计算机体系结构：性能与发展趋势

"计算机体系结构的相关知识，包括性能定义、计算机体系结构的课程内容、评分方式、教材推荐以及计算机系统发展的历史和原因。" 在计算机领域，性能是衡量系统效率的关键指标，通常有两种主要的定义方式。首先，性能可以定义为每秒完成的任务数，即处理能力越大，性能越好。这种评价标准适用于那些强调吞吐量的系统，例如大数据处理或并行计算。其次，如果关注的是响应时间，性能则与执行特定任务所需的时间成反比，即执行时间越短，性能越高。"X性能是Y的n倍"的表述意味着X在完成相同任务时所用时间是Y的1/n，或者X能在相同时间内完成n倍于Y的工作。 计算机体系结构是研究如何设计和组织计算机硬件与软件之间接口的学科。在《计算机体系结构》这门课程中，通常会涵盖计算机系统的基本概念，如指令集架构、处理器设计、存储层次结构、输入输出系统等，并且会引入定量分析技术来评估和比较不同设计的选择。课程通常包括理论讲解和实践应用，以帮助学生理解和掌握计算机性能优化的策略。 评分方式可能包括考试成绩占80%，小测验成绩占10%，以及平时作业成绩占10%，这样的设置旨在全面评估学生对课程内容的理解和应用能力。推荐的教材和参考书目可以帮助学生深入学习这一领域的知识，如张晨曦等编著的《计算机体系结构》以及John L. Hennessy和David A. Patterson的相关著作，这些书籍都是计算机体系结构领域的经典读物。 计算机系统的发展经历了显著的变化，尤其是在性能和价格方面。例如，从1988年到1998年，计算机食物链的演变反映了电路技术的进步，CMOS VLSI技术取代了传统的TTL和ECL技术，不仅提升了设备性能，还降低了制造成本。此外，计算机体系结构技术的发展，如RISC（精简指令集计算机）、Superscalar（超标量）、VLIW（超长指令字）等技术的应用，极大地提升了低端产品的性能。价格下降的原因包括开发周期的缩短、CMOS VLSI带来的组件减少和系统规模缩小、大规模生产带来的批量效应，以及系列机概念带来的服务成本降低。这些因素共同推动了计算机性能的提升和市场的普及。