计算机系统架构设计 计算机系统框架图

计算机系统结构：全课程思维导图

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前言

DUT的计算机系统结构长期以来都是英文ppt。时值疫情期间，复习时稍有不便，再加上CA的内容本身比较琐碎。遂在此对知识进行一个梳理。
本课程所选用的教材为《计算机系统结构教程（第二版）》，张晨曦著。参考教材为《计算机体系结构：量化研究》。

课程思维导图

课程脉络：

第一章Introduction：引出计算机系统结构的概念，阐述计算机系统近些年来的发展趋势，介绍定量分析的思想。
第二章Fundamentals：介绍计算机发展的变化，介绍了定量分析方法——阿姆达尔定律，列出计算机性能的一些评价指标：CPI、CPU执行时间、MIPS等。

第三章ISA：介绍系统结构的重要组成部分——指令集架构设计。根据内部存储类型和复杂程度等进行分类。介绍指令集架构的特点。
第四章Pipelining：学习时可联系计算机组成原理相关知识。论述流水线的基本概念、分类和性能分析，了解非线性流水线的调度与实现（MIPS），重点掌握流水线相关与冲突的解决方法。
第五章ILP：介绍ILP相关概念。介绍指令级并行的静态（软件编译器）与动态（硬件动态调度等）的方法开发指令级并行。介绍多指令流出技术。
第六章Limits to ILP and SMT：介绍ILP的限制，引出TLP和DLP。介绍了同时多线程技术SMT。
第七章Memory Hierarchy：学习时可联系计算机组成原理和操作系统相关知识。介绍存储系统的层次和设计中的关注的问题。论述Cache的基本知识，降低Cache不命中的方法。
第八章I/O Systems：介绍几个评价I/O的性能指标。论述了廉价磁盘冗余阵列（RAID0~RAID6）。
第九章Multiprocessing：以多核处理机和多计算机为主介绍MIMD，以向量处理机为主介绍SIMD。