计算机系统结构学习指导与题解

第1章 计算机系统结构的基本概念 1

1.1 基本要求与难点 1

1.1.1 基本要求 1

1.1.2 难点 1

1.2 知识要点 2

1.2.1 计算机系统结构的概念 2

1.2.2 定量分析技术 3

1.2.3 计算机系统结构的发展 6

1.2.4 计算机系统结构中并行性的发展 8

1.3 习题 10

1.3.1 概念题 10

1.3.2 选择题 10

1.3.3 填空题 11

1.3.4 问答题 11

1.3.5 应用题 12

1.4 题解 14

1.4.1 概念题 14

1.4.2 选择题 16

1.4.3 填空题 16

1.4.4 问答题 16

1.4.5 应用题 18

第2章 计算机指令集结构 23

2.1 基本要求与难点 23

2.1.1 基本要求 23

2.1.2 难点 23

2.2 知识要点 23

2.2.1 指令集结构的分类 23

2.2.2 寻址方式 25

2.2.3 指令集结构的功能设计 25

2.2.4 操作数的类型和大小 28

2.2.5 指令格式的设计 28

2.2.6 MIPS指令集结构 29

2.3 习题 30

2.3.1 概念题 30

2.3.2 选择题 31

2.3.3 填空题 31

2.3.4 问答题 31

2.4 题解 32

2.4.1 概念题 32

2.4.2 选择题 32

2.4.3 填空题 33

2.4.4 问答题 33

第3章 流水线技术 36

3.1 基本要求与难点 36

3.1.1 基本要求 36

3.1.2 难点 36

3.2 知识要点 36

3.2.1 重叠执行和先行控制 36

3.2.2 流水线的基本概念 39

3.2.3 流水线的性能指标 40

3.2.4 流水线的相关与冲突 42

3.2.5 流水线的实现 47

3.2.6 向量处理机 50

3.3 习题 54

3.3.1 概念题 54

3.3.2 选择题 55

3.3.3 填空题 56

3.3.4 问答题 57

3.3.5 应用题 57

3.4 题解 62

3.4.1 概念题 62

3.4.2 选择题 64

3.4.3 填空题 64

3.4.4 问答题 65

3.4.5 应用题 67

第4章 指令级并行 79

4.1 基本要求与难点 79

4.1.1 基本要求 79

4.1.2 难点 79

4.2 知识要点 80

4.2.1 指令级并行的概念 80

4.2.2 指令的动态调度 81

4.2.3 动态分支预测技术 86

4.2.4 多指令流出技术 89

4.2.5 循环展开和指令调度 92

4.3 习题 98

4.3.1 概念题 98

4.3.2 填空题 98

4.3.3 问答题 98

4.3.4 应用题 99

4.4 题解 103

4.4.1 概念题 103

4.4.2 填空题 104

4.4.3 问答题 104

4.4.4 应用题 107

第5章 存储层次 120

5.1 基本要求与难点 120

5.1.1 基本要求 120

5.1.2 难点 120

5.2 知识要点 121

5.2.1 存储器的层次结构 121

5.2.2 Cache基本知识 123

5.2.3 降低Cache失效率 128

5.2.4 减少Cache失效开销 131

5.2.5 减少命中时间 133

5.2.6 主存 136

5.2.7 虚拟存储器 139

5.2.8 进程保护和虚存实例 140

5.2.9 Alpha AXP 21064存储层次 140

5.3 习题 140

5.3.1 概念题 140

5.3.2 选择题 140

5.3.3 填空题 141

5.3.4 问答题 142

5.3.5 应用题 143

5.4 题解 145

5.4.1 概念题 145

5.4.2 选择题 146

5.4.3 填空题 146

5.4.4 问答题 147

5.4.5 应用题 150

第6章 输入／输出系统 155

6.1 基本要求与难点 155

6.1.1 基本要求 155

6.1.2 难点 155

6.2 知识要点 155

6.2.1 I/O系统性能与CPU性能 155

6.2.2 I/O系统的可靠性、可用性和可信性 156

6.2.3 廉价磁盘冗余阵列RAID 156

6.2.4 总线 160

6.2.5 通道处理机 161

6.2.6 I/O与操作系统 166

6.3 习题 167

6.3.1 概念题 167

6.3.2 选择题 167

6.3.3 填空题 167

6.3.4 问答题 168

6.3.5 应用题 168

6.4 题解 170

6.4.1 概念题 170

6.4.2 选择题 171

6.4.3 填空题 171

6.4.4 问答题 172

6.4.5 应用题 174

第7章 互连网络 178

7.1 基本要求与难点 178

7.1.1 基本要求 178

7.1.2 难点 178

7.2 知识要点 178

7.2.1 互连网络的基本概念 178

7.2.2 互连网络的结构 181

7.3 习题 184

7.3.1 概念题 184

7.3.2 选择题 184

7.3.3 填空题 185

7.3.4 问答题 186

7.3.5 应用题 186

7.4 题解 187

7.4.1 概念题 187

7.4.2 选择题 188

7.4.3 填空题 188

7.4.4 问答题 188

7.4.5 应用题 189

第8章 多处理机 194

8.1 基本要求与难点 194

8.1.1 基本要求 194

8.1.2 难点 194

8.2 知识要点 195

8.2.1 引言 195

8.2.2 对称式共享存储器系统结构 197

8.2.3 分布式共享存储器系统结构 201

8.2.4 同步 203

8.2.5 同时多线程 207

8.2.6 多处理机实例 210

8.3 习题 210

8.3.1 概念题 210

8.3.2 填空题 210

8.3.3 问答题 211

8.3.4 应用题 211

8.4 题解 212

8.4.1 概念题 212

8.4.2 填空题 213

8.4.3 问答题 213

8.4.4 应用题 215

第9章 机群计算机 218

9.1 基本要求与难点 218

9.1.1 基本要求 218

9.1.2 难点 218

9.2 知识要点 218

9.2.1 机群的基本概念和结构 218

9.2.2 机群的特点 220

9.2.3 机群的分类 221

9.2.4 典型机群系统简介 222

9.3 习题 222

9.3.1 概念题 222

9.3.2 问答题 222

9.4 题解 222

9.4.1 概念题 222

9.4.2 问答题 223

参考文献 225