计算机系统结构基础知识点
计算机系统结构是计算机科学中最基础的概念之一，它涉及到计算机的设计、制造和应用等多个方面。本文将对计算机系统结构的基础知识点进行总结和归纳。
1.1 计算机系统结构的基本概念
计算机系统结构可以分为多个层次，包括微程序机器级、传统机器语言机器级、汇编语言机器级、高级语言机器级和应用语言机器级等。每一层次都有其特定的语言和功能。
虚拟机是指用软件实现的机器，可以模拟其他计算机的指令系统。翻译是指将高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后在低一级机器上运行。
计算机系统结构可以分为概念性结构和功能特性两个方面。概念性结构是指计算机系统的逻辑实现，而功能特性是指计算机系统的物理实现。
1.2 计算机系统结构和计算机组成的关系
计算机系统结构、计算机组成和计算机实现之间存在着紧密的关系。计算机系统结构是指计算机的逻辑实现，计算机组成是指计算机系统结构的逻辑实现，而计算机实现是指计算机组成的物理实现。
在设计计算机系统时，需要考虑到计算机系统结构、计算机组成和计算机实现三个方面。计算机系统结构是指计算机的概念性结构，计算机组成是指计算机系统结构的逻辑实现，而计算机实现是指计算机组成的物理实现。
1.3 计算机系统结构的 Flynn 分类法
Flynn 分类法是指按照指令流和数据流的多倍性进行分类的方法。根据 Flynn 分类法，计算机系统结构可以分为四类：单指令流单数据流SISD、单指令流多数据流SIMD、多指令流单数据流MISD和多指令流多数据流MIMD等。
2. 计算机系统结构的其他概念
2.1 系统加速比
系统加速比是指对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。
2.2 Amdahl 定律
Amdahl 定律是指当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。
2.3 程序的局部性原理
程序的局部性原理是指程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。
2.4 CPI
CPI 是指每条指令执行的平均时钟周期数。
2.5 测试程序套件
测试程序套件是指由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序，用来测试计算机在各个方面的处理性能。
2.6 存储程序计算机
存储程序计算机是指冯 ?诺依曼结构计算机。其基本点是指令驱动。程序预先存放在计算机存储器中，机器一旦启动，就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序，自动完成由程序所描述的处理工作。
2.7 系列机
系列机是指由同一厂家生产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型号的计算机。
2.8 软件兼容
软件兼容是指一个软件可以不经修改或者只需少量修改就可以由一台计算机移植到另一台计算机上运行。
2.9 向上（下）兼容和向后（前）兼容
向上（下）兼容是指按某档计算机编制的程序，不加修改就能运行于比它高（低）档的计算机。向后（前）兼容是指按某个时期投入市场的某种型号计算机编制的程序，不加修改地就能运行于在它之后（前）投入市场的计算机。
2.10 兼容机
兼容机是指由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。
2.11 模拟和仿真
模拟是指用软件的方法在一台现有的计算机（称为宿主机）上实现另一台计算机（称为虚拟机）的指令系统。仿真是指用一台现有计算机（称为宿主机）上的微程序去解释实现另一台计算机（称为目标机）的指令系统。
2.12 并行性
并行性是指计算机系统在同一时刻或者同一时间间隔内进行多种运算或操作。只要在时间上相互重叠，就存在并行性。它包括同时性与并发性两种含义。
2.13 时间重叠和资源重复
时间重叠是指在并行性概念中引入时间因素，让多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转而赢得速度。资源重复是指在并行性概念中引入空间因素，以数量取胜。通过重复设置硬件资源，大幅度地提高计算机系统的性能。
2.14 耦合度
耦合度是指多机系统中各计算机之间物理连接的紧密程度和交互作用能力的强弱。包括紧密耦合系统和松散耦合系统两种。
2.15 异构型多处理机系统和同构型多处理机系统
异构型多处理机系统是指由多个不同类型、至少担负不同功能的处理机组成，它们按照作业要求的顺序，利用时间重叠原理，依次对它们的多个任务进行加工，各自完成规定的功能动作。同构型多处理机系统是指由多个同类型或至少担负同等功能的处理机组成，它们同时处理同一作业中能并行执行的多个任务。
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