【计算机系统结构自考知识点详解】
1. 计算机使用的语言:计算机语言不仅包括机器指令,还有高级语言,它们分布在计算机系统的各个层次,从低层的汇编语言到高层的编程语言,如C、Java等,这些语言的执行都需要经过编译或解释。
2. 动态数据流机:动态数据流机是一种计算机架构,其中令牌带有标号,以指示数据流的路径,这不同于传统的数据流计算机,其令牌通常是无标号的。
3. 数据相关与并行执行:在多处理机中,如果存在数据依赖(如先写后读),那么相关程序段可能无法并行执行,因为它们需要遵循特定的执行顺序以保持数据的一致性。
4. 各自独立型操作系统:这种操作系统设计用于多处理机环境,强调每个处理机的独立性和可靠性,而不是耦合度。这意味着操作系统是可再入的,以确保并发任务的安全执行。
5. 输入输出系统硬件:对于应用程序员来说,输入输出(I/O)系统的硬件操作是透明的,他们无需关心I/O操作的具体实现,只需通过编程接口进行交互。
6. “启动I/O”指令:这类指令属于管态指令,通常由操作系统控制,用于启动设备进行I/O操作。
7. 全相联地址映射:在全相联映射中,虚拟页可以映射到内存中的任何物理页,没有固定的对应关系,提供了更大的灵活性。
8. MIMD系统结构:MIMD(Multiple Instruction Multiple Data)系统中,每个处理器可以独立执行不同的指令并处理不同的数据,如松耦合多处理机和多计算机。
9. Cube3互联函数:这是一种处理单元间的连接方式,第10号处理机与第21号处理机相联。
10. 流水线指令相关:当指令无局部性和全局性相关时,流水线能有效提高吞吐率和效率,但如果有相关,可能导致效率降低或出现瓶颈。
**其他知识点补充:**
11. 标志符与数据类型:标志符与数据一起存储,描述数据的特性,如数值类型、字符类型等。
12. 总线仲裁算法:除了静态优先级和固定时间片,还有动态优先级和先来先服务策略,用于决定哪些设备可以访问总线。
13. 计算机仿真和模拟:微程序用于计算机仿真,而机器语言用于计算机模拟,前者模拟硬件行为,后者执行实际机器指令。
14. 弗林分类:计算机系统分为SISD、SIMD、MISD和MIMD四种,分别代表单指令流单数据流、单指令流多数据流、多指令流单数据流和多指令流多数据流。
15. 流水线技术:为了实现指令的重叠执行,需要额外的空间代价来创建多个执行阶段,同时处理指令之间的数据关联问题。
16. 转移指令影响:流水线在遇到转移指令,特别是条件转移指令时,会因分支预测和流水线重置导致效率下降。
17. VLIW结构:结合了水平型微码(指令集更宽)和超标量处理(多个执行单元同时处理多个操作),以提高性能。
18. 互连网络交换方法:线路交换适用于SIMD系统,包交换常见于多处理机系统,线路/包交换则结合了两者的优点。
19. 数据驱动与需求驱动:数据流机根据数据的可用性执行操作,而归约机根据对数据的需求来安排操作。
20. 输入输出系统组件:包括输入输出设备、控制器以及相关的硬件和软件资源。
这些知识点涵盖了计算机系统结构的基础概念,包括处理器、操作系统、输入输出系统、总线、内存管理和并行计算等多个方面,对于理解计算机系统的工作原理至关重要。