计算机系统结构习题解析：透明性、Amdahl定律与存储层次

"《计算机系统结构》习题解答(清华2版).doc" 这份文档是针对《计算机系统结构》这门课程的习题解答，主要涵盖清华大学第二版教材中的部分内容。文档按照章节划分，详细解答了各个章节的关键习题，涉及计算机系统结构的多个重要概念和技术。 第一章(P33)探讨了透明性概念，这是计算机系统设计中一个核心理念。透明性指的是用户或程序员在使用系统时，无需了解底层实现细节。例如，Cache存储器的使用对程序员来说是透明的，他们无需知道数据是如何在高速缓存和主存之间移动的。此外，该章还涉及了其他一些透明性概念，如总线宽度和单总线设计。 第二章(P124)关注浮点数性能和指令编码。浮点数性能是衡量计算机处理浮点运算速度的重要指标，而指令编码则涉及到如何高效地在硬件层面对指令进行表示和执行。 第三章(P202)讨论了存储层次性能和并行主存系统。存储层次设计是为了提高访问速度和系统效率，而并行主存系统则是为了提升数据读写的速度，这两点都是现代计算机系统结构中的关键部分。 第四章(P250)介绍了中断系统，包括中断屏蔽字表和中断过程示意图，这些都是操作系统控制和处理异常及事件的关键机制。同时，章节还涉及了通道流量计算，这对于理解和优化系统性能至关重要。 第五章(P343)关注流水线技术和性能分析，包括时空图的绘制和两种调度算法的比较。流水线技术是提升处理器效率的重要手段，而调度算法则决定了流水线中指令的执行顺序。 第六章(P391)讲述了向量流水时间和Amdahl定律在评估系统性能中的应用，以及MFLOPS（每秒百万浮点运算次数）的概念，这些都是高性能计算领域的重要指标。 第七章(P446)涵盖了互连网络的相关内容，包括互连函数计算、互连网络性质和多级网寻径算法。这部分知识对于理解分布式和并行计算系统的通信机制至关重要。 第八章(P498)和第九章(P562)进一步深入到SIMD（单指令多数据）和MIMD（多指令多数据）计算模型，以及相关算法的设计和应用。 总结来说，这份习题解答涵盖了计算机系统结构的多个核心主题，包括透明性、浮点运算、存储系统、中断处理、流水线、网络互连和并行计算模型等，是学习和复习计算机系统结构的宝贵资源。通过这些习题，读者可以深化对计算机内部工作原理的理解，提高分析和解决问题的能力。