计算机体系结构名词解释.docx

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1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载层次机构：依据运算机语言从低级到高级的次序，把运算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特点。这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。虚拟机：用软件实现的机器。翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。说明：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行说

2、明执行，如此反复，直到说明执行完整个程序。运算机系统结构：传统机器程序员所看到的运算机属性，即概念性结构与功能特性。在运算机技术中， 把这种原来存在的事物或属性，但从某种角度看又似乎不存在的概念称为透亮性。运算机组成： 运算机系统结构的规律实现，包含物理机器级中的数据流和掌握流的组成以及规律设计等。运算机实现：运算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。Amdahl 定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的

3、提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。程序的局部性原理：程序执行时所拜访的储备器的址不是随机分布的，而是相对的簇聚。包括时间局部性和空间局部性。CPI：每条指令执行的平均时钟周期数。测试程序套件： 由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序，用来测试运算机在各个方面的处理性能。储备程序运算机：冯诺依曼结构运算机。其基本点是指令驱动。程序预先存放在运算机存储器中， 机器一旦启动， 就能依据程序指定的规律次序执行这些程序，自动完成由程序所描述的处理工作。系列机： 由同一厂家生产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型号的运算机。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳

4、总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载软件兼容：一个软件可以不经修改或者只需少量修改就可以由一台运算机移植到另一台运算机上运行。差别只是执行时间的不同。向上（下） 兼容： 按某档运算机编制的程序，不加修改就能运行于比它高（低） 档的运算机。向后（前） 兼容： 按某个时期投入市场的某种型号运算机编制的程序，不加修改的就能运行于在它之后（前）投入市场的运算机。兼容机：由不同公

5、司厂家生产的具有相同系统结构的运算机。模拟：用软件的方法在一台现有的运算机（称为宿主机） 上实现另一台运算机（称为虚拟机）的指令系统。仿真：用一台现有运算机（称为宿主机） 上的微程序去说明实现另一台运算机（称为目标机）的指令系统。并行性： 运算机系统在同一时刻或者同一时间间隔内进行多种运算或操作。只要在时间上相互重叠，就存在并行性。它包括同时性与并发性两种含义。时间重叠： 在并行性概念中引入时间因素，让多个处理过程在时间上相互错开，轮番重叠的使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转而赢得速度。资源重复：在并行性概念中引入空间因素，以数量取胜。通过重复设置硬件资源，大幅度的提高运算机系统的性

6、能。资源共享：这是一种软件方法，它使多个任务按肯定时间次序轮番使用同一套硬件设备。耦合度：反映多机系统中各运算机之间物理连接的紧密程度和交互作用才能的强弱。紧密耦合系统： 又称直接耦合系统。在这种系统中，运算机之间的物理连接的频带较高，一般是通过总线或高速开关互连，可以共享主存。松散耦合系统： 又称间接耦合系统，一般是通过通道或通信线路实现运算机之间的互连，可以共享外存设备（磁盘、磁带等）。运算机之间的相互作用是在文件或数据集一级上进行。异构型多处理机系统：由多个不同类型、至少担负不同功能的处理机组成，它们依据作业要求的次序， 利用时间重叠原理，依次对它们的多个任务进行加工，各自完成规定的功能

7、动作。同构型多处理机系统：由多个同类型或至少担负同等功能的处理机组成，它们同时处理同一作业中能并行执行的多个任务。堆栈型机器：CPU 中储备操作数的单元是堆栈的机器。累加器型机器：CPU 中储备操作数的单元是累加器的机器。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载通用寄存器型机器：CPU 中储备操作数的单元是通用寄存器的机器。 CI

8、SC：复杂指令集运算机RISC：精简指令集运算机寻址方式： 指令系统中如何形成所要拜访的数据的的址。一般来说， 寻址方式可以指明指令中的操作数是一个常数、一个寄存器操作数或者是一个储备器操作数。数据表示：硬件结构能够识别、指令系统可以直接调用的那些数据结构。流水线： 将一个重复的时序过程，分解成为如干个子过程，而每一个子过程都可有效的在其专用功能段上与其它子过程同时执行。单功能流水线：指流水线的各段之间的连接固定不变、只能完成一种固定功能的流水线。多功能流水线：指各段可以进行不同的连接，以实现不同的功能的流水线。静态流水线： 指在同一时间内， 多功能流水线中的各段只能按同一种功能的连接方式工作

9、的流水线。 当流水线要切换到另一种功能时，必需等前面的任务都流出流水线之后，才能转变连接。动态流水线： 指在同一时间内，多功能流水线中的各段可以依据不同的方式连接，同时执行多种功能的流水线。它答应在某些段正在实现某种运算时，另一些段却在实现另一种运算。部件级流水线： 把处理机中的部件进行分段，再把这些部件分段相互连接而成。它使得运算操作能够按流水方式进行。这种流水线也称为运算操作流水线。处理机级流水线：又称指令流水线。它是把指令的执行过程依据流水方式进行处理，即把一条指令的执行过程分解为如干个子过程，每个子过程在独立的功能部件中执行。处理机间流水线：又称为宏流水线。它是把多个处理机串行连接起来

10、，对同一数据流进行处理，每个处理机完成整个任务中的一部分。前一个处理机的输出结果存入储备器中，作为后一个处理机的输入。线性流水线：指各段串行连接、没有反馈回路的流水线。数据通过流水线中的各段时，每一个段最多只流过一次。非线性流水线：指各段除了有串行的连接外，仍有反馈回路的流水线。次序流水线：流水线输出端任务流出的次序与输入端任务流入的次序完全相同。乱序流水线： 流水线输出端任务流出的次序与输入端任务流入的次序可以不同，答应后进入可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - -

11、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载流水线的任务先完成。这种流水线又称为无序流水线、错序流水线、异步流水线。吞吐率：在单位时间内流水线所完成的任务数量或输出结果的数量。流水线的加速比： 使用次序处理方式处理一批任务所用的时间与按流水处理方式处理同一批任务所用的时间之比。流水线的效率： 即流水线设备的利用率，它是指流水线中的设备实际使用时间与整个运行时间的比值。数据相关 ：考虑两条指令i 和 j ， i 在 j 的前面，假如下述条件之一成立，就称指令j 与指令i 数据相关：（ 1）指令 j 使

12、用指令i 产生的结果。（ 2）指令 j 与指令 k 数据相关，而指令k 又与指令i 数据相关。名相关： 假如两条指令使用了相同的名，但是它们之间并没有数据流淌，就称这两条指令存在名相关。掌握相关： 是指由分支指令引起的相关。它需要依据分支指令的执行结果来确定后面该执行哪个分支上的指令。反相关：考虑两条指令i 和 j ， i 在 j 的前面，假如指令j 所写的名与指令i 所读的名相同，就称指令i 和 j 发生了反相关。输出相关：考虑两条指令i 和 j ， i 在 j 的前面，假如指令j 和指令 i 所写的名相同，就称指令 i 和 j 发生了输出相关。换名技术： 名相关的两条指令之间并没有数据的传

13、送，只是使用了相同的名。可以把其中一条指令所使用的名换成别的，以此来排除名相关。结构冲突：因硬件资源满意不了指令重叠执行的要求而发生的冲突。数据冲突：当指令在流水线中重叠执行时，因需要用到前面指令的执行结果而发生的冲突。掌握冲突：流水线遇到分支指令或其它会转变PC 值的指令所引起的冲突。定向： 用来解决写后读冲突的。在发生写后读相关的情形下，在运算结果尚未出来之前，后面等待使用该结果的指令并不见得是立刻就要用该结果。假如能够将该运算结果从其产生的的方直接送到其它指令需要它的的方，那么就可以防止停顿。写后读冲突： 考虑两条指令i 和 j ，且 i 在 j 之前进入流水线，指令 j 用到指令i 的

14、运算结果，而且在 i 将结果写入寄存器之前就去读该寄存器，因而得到的是旧值。读后写冲突：考虑两条指令i 和 j ，且 i 在 j 之前进入流水线，指令j 的目的寄存器和指令i可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载的源操作数寄存器相同，而且j 在 i 读取该寄存器之前就先对它进行了写操作，导致i 读到的值是错误的。写后写冲突： 考

15、虑两条指令i 和 j ，且 i 在 j 之前进入流水线， ，指令 j 和指令 i 的结果单元 （寄存器或储备器单元）相同，而且j 在 i 写入之前就先对该单元进行了写入操作，从而导致写入次序错误。这时在结果单元中留下的是i 写入的值，而不是j 写入的。链接技术：具有先写后读相关的两条指令，在不显现功能部件冲突和V i 冲突的情形下，可以把功能部件链接起来进行流水处理，以达到加快执行的目的。分段开采： 当向量的长度大于向量寄存器的长度时，必需把长向量分成长度固定的段，然后循环分段处理，每一次循环只处理一个向量段。半性能向量长度：向量处理机的性能为其最大性能R的一半时所需的向量长度。向量长度临界值

16、： 向量流水方式的处理速度优于标量串行方式的处理速度时所需的向量长度的最小值。多级储备层次：采纳不同的技术实现的储备器，处在离CPU 不同距离的层次上，各储备器之间一般满意包涵关系，即任何一层储备器中的内容都是其下一层（离CPU 更远的一层）储备器中内容的子集。目标是达到离CPU 最近的储备器的速度，最远的储备器的容量。全相联映象：主存中的任一块可以被放置到Cache 中任意一个的方。直接映象：主存中的每一块只能被放置到Cache 中唯独的一个的方。组相联映象：主存中的每一块可以放置到Cache 中唯独的一组中任何一个的方（Cache 分成如干组，每组由如干块构成）。替换算法：由于主存中的块比

17、Cache 中的块多，所以当要从主存中调一个块到Cache 中时，会显现该块所映象到的一组（或一个）Cache 块已全部被占用的情形。这时，需要被迫腾出其中的某一块，以接纳新调入的块。LRU ：挑选最近最少被拜访的块作为被替换的块。实际实现都是挑选最久没有被拜访的块作为被替换的块。写直达法： 在执行写操作时，不仅把信息写入Cache 中相应的块， 而且也写入下一级储备器中相应的块。写回法：只把信息写入Cache 中相应块，该块只有被替换时，才被写回主存。按写安排法：写失效时，先把所写单元所在的块调入Cache，然后再进行写入。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选

18、- - - - - - - - - -第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载不按写安排法：写失效时，直接写入下一级储备器中，而不把相应的块调入Cache。 命中时间：拜访Cache 命中时所用的时间。失效率： CPU 访存时，在一级储备器中找不到所需信息的概率。失效开销： CPU 向二级储备器发出拜访恳求到把这个数据调入一级储备器所需的时间。强制性失效： 当第一次拜访一个块时，该块不在 Cache 中，需要从下一级储备器中调入Cac

19、he， 这就是强制性失效。容量失效： 假如程序在执行时，所需要的块不能全部调入Cache 中，就当某些块被替换后又重新被拜访，就会产生失效，这种失效就称作容量失效。冲突失效：在组相联或直接映象Cache 中，如太多的块映象到同一组（块）中，就会显现该组中某个块被别的块替换（即使别的组或块有闲暇位置），然后又被重新拜访的情形。2： 1Cache 体会规章：大小为N 的直接映象Cache 的失效率约等于大小为N/2 的两路组相联 Cache 的实效率。相联度：在组相联中，每组Cache 中的块数。VictimCache：位于 Cache 和储备器之间的又一级Cache，容量小，采纳全相联策略。用于

20、 存放由于失效而被丢弃（替换）的那些块。每当失效发生时，在拜访下一级储备器之前，先检查 Victim Cache 中是否含有所需块。故障性预取：在预取时，如显现虚的址故障或违反爱护权限，就会发生反常。非故障性预取：在预取时，如显现虚的址故障或违反爱护权限，不发生反常。非堵塞 Cache： Cache 在等待预取数据返回时，仍能连续供应指令和数据。尽早重启动：在恳求字没有到达时，CPU处于等待状态。一旦恳求字到达，就立刻发送给CPU ，让等待的CPU 尽早重启动，连续执行。恳求字优先：调块时，第一向储备器恳求CPU 所要的恳求字。恳求字一旦到达，就立刻送往 CPU ，让 CPU 连续执行，同时从

21、储备器调入该块的其余部分。虚拟 Cache：的址使用虚的址的Cache。多体交叉储备器：具有多个储备体，各体之间按字交叉的储备技术。储备体冲突：多个恳求要拜访同一个体。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载TLB ：一个专用高速储备器，用于存放近期常常使用的页表项，其内容是页表部分内容的一个副本。响应时间：从用户键入命令开头，到

22、得到结果所花的时间。牢靠性： 指系统从某个初始参考点开头始终连续供应服务的才能，它通常用平均无故障时间来衡量。可用性：指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。可信性：指服务的质量，即在多大程度上可以合理的认为服务是牢靠的。RAID ：廉价磁盘冗余阵列或独立磁盘冗余阵列。分别事务总线： 将总线事务分成恳求和应答两部分。在恳求和应答之间的闲暇时间内，总线可以供应其它的I/O 使用。采纳这种技术的总线称为分别事务总线。通道：特的负责整个运算机系统输入/输出工作的专用处理机，能执行有限的一组输入输出指令。通道流量：指一个通道在数据传送期间，单位时间内能够传送的数据量。虚拟 DMA

23、：它答应DMA设备直接使用虚拟的址，并在DMA传送的过程中由硬件将虚拟的址转换为物理的址。异步 I/O ：答应进程在发出I/O 恳求后连续执行，直到该进程真正拜访这些数据而它们又尚未就绪时，才被挂起。线路交换： 在线路交换中， 源结点和目的结点之间的物理通路在整个数据传送期间始终保持连接。分组交换：把信息分割成很多组（又称为包），将它们分别送入互连网络。这些数据包可以通过不同的路径传送，到目的结点后再拼合出原先的数据，结点之间不存在固定连接的物理通路。静态互连网络：各结点之间有固定的连接通路、且在运行中不能转变的网络。动态互连网络：由交换开关构成、可按运行程序的要求动态的转变连接状态的网络。互

24、连网络： 一种由开关元件依据肯定的拓扑结构和掌握方式构成的网络，用来实现运算机系统中结点之间的相互连接。在拓扑上， 互连网络是输入结点到输出结点之间的一组互连或映象。互连函数：用变量x 表示输入，用函数fx 表示输出。就fx 表示：在互连函数f 的作用下，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载输入端 x 连接到输出端fx 。它反

25、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，所以互连函数有时也称为置换函数或排列函数。网络直径：指互连网络中任意两个结点之间距离的最大值。结点度：指互连网络中结点所连接的边数（通道数）。等分带宽：把由N 个结点构成的网络切成结点数相同（N/2 ）的两半，在各种切法中，沿切口边数的最小值。对称网络：从任意结点来看，网络的结构都是相同的。集中式共享多处理机：也称为对称式共享储备器多处理SMP 。它一般由几十个处理器构成，各处理器共享一个集中式的物理储备器，这个主存相对于各处理器的关系是对称的，分布式共享多处理机：它的共享储备器分布在各台处理机中，每台处理机都带有自己的本的储备器，组

26、成一个“处理机- 储备器”单元。但是这些分布在各台处理机中的实际储备器又 合在一起统一编址，在规律上组成一个共享储备器。这些处理机储备器单元通过互连网络连接在一起，每台处理机除了能拜访本的储备器外，仍能通过互连网络直接拜访在其他处理机储备器单元中的“远程储备器 ”。通信推迟：通信推迟发送开销跨过时间传输时间接收开销。运算 /通信比：反映并行程序性能的一个重要的度量。在并行运算中，每次数据通信要进行的运算与通信开销的比值。多 Cache 一样性：多处理机中，当共享数据进入Cache，就可能显现多个处理器的Cache 中都有同一储备器块的副本，要保证多个副本数据是一样的。监听协议： 每个 Cach

27、e 除了包含物理储备器中块的数据拷贝之外，也储存着各个块的共享状态信息。 Cache 通常连在共享储备器的总线上，各个Cache 掌握器通过监听总线来判定它们是否有总线上恳求的数据块。目录协议： 用一种专用的储备器所记录的数据结构。它记录着可以进入Cache 的每个数据块的拜访状态、该块在各个处理器的共享状态以及是否修改过等信息。写作废协议：在处理器对某个数据项进行写入之前，它拥有对该数据项的唯独的拜访权。写更新协议：当一个处理器对某数据项进行写入时，它把该新数据广播给全部其它Cache。 这些 Cache 用该新数据对其中的副本进行更新。栅栏同步： 栅栏强制全部到达该栅栏的进程进行等待。直到

28、全部的进程到达栅栏，然后释放全部进程，从而形成同步。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载旋转锁：处理机围绕一个锁不停的旋转而恳求获得该锁。同时多线程： 是一种在多流出、 动态调度的处理器上同时开发线程级并行和指令级并行的技术，它是多线程技术的一种改进。细粒度多线程技术：是一种实现多线程的技术。它在每条指令之间都能进行线程的切换，从而使得多个线程可以交替执行。通常以时间片轮转的方法实现这样的交替执行，在轮转的过程中跳过处于停顿的线程。粗粒度多线程技术：是一种实现多线程的技术。只有线程发生较长时间的停立刻才切换到其他线程。SMP ：对称式共享储备器多处理MPP ：即大规模并行处理，依据当前的标准，具有几百台几千台处理机的任何机器都是大规模并行处理系统。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载