计算机系统结构
(ComputerArchitecture);《计算机系统结构》李学干西安电子科技大学出版社2011年
《计算机系统结构》方娟清华大学出版社2011年
《AdvancedComputerArchitecture》
KaiHwang清华大学出版社1995年
;第一章：计算机系统的基础知识
第二章：指令系统
第三章：存储系统
第四章：流水线技术
第五章：并行处理机与多处理机;周一（12-15周）5、6节不在教室上课，8个学时实验；信北508。;一、现代计算机系统;从技术的发展上而言:;五代：;1、现代计算机的构成;2、计算机系统的层次结构?;1、计算机系统结构的基本概念;应用级的程序设计者与传统机的程序设计者所看到的计算机性能的区别：; 一种本来存在，有差异的事物和属性，从某种角度上看又好像不存在的现象，被称为是“透明性”;2、计算机系统结构、组成与实现;数据表示
寄存器定义
指令系统
中断系统
存储系统
输入输出结构
机器工作状态
信息保护;计算机组成;计算机系统的结构、组成、实现是三个完全不同的概念，相互间有着十分密切的依赖关系和相互的影响。;3、系统结构的分类;单指令流、单数据流(SISD-SingleInstructionstreamSingleDatastream)结构;单指令流、多数据流(SIMD-SingleInstructionstreamMultipleDatastream)结构;多指令流、单数据流(MISD)结构;多指令流、多数据流(MIMD)结构;(二)冯氏分类法（1972年，美籍华人冯泽云教授提出）;(三)WolfganHandler(汉德勒)法（1977年德国）;1、计算机系统的设计原则;Amdahl定律：系统中某一部件由于采用某种改进的执
行方式后，整个系统的性能提高了，其衡量指标为加速比。;Amdahl定律可表示为：;改进前可改进部分占用的时间
fe=——————————————1
改进前整个任务执行时间;fe改进后改进部分的时间
——=————————————
re改进前整个任务执行时间;分析上式可以看出:;例1：计算机执行某测试程序，其中含有大量浮点数据的处理操作，为提高性能可以采用两种??案：
一是采用硬件实现求浮点数平方根(FPSQR)的操作，可以使该操作的速度提高10倍；
另一种方案是提高所有浮点数据操作(FP)的速度，使其加快2倍。
同时已知FPSQR操作时间占整个测试程序执行时间的20%，而FP操作占整个执行时间的50%。
;;例2：若考虑将系统中某一功能的处理速度加快10倍，但该功能的处理使用时间仅为整个系统运行时间的40%，则采用此增强功能方法后，能使整个系统的性能提高多少？;若以Sp作纵坐标，fe作横坐标，则对不同的re，可画出Sp=f(fe)的函数。;程序访问局部性原理:;2、计算机系统结构设计;系统结构设计的步骤;四、计算机的性能评价;1、CPU性能;CPI=;例1：某台计算机只有Load/Store指令能对存储器进行读/写操作其它指令只对寄存器进行操作，根据程序跟踪实验结果，已知每种指令所占的比例及CPU时钟周期数如下:
求：上述情况的平均CPI。;CPI=1×0.43+2×0.21+2×0.12+2×0.24
=0.43+0.42+0.24+0.48=1.57;例2：如果FP操作比例为25%，FP的平均CPIFP原=4，其他指令的平均CPI其它为1.33。FPSQR操作比例为2%，而FPSQR的CPISQR原=20。
改进的方案有二：
一是提高FP操作的速度，使其增加一倍，即CPIFP改=2；
二是提高FPSQR的速度10倍，即CPISQR改=2；试比较两个方案，求解；其中设定IN与TC都是不变的，在此基础上求出改进前后所具有的CPI值，进行比较。
CPI（原）=
=（4?0.25）+(1.33?0.75)=2
采取以下两种方