計算機系統基礎,,占總分150分中的40分完整考點掌握有一定難度建議 量力而行,.,2,參考教材,深入理解計算機系統，第2版Randal E.Bryant, David O'Hallaron 龔奕利，雷迎春機械工業出版社Computer Systems: A Programmer's Perspective (2nd Edition),2,.,3,參考教材,計算機系統基礎袁春風機械工業出版社深入理解計算機系統的子集,3,.,4,課程概要,程序的結構和執行處理器的結構存儲系統程序性能的優化程序在系統中的運行程序的鏈接進程虛擬存儲系統程序間的通信和交互系統I/O網絡編程并發編程,4,.,5,計算機的抽象模型,5,.,6,桌面計算機-IA32,6,.,7,桌面計算機-Core i7,7,.,8,計算機系統,,8,.,9,考試大綱和解讀,9,.,10,處理器系統結構,CPU中的時序電路單周期處理器的設計流水線處理器的基本原理數據冒險(Data Hazard)的處理流水線設計中的其它問題,10,.,11,解讀-基礎,信息在計算機上的表示整數浮點數數據的大小和順序(大小端)程序的表示(匯編指令)數據訪問算術和邏輯運算數組的表示和訪問復雜數據結構的表示程序動態表示控制過程調用棧參數傳遞,11,.,12,解讀,指令集格式電路的基本概念邏輯門組合電路時鐘順序電路時序階段流水線,12,.,13,存儲器結構,存儲器層級結構局部性計算機高速緩存器(Cache)的原理高速緩存對系統性能的影響,13,.,14,解讀,不同介質的特征高速緩存內存外存程序運行的局部性指令數據高速緩存對程序性能的影響命中率高速緩存的形式直接映射全相關組相關,14,.,15,優化程序性能,優化程序性能編譯器優化的能力和局限程序性能的表示應用特性(體系結構無關)的優化體系結構相關的優化限制因素發現和消除性能瓶頸,15,.,16,解讀,理解程序的執行過程/函數調用的代價編譯器優化的局限程序的正確性結構無關的優化消除循環的低效減少函數調用減少不必要的內存訪問現代處理器的理解多功能單元流水周期數和時延體系結構相關的優化數據的依賴提高并行循環展開,16,.,17,虛擬存儲系統,地址空間虛擬存儲虛擬存儲的管理翻譯和映射TLB動態內存管理垃圾收集,17,.,18,18,.,19,解讀,地址類型物理地址、虛擬地址內存管理頁請頁地址轉換頁表TLB(加速)動態內存的管理為什么方法垃圾回收標記-清掃,19,.,20,鏈接,靜態鏈接目標文件符號和符號表重定位和加載動態鏈接庫,20,.,21,解讀,21,.,22,進程,異常進程進程控制信號和信號量進程間的通信進程間信號量的控制,22,.,23,解讀,異常主控流程/其他事物中斷進程CPU的虛擬化上下文核心/用戶信號的機制,23,.,24,并發編程,各種并發編程模式共享變量線程同步其它并行問題線程安全可再入競爭死鎖,24,.,25,系統I/O,I/O概念文件文件操作共享文件,25,.,26,網絡編程,網絡客戶端/服務器模型(Client/Server)套接字接口(Socket)HTTP請求Web服務器,26,

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總結

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