参考文献
使用教材:计算机体系结构基础
参考教材:
笔记
指令系统
章节习题
第一章
- 计算机系统可划分为哪几个层次,各层次之间的界面是什么?你认为这样划分层次的意义何在?
四大层次:应用程序,操作系统,硬件系统,晶体管
层次界面:API(应用程序的高级语言编程接口) ISA(指令系统)工艺模型(介于硬件系统与晶体管之间)
层次划分的意义 - 抽象与封装:每一层次封装了下层的复杂性,提供给上层一个简化的抽象接口。例如,操作系统屏蔽了硬件的复杂性,提供了更易于使用的系统调用接口。
- 模块化设计:层次化设计促进了系统的模块化,使得开发、维护和扩展更加容易。每一层次可以独立开发和优化,而不需要过多考虑其他层次的内部实现细节。
- 提高系统的灵活性和可移植性:通过层次化,系统可以适应不同的硬件环境和用户需求。例如,同一套应用程序可以在不同的操作系统上运行,只要系统库和操作系统接口保持一致。
- 增强安全性和稳定性:不同层次之间的界面明确限定了访问权限和操作范围,减少了错误传播的风险。例如,应用程序不能直接访问硬件,而是通过操作系统,这样可以防止程序错误导致系统崩溃。
通过这种层次划分,计算机系统得以更清晰地组织和管理,便于开发者理解和控制各个组成部分的功能和关系。
- 在三台不同指令系统的计算机上运行同一程序P时,A机器需要执行$1.0×10^9$ 条指令,B机器需要执行$2.0×10^9$条指令,C机器需要执行$3.0×10^9$条指令,但三台机器的实际执行时间都是100秒。请分别计算出这三台机器的$MIPS$,并指出运行程序P时哪台机器的性能最高。
MIPS定义:(Million Instructions Per Second),即每秒执行多少百万条指令
A的MIPS : $1.0\times10^7$
B的MIPS:$2.0\times10^7$
C没必要算了
1.