计算机系统结构笔记

前言

前几天刚考完计算机系统结构，这是门很重要的课，但是总感觉被老师上水了，趁考试刚结束还没有忘记，赶紧总结一波笔记。

教材参引

1.材很多参考了久负盛名的体系结构著作 《计算机体系结构：量化研究方法》(Computer Architecture A Quantitative Approach)
2. 教材的学习只是让我们大致了解了简单的模型机的体系结构，拓展了一些中型机和大型机中会使用的技术。

主要内容

基本概念

1. 系列机概念
2. Flynn分类法
3. Amdahl定律
4. CPU性能公式
5. 并行性

流水线

1. 基本概念，流水线深度
2. 指令流水线，运算流水线
3. 时空图、流水线的性能参数
4. 静态流水线、动态流水线、部件级流水线、处理机级流水线、线性流水线、顺序流水线、乱序流水线
5. 标量处理机和向量处理机
6. 相关与冲突，定向技术，冻结与排空流水线
7. 指令级并行，Tomasulo算法，指令的循环展开

指令集

1. CISC与RISC设计原则
2. 经典的MIPS指令集结构

存储系统

1. 存储系统的多层次结构
2. 平均访问时间
3. 存储层次的几个问题：映像规则、查找算法、替换算法、写策略
4. 改善Cache的性能的方法：降低不命中率、减少不命中时间、减少Cache命中时间
5. 并行存储系统，单体多字和多体交叉系统。并行存储系统是从提升存储带宽的角度来考虑的。

互连网络

1. 互连函数，互连函数从数学上定义了组件之间的相连方式，包括恒等，交换，均匀洗牌（左移一位），移数函数、PM2I函数等。
2. 单处理机和多处理机结构。
3. 分布式多处理机
4. 分布式处理面临的挑战：程序中的并行性有限，相对较大的通信开销
5. 对称式共享存储器和分布式共享存储器
6. 目录协议和监听协议
7. 高性能并行计算机系统，并行向量处理机、对称多处理机、大规模并行处理机、分布共享存储多处理机、机群

To Do

记录了大致的概念和名词，相当于flash card，复习的时候很有用。这里的概念都是较为简单的，后续理解加强会继续补充。