系统结构课后答案解析：CPI、RISC与向量处理

"这是一份关于系统结构的课后答案，包含名词解释，主要涉及计算机体系结构的专业术语，如CPI、CISC、并行性、向量处理机、线性流水线、超流水线处理机、超标量处理机、互连网络、RISC、流水线、数据相关、向量循环开采技术、存储系统、控制相关、向量链接技术和中断源等概念。这些内容是学习计算机系统结构的基础知识，涵盖了处理器设计、指令集架构、并行计算、存储层次和系统互联等多个方面。" 详细知识点解析： 1. CPI (指令时钟数) 是衡量处理器效率的一个指标，它表示执行一条指令所需的平均时钟周期数。CPI越高，效率越低。 2. CISC (复杂指令系统计算机) 是一种传统的指令集架构，其特点是指令集丰富，但执行效率相对较低。 3. 并行性是指在同一时间内执行多个任务的能力，可以是数据并行或任务并行。 4. 向量处理机支持向量运算，适合处理大规模数据的科学计算。 5. 线性流水线是指每个数据单元只通过流水线一次，避免了重复处理，提高了效率。 6. 超流水线处理机可以在一个时钟周期内处理多条指令，通过增加流水线深度来提高吞吐率。 7. 超标量处理机具备多条流水线和多个运算单元，可以在同一时钟周期内执行多条指令，实现指令级并行。 8. 超标量超流水线处理机是上述两者的结合，具有更高的并发能力。 9. 互连网络是连接计算机系统中各个处理单元的结构，用于数据交换和通信。 10. 结点度是指网络中一个节点连接的其他节点数量，决定了网络的连通性。 11. 网络直径是网络中任意两点之间最长路径，反映网络的最远通信距离。 12. RISC (精简指令集计算机) 使用简单高效的指令集，提高处理器执行速度，降低功耗。 13. 流水线技术将指令执行过程分为多个阶段，使不同指令能同时进行，提高执行效率。 14. 数据相关是由于指令执行顺序改变引起的数据冲突，需要通过数据预取和转发等机制解决。 15. 向量循环开采技术处理长向量时，通过循环结构和分段执行来提高向量运算的效率。 16. 存储系统通常包括高速缓存、主存和磁盘等不同层次，以平衡速度、容量和成本。 17. 控制相关由条件分支、跳转和中断指令引发，可能会影响流水线的正常运行。 18. 向量链接技术允许连续的向量指令共享结果，提高向量处理的并行度。 19. 中断源是触发中断的事件，如外部设备请求、硬件错误或软件中断指令。 这些概念是理解现代计算机系统结构和性能优化的关键，对于计算机科学的学习和实践具有重要意义。