥墩各截面横桥向可能产生与上述作用效果一致的最大偏心距和最大弯矩的状况组合。此时顺桥向应按第一种组合处理，而横桥向可能是一列靠边布载（产生最大横向偏心距）；也可能是多列偏向或满布偏向（竖向力较大，而横向偏心较小）。它是用来验算横桥向上的墩身强度、基底应力、横向偏心距及稳定性的。

1．2 梁、板式桥台

第一种：汽车荷载仅布置在台后填土的破坏棱体上（此时根据通规，以车辆荷载形式布载）； 第二种：汽车荷载（以车道荷载形式布载）仅布置在桥跨结构上，集中荷载布在支座上； 第三种：汽车荷载（以车道荷载形式布载）同时布置在桥跨结构和破坏棱体上，此时集中荷载可布在支座上或台后填土的破坏棱体上。2．桩柱式墩台验算——盖梁计算

2．1 作用的特点及计算

作为梁式桥，上部荷载是以集中力的形式作用于盖梁上，所以作用的作用位置是固定的，而其作用力的大小，随着汽车横向布置不同而变化。汽车横向布置原则是依据盖梁验算截面产生最大内力的不利状况而确定。一般计算盖梁时汽车横向布置及横向分配系数计算可做如下考虑：

2.1.1 单柱式墩台盖梁

在计算盖梁支点负弯矩及各主梁位置截面的剪力时，汽车横桥向非对称布置（即按规范要求靠一侧布置），横向分配系数按偏心受压法计算。

2.1.2 双柱式墩台盖梁

在计算盖梁柱顶处负弯矩时，汽车横桥向采用非对称位置，横向分配系数采用偏心受压法计算；在计算盖梁跨中弯矩时，汽车横桥向采用对称布置，横向分配系数采用杠杆法计算。

2.1.3 多柱式墩台盖梁

汽车横桥向要按盖梁各控制截面内力影响线来布置，横向分配系数采用杠杆发计算，同时要注意由于多柱式墩台上部桥面比较宽，人行道亦相应较宽，边梁可能是在人行道下，所以应注意由于杠杆法计算横向分配系数偏小，而用非对称布置偏心受压法又对边梁计算偏大的问题。

2．2 盖梁计算时，主梁传下的活载均应考虑冲击系数。3．实体式高墩、钢筋砼柔性墩

对于墩高大于20m实体式高墩、钢筋砼柔性墩，在计算墩顶位移时，认为墩身相当于一个固定在基础或承台顶面的悬臂梁，不考虑上部结构对墩顶位移的约束作用。4．柔性墩计算要点

柔性墩桥是由桥台、柔性墩（有时含刚性墩）和梁组成的一联多孔或多联多孔的连续铰接（对简支梁）或连续刚接（对连续钢架）的超静定框架结构。

4．1 柔性墩的计算图式，简化的基本假设如下

4.1.1 柔性墩视为上端铰支、下端固定的超静定梁，下端固定位置按桩基础考虑地基土性质确定lp的要求办理。

4.1.2 引起墩顶位移的各种影响力分别进行力学分析计算，忽略这些力的相互作用影响，内力计算采用叠加原理。

4.1.3 计算制动力时，按联内各墩、台的抗推刚度（使墩（台）顶产生单位水平唯一时所需在墩（台）顶施加的水平力）分配 4．2 顺桥向墩顶水平位移计算

4.2.1 汽车制动力引起的墩顶位移 不考虑梁在水平力作用下的变形，则一联内各墩水平位移相同，由制动力引起的墩顶位移可近似按下式计算，即

1T1Ki，Δ1——汽车制动力作用下联内各墩（台）顶水平位移；T——作用联内的制动；Ki——联内各墩（台）的抗推刚度。

Kii

ilp3EI3，i——单位里作用在第i个柔性墩顶时产生的水平位移；

lp——第i个柔性墩的计算高度；EI——墩身刚度。

当桩在土中嵌固点较深需考虑桩侧土的弹性抗力是，可按桩基础计算δi。

4.2.2 温度变化时量的伸缩引起的墩顶位移

在架梁后，梁体会因为外界温度的升高与降低（相对架梁时温度）而伸长或缩短，从而使柔性墩顶产生水平位移。在计算墩的位移时，首先需要确定温度变化时位移零点的位置。

X0——位移零点至0号墩的距离； ni——墩的序号，i=0,1,2，……，n，n为总墩数减1； iKi0X0nLL——桥梁跨径。

Ki 0

如果用X1，X2，X3……标示各墩至位移零点的距离，则的各墩顶由温度变化引起的水平位移为：Δ2=αtXi Δ2——温度变化时梁的伸缩引起的墩顶水平位移；α——梁体砼的线性膨胀系数； t——计算最高（底）温度与架梁时温度的差值。

4.2.3 梁体砼收缩徐变产生的墩顶位移 梁体砼收缩徐变产生的墩顶位移，Δ3应分别按钢筋砼梁和预应力砼梁计算，计算方法见《桥梁墩台与基础》P72~P73。

4.2.4 架梁时残留的墩顶位移 施工架梁过程中，墩顶在架梁施工荷载作用下会发生部分水平位移，规范规定，通过每个柔性墩单独考虑可采用Δ4=0.3cm。

以上四种墩顶位移为公路桥梁一般应该考虑的项目，可结合实际取舍，确定墩顶发生的总水平位移Δ=Δ1+Δ2+Δ3+Δ4。

4．3 墩身内力计算

4.3.1 墩顶水平位移产生的内力计算

前述墩顶产生的总水平位移Δ的水平力T1lp3EI3·，y（墩顶至墩身某截面的距离）处截面弯矩为：My1=T1·y

4.3.2 顺桥向风力产生的内力计算 4.3.3 墩顶偏心弯矩产生的内力计算 4.3.4 墩顶轴向力产生的内力计算 4.3.5 墩身日照产生的温度内力 5．空心高墩的计算要点

一般较高的桥墩，墩身截面尺寸受偏心距和压应力值的控制，但当墩高超过30m时，墩身的稳定和墩顶位移量成为墩身截面需要考虑的控制条件。高墩一般都采用砼或钢筋砼空心结构。空心墩是空间板壳结构，受力与实体墩有所不同，设计中在检算强度、纵向弯曲稳定、墩顶水平位移等项目时，应考虑固端干扰力、局部稳定、温差等影响，还应考虑脉动风载引起的动力作用，即风振问题。5．1 固端干扰力

空心墩身与基础连接处，相当于固端得边界条件，对墩壁有约束作用，因而产生局部的纵向附加力和环向力，称为固端干扰力。该应力值较大，是空心高墩自有的受力特点所致，可用空间有限元法或壳体力学的方法计算。现一般都采用简化方法，即用悬臂梁计算的墩身截面内力乘以增大系数来进行强度检算和配筋。其系数分别为轴向力乘以1.25，弯矩乘以1.35。

5．2 空心墩的温差影响

篇8：深圳大学-计算机体系结构总结

苏州大学计算机科学与技术专业创建于1984年, 是江苏省较早的计算机科学与技术专业之一。在20多年的建设历程中, 学院始终坚持“为地方经济服务”的指导思想, 以学科建设为龙头, 促进学院在师资队伍建设、科研、教学管理等各方面工作的发展。

苏州大学计算机科学与技术学院成立于2002年, 其前身是创建于1987年的苏州大学工学院计算机工程系。经过二十多年的发展, 学院目前拥有计算机科学与技术博士后科研流动站, 计算机科学与技术、软件工程2个一级学科博士点, 计算机科学与技术、软件工程、管理科学与工程3个一级学科硕士点, 计算机技术、软件工程2个硕士专业学位点。同时学院拥有计算机科学与技术、软件工程2个江苏省一级重点学科、计算机信息处理技术江苏省重点实验室。学院目前设有计算机科学与技术、信息管理与信息系统、软件工程、网络工程、物联网工程和软件工程 (嵌入式软件人才培养方向) 6个本科专业, 其中计算机科学与技术、软件工程、网络工程、物联网工程4个本科专业为江苏省重点专业, 其中软件工程专业为国家特色专业建设点, 同时是教育部卓越工程师教育培养计划专业, 物联网工程专业为国家首批战略性新兴产业相关专业。学院已形成了从本科、硕士到博士3个阶段完整的高级人才培养序列。学院拥有融合通信和智能信息处理及应用两个苏州市重点实验室, 并有纵横汉字信息技术研究所、信息技术研究所、多媒体应用技术研究室、高性能计算与应用研究所、嵌入式仿生智能研究所、苏州大学又松软件开发中心、盛世华安-智慧城市研究所、华天亚讯物联社区研究所等校级科研机构。

学院师资力量雄厚, 结构合理。目前有教职工153人, 其中专任教师113名, 包括学术性学位博士研究生指导教师12名、学术性学位硕士研究生指导教师37名、硕士专业学位研究生指导教师2名, 教授22名, 副教授 (含高工、副研) 41名, 专任教师拥有博士、硕士学位的比例达到84.96%;同时学院还聘请了国内外知名学者15人为兼职教授。在专任教师中有1人是国家级有突出贡献的中青年专家, 2人是省级有突出贡献的中青年专家, 有2人是国务院特殊津贴获得者, 有1人为江苏省高等学校教学名师, 有5人是江苏省“333工程”跨世纪学术带头人培养对象, 有8人是省“青蓝工程”培养对象, 1人为“6大人才高峰”, 有1人是姑苏创新创业领军人才, 1人是江苏省新长征突击手。专任教师每年发表国内外核心期刊和学术会议论文200余篇, 近年来承担了包括国家自然科学基金、教育部博士学科点专项基金、江苏省自然科学基金等科研项目80余项以及横向项目70余项。

近年来, 学院在教学改革、课程建设等方面取得了丰硕成果, 先后完成多个国家级和省部级教改项目, 提出了适合地方综合性大学计算机相关专业人才培养的“三强三优”教学体系以及多模式校企合作人才培养模式, 研究成果分别获得江苏省高等教育教学成果一、二等奖。中文信息处理被评为国家级精品课程, 面向对象与C++程序设计被评为江苏省精品课程。近五年中, 学院教师编写并出版了教材20余部, 其中含国家“十一五”规划教材4部, 获江苏省精品教材1部, 苏州大学精品教材3部。学院始终坚持为地方经济建设服务的指导思想, 注重学生实践能力的培养, 建立了江苏省高等教育人才培养模式创新实验基地, 在长三角区域多家世界知名IT企业建立了教学实习基地。学生在“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、信息技术应用水平大赛、服务外包创新应用大赛等各类国家级、省级大赛中屡获佳绩。

学院教学科研环境优秀, 设备先进。现有16个专业实验室, 有1500余台高性能微机、曙光5000系统、IBM集群服务器等一批先进的教学科研设备。学院资料室图书资料丰富, 藏书28000余册, 中外专业期刊200余种, 能很好地满足教学科研的需要。