电子科大高级计算机系统结构期末总结：计算分析与设计趋势

高级计算机系统结构期末考试总结涵盖了电子科技大学学生在学期末对高级计算机系统结构课程的深入理解和掌握。该考试涉及了广泛的理论知识和实践应用，包括计算机的分类、设计原则与架构、以及性能评估的关键指标。 首先，考试内容涵盖了计算机系统的分类，比如桌面计算机主要用于日常办公，而服务器则具有高度并行性，适用于大型科学计算。嵌入式计算机则因是否支持第三方软件区分于非嵌入式，它们通常运行特定的应用或一组应用。 在计算机系统结构方面，核心概念包括定义，即在满足功能、性能和成本的前提下，通过设计、选择和互联硬件组件构建计算机。重点在于指令系统设计，它涉及到CPU的内部结构，如不同类型的寄存器结构（如现代通用寄存器和早期累加器结构）、寻址方式、数据类型和操作类型等。这些元素共同构成了指令集架构（ISA），它是硬件和软件交互的基础，影响着程序的执行效率和兼容性。 考试中还考察了ISA的七个关键要素，如存储器访问方式（字节或按字访问）、寻址模式、操作数类型和大小（如8位字符和64位双精度）、控制流指令（如转移和子程序调用）、以及编码方式（固定或可变长度）。此外，现代技术发展趋势，如集成电路逻辑技术、半导体、磁盘技术和网络，也在讨论范围内。 性能评估是考试的重要部分，涉及带宽和时延的概念，以及它们在衡量计算机性能中的作用。集成电路功耗和可靠性也是关注焦点，例如，功耗与面积成正比，而多核处理器可以提高功率利用率。计算机的主要性能指标包括响应时间、吞吐率、MIPS（每秒百万指令数）和CPU时间（指令执行时间）。CPI（每条指令的平均时钟周期数）是衡量效率的关键参数，与CPU频率一起用来计算性能。 比较不同计算机的性能时，需要考虑指令数、CPI和时钟频率这三个重要因素，以全面理解它们在实际应用中的表现差异。通过这次期末考试，学生们不仅巩固了理论知识，还加深了对计算机系统结构在实际设计和评估中的应用的理解。