计算机系统结构复习：Amdahl定律与性能公式解析

"《计算机系统结构》复习资料主要涵盖了计算机系统结构的基本概念，重点强调了Amdahl定律、CPI、Te、MIPS和MFLOPS等性能评估公式。" 在计算机系统结构的学习中，了解并掌握基本概念是至关重要的。这份资料详细介绍了计算机系统结构的复习内容，特别是定量知识部分，这对于理解计算机性能的评估和优化至关重要。 首先，Amdahl定律是计算机性能改进的一个关键理论。它阐述了在系统中改进某一部分所能带来的整体加速效果。公式表示为：全局加速比(Sn)等于被改进部分的局部加速比(Se)乘以未改进部分在原执行时间(To)中所占比重(Fe)的倒数，即Sn = Se / (1 - Fe)。这个定律提醒我们，即使某个组件的性能得到了显著提升，如果它在整个系统中的执行时间占比不大，那么整体性能的提升也会有限。 接着，资料提到了CPI（Cycle Per Instruction），这是一个衡量指令执行效率的指标，表示执行一条指令所需的平均周期数。程序执行时间Te可以用Te = CPI * I * T来计算，其中I是程序的指令数，T是时钟周期时间。CPI越高，表示处理器效率越低。 此外，MIPS（Millions of Instructions Per Second）和MFLOPS（Millions of Floating-point Operations Per Second）是用来衡量计算机性能的常用单位。MIPS表示每秒钟可以执行的百万条指令数，而MFLOPS则是每秒钟可以执行的百万次浮点运算数，这两个指标通常用来比较不同计算机系统的处理能力。 在实际应用中，例如作1.12，资料给出了一个向量处理的例子，说明如何根据Amdahl定律计算加速比与可向量化百分比之间的关系。通过解决这样的问题，学习者能够更深入地理解Amdahl定律的实际应用，并学会如何计算在特定情况下所需的向量化百分比。 这份复习资料详细讲解了计算机系统结构中的基本概念，尤其是与性能评估相关的定量知识，对于理解和提升计算机系统的整体性能有着重要的指导作用。通过深入学习这些内容，可以更好地设计和优化计算机系统，以达到更高的运行效率。