计算机系统结构核心考点解析

"计算机系统结构复习考点" 在计算机科学领域，计算机系统结构是研究计算机硬件和软件之间接口的学科，它是机器语言程序员理解和操作机器的基础。这个复习资料涵盖了多个关键概念，对于理解和应对期末考试非常有帮助。 首先，透明性是系统结构的一个核心概念，意味着用户可以忽略底层实现的复杂性，仅需关注其提供的服务和功能。例如，一个高级编程语言的程序员不需要知道指令如何在硬件级别被执行，只要能够利用这些语言编写程序即可。 虚拟计算机，正如其名，是一种通过软件模拟的机器，它可以为特定层次的用户提供一个抽象的计算环境。这种虚拟化使得在不同的硬件平台上运行相同的软件成为可能，同时也为资源管理和优化提供了灵活性。 系列机是指具有相同系统结构的不同型号机器，它们共享相同的指令集和体系结构，但可能在速度、性能和成本上有差异。这允许软件开发者编写一次代码，就能在一系列硬件上运行，而无需针对每种型号进行修改。 耦合度是衡量多机系统中各机器之间相互连接紧密程度和交互能力的指标。低耦合度意味着机器间的交互少，而高耦合度则表示它们之间有更复杂的通信和协作。 计算模型定义了计算的基本规则，包括数据如何在不同组件间传递以及控制机制如何驱动计算过程。例如，共享存储模型中，多个处理器可以访问同一块内存，而在专用存储模型中，每个处理器拥有自己的私有存储。 软件兼容性是确保软件在不同但系统结构相同的硬件上运行的能力，分为向上兼容（新版本硬件运行旧软件）和向下兼容（旧版本硬件运行新软件），以及向前兼容（未来系统运行当前软件）和向后兼容（当前系统运行过去软件）。 并行性是计算中的一个重要概念，它涉及同时进行运算的能力。并行性包括同时性（物理上的同时执行）和并发性（逻辑上的同时执行）。并行性的分类包括：按执行程序的并行性（如多线程或多进程）、按处理数据的并行性（如数据流并行或数据粒度并行）和按信息加工步骤的并行性（如任务级并行或操作级并行）。 多计算机系统和多处理机系统的区别主要体现在操作系统、存储器、信息交换等方面。多计算机系统通常由独立的操作系统控制各自的计算机，而多处理机系统则由一个统一的操作系统管理所有处理机。存储器方面，多计算机系统中的计算机各自拥有独立的存储，而多处理机系统则共享主存。信息交换上，多计算机系统通过通信通道交互，而多处理机系统可以直接在共享内存中交互数据。 理解这些概念对于深入学习计算机系统结构至关重要，它们不仅有助于解决期末考试中的问题，也为实际的系统设计和优化提供了理论基础。