北京交大计算机体系结构英文讲义：层次结构与性能评测详解

北京交通大学计算机体系结构英文讲义翻译梗概涵盖了计算机体系结构的基础理论和实践，从宏观到微观深入解析了这一领域的核心概念。首先，章节一探讨了计算机系统的层次结构，通过六层模型展示了程序员视角下的计算机架构，区分了虚拟机和实际机器的概念。体系结构与实现部分强调了体系结构的属性，如指令集、数据类型（如字节长度）和寻址方式，这些对程序员而言是抽象的，而硬件设计则涉及逻辑设计、封装技术等，尤其在微型机中，体系结构与硬件组成紧密相连。 设计者的主要任务是确保计算机满足功能需求，这包括应用领域的定位（通用、科技或商用）、软件兼容性（语言级别和目标代码兼容），以及对操作系统的要求，如内存管理、保护机制等。此外，还要遵循行业标准，如浮点数处理、I/O总线、操作系统规范以及网络和编程语言。 性能评测是体系结构研究的关键环节，它通过真实程序、核心程序、小游戏和合成测试程序来评估。常用的评测工具如SPEC92基准套件，用于测量执行时间和性能，包括总执行时间的加权和法、算术平均法、调和平均法以及各种标准化的方法。量化定理，如阿达姆斯定理，指导着如何优化系统性能，关注的是经常性事件的加速和可改进部分对整体系统性能提升的影响。 本讲义全面剖析了计算机体系结构的设计原则、考量因素和性能评估策略，对于理解计算机硬件工作原理、设计决策及其对系统性能的影响具有重要意义。通过学习这些内容，学生和工程师可以更好地设计出符合实际需求且性能优异的计算机系统。