计算机系统结构课后答案解析

"计算机系统结构 课后答案" 计算机系统结构是计算机科学中至关重要的一部分，它主要研究计算机系统从程序员的角度看所呈现的属性和功能。本资源提供的课后答案涵盖了这一领域的关键概念，有助于深入理解计算机系统的工作原理。 1. 层次机构：计算机系统被划分为多个层次，每一层都对应一种特定的语言或操作级别。例如，微程序机器级是最底层，而应用语言机器级则是最高层，用户通常在这一层编写应用程序。中间还包括传统机器语言机器级、汇编语言机器级和高级语言机器级，这些层次之间通过翻译和解释来实现相互间的通信和转换。 2. 虚拟机：虚拟机是一种软件模拟的计算机，它可以运行在其之上开发的特定类型程序，提供与实际硬件相似的环境，使得软件可以在不同的硬件平台上运行，实现跨平台兼容性。 3. 翻译与解释：翻译是指将高级语言程序转换为低级机器语言的过程，如编译器的作用。解释则是逐行执行高级语言，每执行一行就转化为对应的机器语言并执行，不需要预先全部翻译。 4. 计算机系统结构：这是程序员所见的计算机属性，包括概念性的结构和功能特性，如指令集、内存模型、I/O机制等。透明性是指某些系统特性对程序员而言是不可见的，如缓存的存在和管理。 5. 计算机组成：指的是逻辑层面的设计，包括处理器、内存、I/O设备等的逻辑实现，关注数据流和控制流如何在硬件中传递。 6. 计算机实现：物理层面的构建，涉及具体的制造工艺、芯片集成、硬件组件的选择和布局，以及系统组装技术。 7. 系统加速比：衡量优化某一部件后系统性能提升的指标，比如通过增加缓存容量提高内存访问速度，从而提升整体性能。 8. Amdahl定律：指出系统性能改进的局限性，即使改进了部分组件，系统性能的提升也受限于未改进部分在整个系统中的比例。 9. 程序的局部性原理：程序执行时，数据访问倾向于集中在一段时间内和一小片内存区域，这包括时间局部性（最近使用的数据很可能在未来再次被使用）和空间局部性（相邻的数据经常一起被访问）。 10. CPI（每条指令执行的平均时钟周期数）：衡量处理器效率的指标，CPI越低，处理器执行指令的速度越快。 11. 测试程序套件：一组用于评估计算机性能的多样化程序，能够全面反映计算机在处理不同类型任务时的表现。 12. 存储程序计算机：遵循冯·诺依曼架构的计算机，程序和数据存储在统一的内存中，按照指令序列自动执行。 13. 系列机：同一制造商生产的，拥有相同系统结构但不同配置和性能的计算机系列。 14. 软件兼容性：软件能够在不同计算机上运行的能力，向上兼容意味着在更强大的计算机上运行无需修改，向下兼容则表示在较弱的计算机上也可运行。 15. 向后（前）兼容：软件在新旧版本的硬件上运行的适应性，向后兼容意味着新硬件可运行旧软件，向前兼容意味着旧硬件能运行新软件。 这些知识点是计算机系统结构课程的基础，理解和掌握它们对于学习计算机系统的运作原理至关重要。通过课后答案的参考，学生可以更深入地学习和复习这些概念，以便更好地应用于实际的编程和系统设计中。