计算机系统结构课后答案解析

"计算机系统结构张晨曦版课后答案提供了对计算机系统结构基础概念的解答，涵盖了从低级到高级的计算机语言层次，包括微程序机器级、传统机器语言机器级、汇编语言机器级、高级语言机器级以及应用语言机器级。此外，还讨论了虚拟机、翻译和解释的概念，强调了计算机系统结构的透明性，以及计算机组成和实现的差异。系统加速比、Amdahl定律、程序的局部性原理、CPI、测试程序套件、存储程序计算机的概念也被涵盖，同时提到了冯·诺依曼结构、系列机的软件兼容性，以及向上、向下、向后、向前兼容性的概念。" 在计算机系统结构中，层次机构是一个关键概念，它将计算机系统划分为多个级别，每个级别对应不同的语言特征，允许程序员在适合的抽象层次上进行编程。虚拟机是一种通过软件模拟硬件行为的技术，使程序能够在不同的平台上运行。翻译和解释是两种程序执行方式，翻译是将高级语言转换为机器可理解的代码，而解释则是逐行解释并执行代码。 计算机系统结构是指从传统机器程序员视角看到的计算机的属性，包括其概念性结构和功能特性。透明性指的是某些系统特性虽然存在，但在特定视角下却不可见，例如操作系统对硬件的抽象。计算机组成涉及逻辑设计和数据流、控制流的组织，而计算机实现则关注物理层面，如处理器、内存的制造工艺和集成度。 系统加速比和Amdahl定律是性能优化的重要理论依据，前者衡量改进某部分后的性能提升，后者指出系统性能提升的极限受到改进部件占比的限制。程序的局部性原理是内存访问模式的一个基本假设，指出程序倾向于在时间和空间上重复访问相近的内存位置，这一原则影响了缓存设计。 CPI（每条指令执行的平均时钟周期数）是衡量处理器效率的指标，测试程序套件用于全面评估计算机性能。存储程序计算机，即冯·诺依曼架构，特点是程序和数据存储在同一内存中，按照指令顺序执行。系列机通常由同一制造商推出，保持系统结构一致，但硬件配置和性能不同，软件兼容性确保程序在不同型号计算机上的可移植性。 向上、向下、向后、向前兼容性是硬件和软件互操作性的关键，确保程序在新旧或不同性能等级的计算机上能正常运行，这对于软件开发和硬件升级至关重要。