计算机系统结构期末复习材料

简介：
本复习材料涵盖计算机系统结构课程的关键知识点与概念，包括处理器设计、存储体系、输入输出系统等内容，旨在帮助学生全面准备期末考试。 计算机系统结构是计算机科学与技术领域的一个核心课程，它涵盖了计算机硬件、软件及其交互的内容。这份期末复习资料包含了丰富的知识内容，旨在帮助学生在考试前巩固和深化对系统结构的理解。 以下是可能包含的关键知识点： 1. **基本组成**：了解构成一台计算机的五大部件——运算器、控制器、存储器、输入设备及输出设备的功能以及它们之间的相互作用。 2. **指令系统**：掌握指令格式，包括RISC（精简指令集计算）和CISC（复杂指令集计算），还有各种寻址方式。理解不同类型的指令如何控制计算机执行任务是至关重要的。 3. **处理器设计**：学习CPU架构的不同类型如单处理器、多处理器及多核处理器，并了解提高性能的方法，例如流水线技术、超标量处理与动态调度等。 4. **存储层次结构**：从高速缓存（Cache）到主内存再到外存的多层次存储系统。理解缓存的工作原理、替换策略以及访问时间对整体性能的影响。 5. **总线和IO系统**：学习不同类型的数据总线、地址总线及控制总线，了解输入输出设备接口设计包括DMA（直接内存访问）与中断机制等。 6. **并行计算**：介绍不同类型的并行计算机体系结构如共享内存、分布式内存以及多线程，并讨论相关的算法和性能优化策略。 7. **虚拟化技术**：解释虚拟机的概念，了解如何通过隔离资源实现复用，包括寄存器映射、虚拟内存管理和考虑虚拟层的开销。 8. **计算机性能分析与评估**：学习使用诸如MFLOPS（每秒百万次浮点运算）、IPC（指令周期）和吞吐量等指标来评价系统性能，并掌握基准测试及构建性能模型的方法。 9. **能源效率**：随着绿色计算的兴起，理解功耗、散热以及能效比成为设计高性能计算机的重要因素。 10. **最新发展趋势**：了解云计算、边缘计算及量子计算等前沿技术对系统结构的影响；同时关注硬件安全与可信计算的概念。 通过这份复习资料，学生可以全面地回顾上述知识点，并结合个人实践进行深入探讨。这将有助于他们在期末考试中取得优异的成绩。此份资料的价值在于它能够帮助学生们建立理论知识和实际应用之间的联系，从而形成对计算机系统结构的完整认知。