计算机系统结构关键概念解析

"计算机系统结构课后习题答案.pdf 包含了计算机系统结构相关的重要概念和术语，如层次机构、虚拟机、翻译与解释、计算机系统结构、计算机组成、计算机实现、系统加速比、Amdahl定律、程序的局部性原理、CPI、测试程序套件、存储程序计算机、系列机和软件兼容性等。" 详细内容: 1. **层次机构**：计算机系统通过多级层次结构来组织，每一层都有不同的语言特征，从低级的微程序机器级到高级的应用语言机器级。这种结构便于理解和操作复杂的计算机系统。 2. **虚拟机**：虚拟机是通过软件模拟的计算机，允许在一个操作系统上运行另一种操作系统或应用程序，提供了环境隔离和跨平台兼容性。 3. **翻译与解释**：翻译是将高级语言程序转换为低级机器语言的过程，而解释是逐行执行高级语言代码，每次执行一条语句都会转换成对应的机器指令。 4. **计算机系统结构**：这是指程序员所看到的计算机的概念性结构和功能，包括透明性，即某些特性虽然存在，但在特定视角下不可见。 5. **计算机组成**：逻辑上实现计算机系统结构，涉及数据流、控制流的组成和逻辑设计，不涉及物理实现细节。 6. **计算机实现**：指具体的物理构造，如处理机、内存的硬件结构，以及制造工艺、集成度、速度等。 7. **系统加速比**：衡量系统优化效果的指标，表示改进后系统性能提升的倍数。 8. **Amdahl定律**：表明系统性能改进的潜力受限于改进部分在整个系统执行时间中所占的比例。 9. **程序的局部性原理**：程序执行时，数据和指令倾向于在时间和空间上聚集，分为时间局部性（最近使用的数据可能很快再次使用）和空间局部性（连续的内存位置可能被频繁访问）。 10. **CPI（每条指令执行的平均时钟周期数）**：衡量处理器效率的指标，CPI越低，处理器速度越快。 11. **测试程序套件**：一组用于评估计算机性能的多样化实际应用，涵盖多个方面。 12. **存储程序计算机（冯·诺依曼结构）**：程序和数据都存储在内存中，根据预设的指令顺序执行，自动化处理任务。 13. **系列机**：同一制造商生产的具有相同系统结构但不同配置和性能的计算机家族。 14. **软件兼容性**：软件可以在不同计算机之间迁移，无需或仅需少量修改，差异仅在于执行时间。 15. **向上（下）兼容**：程序在更高（或更低）性能的计算机上运行时，无需修改即可保持功能，体现了计算机系统的兼容性设计。