计算机体系结构的性能度量与发展趋势

"这篇资料是关于计算机体系结构的课程，主要涵盖了计算机性能度量、课程安排、教材推荐以及计算机系统发展的历史和趋势。" 在计算机领域，性能度量是评估系统效率的重要工具，包括多种指标如每秒百万指令（MIPS）、每秒百万浮点运算（MFLOP/s）、时钟频率、每秒数据传输率（MB/s）、程序执行时间以及每秒有用操作数等。这些度量各有其应用场景，但也可能被误用。例如，MIPS常用来衡量CPU的整数处理能力，而MFLOP/s则更关注浮点计算性能，时钟频率表示处理器的运行速度，但高频率并不一定意味着高效率。此外，计算机体系结构的设计也对性能有显著影响，包括编译器优化、编程语言选择、应用类型、数据路径设计、控制逻辑、晶体管与线宽、接口引脚、指令集架构（ISA）以及功能单元等。 课程由周学海教授讲授，总共60个学时，每次上课三节，成绩评定由考试占80%，平时小测验10%，平时作业10%组成。推荐教材有张晨曦等编著的《计算机体系结构》以及John L. Hennessy和David A. Patterson合作的《Computer Organization & Design》和《Computer Architecture: A Quantitative Approach》。书中详细讨论了计算机体系结构的基本概念和定量分析技术。 课程还探讨了计算机食物链的概念，形象地展示了1988年到1998年间计算机产业的发展变迁。随着电路技术的进步，比如互补金属氧化物半导体（CMOS VLSI）取代了传统的TTL和ECL技术，设备性能提升且成本降低。同时，计算机体系结构的创新，如精简指令集计算机（RISC）、超标量、甚长指令字（VLIW）和冗余阵列独立磁盘（RAID）等，推动了低端产品性能的提升。价格因素也是关键变化驱动力，由于开发周期缩短、CMOS VLSI的采用导致组件减少、大规模生产和系列机概念的实施，使得计算机成本下降，服务成本也随之降低。 这门课程不仅深入剖析了计算机性能的各种度量标准，还揭示了计算机技术发展背后的经济和技术动力，旨在帮助学习者全面理解计算机体系结构的复杂性和重要性。