计算机体系结构透明性与重点解析

"该文档是关于计算机体系结构的重点整理，涵盖了计算机系统结构中透明与非透明的概念、软件移植方法、浮点数舍入策略、数据表示、变址寻址、虚拟存储器、缓存（Cache）系统、SSD存储器、RISC指令系统、堆栈型计算机、虚拟存储器管理、流水线技术、多级中断处理、存储器访问速度、汇编语言透明性、浮点数基值的影响、浮点数下溢处理、中断系统结构、超标量处理器特性以及替换算法等内容。" 在计算机体系结构中，透明性是一个重要的概念，意味着某些设计细节对用户或程序员来说是不可见的。例如，存储器的模m交叉存取、数据总线宽度、运算部件等可以被设计成透明，使得程序员无需关心这些底层实现就能编写程序。而不透明的特性如浮点数据表示、I/O系统设计等则需要程序员了解并考虑它们的存在。 软件移植性是另一个关键议题，可以通过系列机方法、模拟与仿真方法或统一的高级语言来实现。浮点数的舍入方法包括恒舍法、恒置法、下舍上入法、R*舍入法和查表法，每种方法在精度和速度上有所不同。 数据表示方面，变址寻址主要用于支持向量和数组运算，提供更高效的寻址能力。虚拟存储系统和Cache存储系统分别用于扩大存储容量和提升访问速度。固态硬盘（SSD）实质上是基于Flash存储器的。 RISC指令系统的特点是精简指令集，通常指令长度固定，执行速度快。堆栈型计算机指令通常不需要显式地址，因为它们利用堆栈进行操作。虚拟存储器管理中，段相联的段越多，冲突概率越低，性能通常更好，但并不意味着流水线深度越大越好，因为深度过大可能导致更多延迟。 多级中断处理时，存储现场信息最有效的方式是采用存储器保存，因为中断逻辑和中断处理程序共同构成中断系统。最容易实现的替换算法是FIFO（先进先出），而超标量处理器通过同时执行多个指令来提高性能。 总体来说，这份文档提供了全面的计算机体系结构知识概览，对学习者理解计算机内部运作原理大有裨益。