张晨曦原著：详解计算机体系结构课后习题与透明性原理

计算机体系结构是信息技术的核心基础，涵盖了从底层硬件到高层软件的设计和理解。《计算机体系结构课后习题原版答案_张晨曦著》这本书提供了深入学习这一领域的宝贵资料。以下是章节中提到的关键知识点： 1. **层次机构**：计算机体系结构分为多个层次，从低到高依次为微程序机器级、传统机器语言机器级、汇编语言机器级、高级语言机器级和应用语言机器级。每个层次使用不同级别的语言，反映了从低级到高级抽象的过程。 2. **虚拟机**：这是一种软件模拟的机器，通过编程模拟出硬件的功能，使得不同平台间的程序能够在虚拟环境中运行，实现平台间的兼容性。 3. **翻译与解释**：程序在不同层次之间通过翻译执行，如翻译程序将高级语言转换为低级机器语言，解释器逐行解释并执行源代码。 4. **计算机系统结构**：这是程序员所理解的计算机功能和特性的抽象模型，它关注的是计算机如何与程序员交互，包括透明性原则，即某些硬件特性对用户来说是无形的。 5. **计算机组成与实现**：包括逻辑设计和物理实现两部分，涉及处理器、内存、硬件组件、电路集成、信号传输、电源管理以及机械构造等细节。 6. **系统加速比与Amdahl定律**：衡量系统性能改进的效果，Amdahl定律强调了即使优化部分组件，整体性能提升也受制于瓶颈部件的执行时间占比。 7. **程序局部性原理**：描述了程序访问内存地址的模式，即时间和空间上的局部性，这对缓存设计和内存优化至关重要。 8. **CPI（每条指令执行周期数）**：衡量处理器执行效率的重要指标，它直接影响计算机的性能。 9. **存储程序计算机与冯·诺依曼结构**：基于存储程序的计算机，程序预先加载内存，机器按指令顺序执行，是现代计算机架构的基础。 10. **系列机与兼容性**：系列机指同一厂商生产的一系列结构相似但配置不同的计算机。软件兼容性是指软件可以在不同硬件平台上运行，向上兼容意味着程序能在更强大的设备上运行，向下兼容则反之。向前或向后兼容涉及到软件与历史版本的兼容性。 这些知识点构成了计算机体系结构的基础框架，它们对于理解计算机如何运作、设计高效系统以及编写可移植软件至关重要。学习这些概念有助于深入掌握信息技术的核心，并应用于实际的系统设计和开发工作中。