【计算机系统结构】期末考试备考复习宝典 （搞定五十个必考名词解释）

复习复习！要期末考试了，整理一份宝典备考之计算机系统结构的五十个名词解释。文章内容由William_Tao(攻城狮)提供，觉得不错的话，点赞支持一波！ （公众号：小白IT梦）

第一章：计算机系统结构的基本概念

🎐1.1虚拟机： 由软件实现的机器

🎐1.2系统结构：程序员所能看到的计算机的属性（概念性功能和功能特性）

🎐1.3系统加速比：

加速比反应了改进后的计算机比改进前的计算机快了多少倍
$$加速比=系统性能（改进前）/系统性能（改进后）=总执行时间（改进前）/总执行时间（改进后）$$

🎅 注意：加速比＞1

🎐1.4Amdahl定律： 加速某一部件的执行速度所能获得的系统性能加速比，受限于该部件的执行时间占系统中总执行时间的百分比

🎐1.5系列机： 由同一厂家生产的具有相同的系统结构，不同的组成和实现的一系列不同型号的计算机

🎐1.6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集

🎐1.7仿真： 用一台现有的计算机的微程序去解释实现另一台计算机的指令集

🎐1.8并行性： 计算机系统在同一时刻或同一时间间隔内进行的多种运算或操作

第二章：计算机指令集结构

🎈2.1CISC: 复杂指令集计算机

🎈2.1RISC: 精简指令集计算机

🎈2.3寻址方式： 一种指令集合结构如何确定所要访问的数据的地址

🎈2.4数据表示： 计算机硬件能够直接识别 ，指令集可以直接调用的数据类型

​ ➿CISC和RISC之间的比较（补充–考点）➿

指令系统类型	指令	寻址方式
CISC（复杂指令系统）	数量多，使用频率差别大，可变长格式	支持多种寻址方式
RISC（精简指令系统）	数量少，使用频率接近，定长格式，大部分为单周期指令，操作寄存器，只有Load/Store操作内存	支持方式少

第三章：流水线的基本概念

🔨3.1单功能流水线： 只能完成一种固定功能的流水线

🔨​3.2多功能流水线： 流水线的各段可以进行不同的连接，以实现不同的功能

🔨​3.3静态流水线： 在同一时间段内，多功能流水线中的各段只能完成一种功能的连接方式工作

🔨3.4动态流水线： 在同一时间段内， 多功能流水线中的各段可以按照不同的方式连接，同时执行多种功能

🔨3.5顺序流水线： 流水线的输出端任务流的顺序与输入端任务流顺序完全相同

🔨3.6乱序流水线： 流水线的输出端任务流的顺序与输入端任务流可以不同，允许后进入的流水线的任务先完成

🔨3.7吞吐量： 单位时间内流水线完成的任务数量或输出结果的数量

🔨3.8流水线加速比： 不使用流水线所用的时间与使用流水线所用的时间``之比

🔨3.9流水线的效率： 流水线中实际使用时间与整个运行时间的比值

🔨3.10 数据相关： 对于两条指令i，j，满足下列条件之一，则称i与j数据相关：

1. ​ 指令j使用i产生的数据结果
2. ​ 指令j与指令k数据相关，指令k又与指令i数据相关（传递）

🔨3.11名相关： 两条指令使用相同的名，但他们之间无数据流动

🔨3.12控制相关： 有分支指令引起的相关

🔨3.13结构冲突： 因资源满足不了指令重叠执行的要求而发生的冲突

🔨3.14数据冲突： 当指令在流水线中重叠执行时，因需要用到前面的指令的执行结果而发生的冲突

🔨3.15控制冲突： 流水线遇到分支指令和其他会改变PC值的指令所引出的冲突

🔨3.16定向： 在某一条指令产生结果之前，其他指令并不真正立即需要该计算结果，如果能够将该计算结果从其产生的地方直接送到其他指令所需他的地方，那么就可以避免停顿

🔨3.17反相关： 如果指令j写的名与指令i读的名相同

第五章：存储系统

📚5.1 多级存储层次： 由一组采用不同技术实现的存储器构成的一个存储系统

📚5.2 命中时间： 当命中时，所需的访问时间

📚5.3不命中率： CPU在访问该存储器时，在M1中找不到找到所需信息的概率 —M1为最靠近CPU的存储器

📚5.4不命中开销：从M2中把包含所要访问的字的块传送给M1的时间和传送一个信息块所需要的时间之和

📚5.5全相联映射： 主存中的任一块可以被放置到Cache中的任意一个位置

📚5.6直接映射： 主存中的每一块只能被放置到Cache中的唯一一个位置

📚5.7组相联映射： 主存中的每一块 只能放置到Cache中唯一的一个组中的任何一个位置

📚5.8写直达法： 不仅把数据写入Cache中的相应块，而且也写入下一级存储器。

📚5.9写回法： 只把数据写入Cache，不写入下一级存储器

😮写直达与写回法的区别（考）😮

写直达 v慢，数据一致
写回法，v快，数据不一致

📚5.10强制性不命中 ： 当第一次访问一个块，该块不在Cache中，需要下一级存储器调入Cache

📚5.11容量不命中： 如果程序执行时所需的块不能全部调入Cache中，则当某些块被替换后，又重新被访问，就会发生不命中

📚5.12 冲突不命中： 在组相联或直接映射中，太多的块映射到同一组中，就会出现该组中某些块替换，然后又被重新访问的情况

📚5.13 2：1Cache经验规则： 容量为N的直接映像的不命中率和容量与N/2的两路组相联Cache的不命中率和容量差不多相同

📚5.14 牺牲Cache: 在Cache和下一级存储器的数据通路上增加一个全相联的小Cache，这个小Cache就叫牺牲Cache

📚5.15相联度：当一个数据块从主存调入Cache时，Cache中可用于存放该数据块的位置的个数

📚**5.16系统响应时间： ** 计算机对用户的输入或请求作出反应的时间

📚5.17可靠性：指系统从某个初始参考开始一直连续提供服务的能力

📚5.18可用性： 系统正常工作的时间在连续两次正常服务间隔时间中所占的比率

📚5.19RAID： 由很多价格较便宜的磁盘，组合成一个容量巨大的磁盘组，也叫廉价磁盘冗余阵列

第七章:互连函数

🎍7.1 互连网络： 是一种由开关元件按照一定的拓扑结构和控制方式构成的网络

🎍7.2互连函数：反映了网络输入端数组和输出端数组之间对应的置换关系或排列关系，用变量x表示输入，用函数f（x）表示输出

🎍7.3网络直径： 互连网络中任意两个节点之间的距离的 最大值

🎍7.4网络规模： 网络中 固定节点的个数

🎍7.5 静态网络： 各节点之间有 固定的连接通路，且运行中 不能改变网络

🎍7.6动态网络： 由交换开关构成，可按运行程序的要求动态的改变连接状态的网络

第八章：多处理机

🚀8.1 集中式共享多处理机： 由于处理器个数小，各处理器可共享一个集中式的物理存储器，因为只有单一的主存，而且这个主存相对于各处理器的关系是对称的

🚀8.2分布式多共享多处理机： 它的共享存储器分布在各台处理机中，每台处理机都带有自己的本地存储器，组成一个“处理机-存储器”单元，但是这些分布各台处理机中的实际存储又合在一起统一编址，在逻辑上组成一个共享存储器。这些处理机存储器单元通过互连网络连接在一起，每台处理机又能访问除本地存储器外，还能通过互连网直接访问在其他处理机存储单元中的远程存储器。

🚀8.3多Cache一致性： 多处理机中，当共享数据进入Cache就可能出现多个处理器的Cache的中都有同一存储块多副本，要保证多个副本数据是一致的。

🚀8.4写作废协议： 处理器在进行写入操作之前，把所有其他Cache中的副本全部作废

🚀8.5写更新协议： 当某处理器对某数据项进行写入时，他把该数据广播给所有其他Cache，这些Cache所用的新数据对其中的副本进行更新，当然，如果知道其他Cache中都没有相应的副本，就不必广播和更新

如若本文整理有不对之处，请予以指正，谢谢。

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