Levels)of)Transforma0on)of computing is insight” (Richard Hamming) 一、 计算机系统的抽象层次 enerate insight by solving problems 第一章知识点 sure problems are solved by electrons? Problem Algorithm Program/Language Runtime System (VM, OS, MM) ISA (Architecture) Microarchitecture Logic Circuits Electrons 二、 ISA（Instruction Set Architecture）——Hardware/software interface 25 Instruction set architecture (ISA), is the part of the computer architecture related to programming, including the native data types, instructions, registers, addressing modes, memory architecture, interrupt and exception handling, and external I/ O.
三、 Computer organization：冯诺依曼结构
CPU Control Datapath Memory Devices Input Output 四、 计算机的评价指标 1、Cost: Cost per die IC Cost=
?????? ????????+?????????????? ????????+???????????????????? ????????
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2、Performance:
Response time/execution time/elapsed time/wall-clock time=User time + System time + all other time
Our focus: CPU time (doesn’t count waiting I/O and running other programs, can be broken into system time and user time)
计算机性能公式：CPU time = Instruction count * CPU * clock cycles
3、Power consumption
4、Reliability
补充：Amdahl定律。
第2章指令：计算机的语言
MIPS处理器的基本指令格式 寻址方式
能阅读MIPS汇编程序，推测出对应C程序的功能。 CISC与RISC差别、对比、各自优缺点
指令集设计的原则、为何MIPS这样设计指令？ MIPS最小指令集系统
第3章计算机的算术运算
1位全加器结构： 补码加减法，为何使用补码？
行波进位加法器、CLS、CSA的区别。
ALU的基本结构：
第4章处理器
单周期、多周期、流水线三类MIPS处理器的数据通路与控制通路。
控制通路的两种实现：有限自动状态机与微程序ROM，各自优缺点。
如何实现精确中断？
流水线冒险：结构冒险、数据冒险、控制冒险。给定一段程序，分析哪些指令存在冒险？总的执行周期数是多少？画流水线时空图。
概念了解：延迟槽、循环展开、超标量、乱序执行、Tomasulo和记分牌算法。
第5章大容量和高速度：开发存储器层次结构
时间局部性和空间局部性在存储器中的体现？
6管SRAM和单管DRAM的结构图。
两读一写的RF组织
Cache的三种映射策略：直接相连、全相连、组相连。
Cache块替换策略：随机、LRU。
Cache的结构：以四路组相连为例画出结构图。
Cache命中率的计算：给出一个地址流，给定替换策略，在2路组相连中计算命中率。
Cache写回策略：写穿透、写返回。两种方式的优缺点？
多核Cache一致性问题：两种解决方式是什么？优缺点是什么？
虚拟存储器的目的？页变换机制？TLB？ 第6章输入/输出系统与总线 5 components of any Computer Earlier Lectures Computer Processor (active) Control (“brain”) Datapath (“brawn”) Current Lectures Keyboard, Mouse Disk, Network Display, Printer 北京大学微处理器研究开发中心 Memory (passive) (where programs, data live when running) Devices Input Output 北京大学计算机科学技术系 一、 I/O性能与测度：
吞吐率：带宽； 响应时间：时延
二、 总线的优点与缺点
西北工业大学计算机组成与系统结构复习重点
