# 复习提纲



# 知识点巩固



## 第一章

### 1.3计算机系统设计的定量原理

#### CPU性能公式——CPU时钟周期

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CPI=每条指令平均时钟数





#### Amdahl定律

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Sn=改进后的系统加速比

Fe=部件可改进部分/部件可改进比例

1-Fe=部件不可改进比例

Se=部件加速比







### 1.4冯·诺依曼体系结构





**器件是推动计算机系统结构不断发展的最活跃的因素**







## 第二章指令系统



### 2.6.3MIPS的数据寻址方式

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## 第三章流水线技术



### 3.1.2流水线的分类

### 3.2.1流水线的吞吐率

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### 3.2.2流水线的加速比

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### 3.2.3流水线的效率

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### 3.5流水线的实现

该数据通路的操作分成5个时钟周期：取指令，指令译码/读寄存器，执行/有效地址计算，存储器访问/分支完成，写回。







### 习题

时空图与性能指标

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#### 画出流水线时空图

- 先总结有几个运算符，列出表达式（适合流水线操作的）

- 一个运算符，算一个任务（竖直方向的1，不可重合）
- 相同运算符，相隔距离=最大吞吐率（最长的任务间隔）

- 运算符的原操作数处理完后，才能处理下一任务（竖直方向不重复）
- 动态流水线：多类操作同时并行；静态流水线：串行

#### 流水线的性能指标

- 吞吐率
- 加速比
- 效率



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#### 单功能非线性流水线调度

- 禁止启动距离=右-左
- 禁止表={所有不重复的禁止启动距离}
- 初始冲突向量=（禁止表有的标1，没有的标0）
- 状态转换图
  - 冲突向量根据0的位数j，逻辑右移j位，后进行“或”运算
  - 画出闭环位置
- 调度策略——形成闭环的位数集合
- 平均延时时间——调度策略中元素的平均数
- 不等时间间隔——调度策略的元素不唯一；等时间间隔——调度策略的元素唯一
- 最优调度策略——平均延时时间最小的调度策略
- 实际吞吐率=任务数n除以（调度策略累加+最大禁止启动距离）
- 加速比=(任务数n*最大禁止启动距离)除以（调度策略累加+最大禁止启动距离）





## 第七章 存储系统



### 7.1存储系统的层次结构

#### 命中率



#### Cache-主存-辅存

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### 7.2.2 映像规则

1．全相联映像

2．直接映像

3．组相联映像





### 7.2.3查找方法





### 7.2.5替换方法



### 7.2.7Cache性能分析

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### 7.3降低Cache的不命中率







### 7.3.1三种类型的不命中

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（1）相联度越高，冲突不命中就越少；

（2）强制性不命中和容量不命中不受相联度的影响；

（3）强制性不命中不受Cache容量的影响，但容量不命中却随着容量的增加而减少。



### 7.4减少Cache不命中开销



#### 全局不命中与局部不命中

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### 7.5减少命中时间

### 7.6并行主存系统

#### 7.6.1单体多字存储器

#### 7.6.2多体交叉存储器



### 7.7虚拟存储器



虚拟存储器可以分为两类：页式和段式。



### 习题

#### 两级Cache

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#### Cache性能分析



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#### 伪相联

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#### 写策略

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## 第八章 输入输出设备





### 8.2I/O系统的可靠性、可用性和可信性

#### 平均无故障时间

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### 8.3廉价磁盘冗余阵列——RIAD分级

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# 课本需要记住的知识点



- 器件是推动计算机系统结构不断发展的最活跃的因素
- 2.3.1指令系统设计的基本原则：
  - 主要考虑的因素有三个——速度、成本、灵活性
  - 对指令系统的基本要求是：完整性、规整性、正交性、高效率和兼容性。
- 



# 计算题





# 资料位置

[PPT课件](E:\书籍\zstu-study\计算机系统结构\课件\课件)

[课本](E:\书籍\计科专业课\计算机系统结构)

[华中科技大学的习题课和知识点笔记](https://www.icourse163.org/learn/HUST-1207109824?tid=1472005450#/learn/content?type=detail&id=1257897606&cid=1291949406)

[上海交通大学计算机组成与系统结构——复习特定考点](https://www.icourse163.org/learn/SJTU-1206676848?tid=1471464442#/learn/testlist)



[华中习题答案](https://ginnnnnn.top/mooc/course/1472005450)