计算机体系结构与并行技术概述

"本文档详细介绍了计算机系统结构的有关术语，包括计算机的层次结构、系统结构定义、广义机器和透明性概念，以及计算机系统结构、计算机组织和计算机实现之间的区别。此外，还提到了Flynn和Handler的方法，用于系统描述，如分层、分类、功能和组成。文档出自北京邮电大学计算机科学与技术学院的余文教授，旨在教授计算机体系结构的专业知识，强调并行计算技术。课程内容涵盖计算机体系结构的基础概念、原理、思想和分析方法，并要求学生掌握计算机系统软硬件界面的划分。文档还提供了教学参考书目和课程大纲，涵盖了从相关概念到并行处理技术的多个主题。" 在计算机系统结构中，首先需要理解的是计算机的层次结构，它从底层的硬件到高层的软件形成一个完整的层次结构。计算机系统结构定义了系统如何从软件角度来看待，而计算机组织则关注实际的硬件实现，计算机实现则更注重具体的设计细节和制造过程。 广义机器和透明性概念是计算机系统中的核心思想，广义机器允许我们抽象出计算机的高级行为，而透明性则意味着用户或程序员无需关心某些内部操作的细节，如存储管理或并行处理的具体实现。 Flynn和Handler的方法提供了一种系统描述的框架，通过分层、分类、功能和组成来理解和设计复杂的计算机系统。这种分类方式有助于理解和比较不同类型的计算机架构，例如SISD（单指令流单数据流）、SIMD（单指令流多数据流）、MISD（多指令流单数据流）和MIMD（多指令流多数据流）。 课程内容不仅涉及传统的串行计算机，还特别强调并行计算技术，如时间并行技术、指令级并行技术、向量流水处理机、互连网络、阵列处理机、多处理机以及机群系统。这些内容反映了现代计算机领域的发展趋势，即利用并行计算提高性能和效率。 通过这门课程，学生将能够掌握计算机系统的基本构成和工作原理，了解不同类型的计算机结构及其特点，以及近年来并行计算领域的最新进展。同时，课程要求学生具备一定的先修知识，如数字逻辑、计算机组成和计算机原理，并通过期末考试和其他评估方式综合评价学习效果。提供的参考书籍可以帮助学生深入研究各个主题，从而构建对计算机系统的全面认识。