北京航空航天大学2016博士研究生招生计算机系统结构大纲

2015-10-23 16:14:49来源：网络

　　5、流水线与指令并行

　　基本概念：

　　一次重叠执行方式、二次重叠执行方式、哈佛结构、先行控制技术、流水线技术、时(间)空(间)图、流水线的深度、通过时间、单功能流水线、多功能流水线、静态流水线、、动态流水线、线性流水线、非线性流水线、顺序流水线、乱序流水线、吞吐率、最大吞吐率、流水线的瓶颈、消除瓶颈段的两种方法、加速比、效率、排空时间、流水寄存器建立时间、流水寄存器传输延迟、相关、数据相关、名相关、反相关、输出相关、换名技术、寄存器换名、控制相关、流水线冲突、结构冲突、数据冲突、流水线气泡、定向(前馈)技术、写后读冲突(RAW)、写后写冲突(WAW)、读后写冲突(WAR)、流水线调度或指令调度、冻结或排空流水线、分支延迟、分支预测方法、 “延迟分支”方法、指令级并行、静态调度技术、动态调度方法、不精确异常、精确异常、Tomasulo算法的核心思想、保留站、CDB、动态分支预测技术、分支历史表BHT、BTB、前瞻执行、ROB、多流出技术、超标量处理机、超长指令字VLIW技术、超流水线处理机、循环展开技术、细粒度多线程技术、粗粒度多线程技术、同时多线程技术

　　主要内容：

　　1) 重叠方式;

　　2) 流水方式;

　　3) 流水的数据相关处理;

　　4) Tomasulo算法与流水线的动态调度。

　　5) 分支预测与前瞻执行;

　　6) 精确中断;

　　7) 超标量、超流水、以及VLIW处理器的基本结构;

　　8) 多线程技术及同时多线程(SMT)处理器的结构特点。

　　重点：

　　重叠中的各种相关关系的处理;流水线的时空图和性能分析;流水的局部性相关处理，全局性相关的处理和对中断的处理;单功能非线性流水线的调度;向量处理方式。了解指令间微操作的时间重叠关系要求，算出全部指令完成所需要的时间;在多功能流水线上，如何操作其流入的顺序，画出此时的流水线时空图，并计算出吞吐率、效率和加速比;为消除流水线速度性能瓶颈所采取的措施及相应的流水线时空图的画法;掌握流水线乱序执行的基本原理。

　　6、向量流水处理与向量机

　　基本概念：

　　标量流水处理机、向量流水处理机、水平(横向)处理方式、垂直(纵向)处理方式、存储器-存储器型操作的运算流水线、分组(纵横)处理方式、寄存器-寄存器型操作的运算流水线、链接技术、链接流水线的流水时间、向量循环或分段开采技术

　　主要内容：

　　1) 向量机的基本概念

　　2) 向量的处理和向量的流水处理

　　3) 向量流水处理机的结构

　　4) 提高向量流水处理性能的技术

　　重点：

　　向量的流水处理和链接特性，指令令特性分析和计算。在充分理解流水线机制的条件下，了解向量的三种处理方式及那些方式适合于向量处理;在给出若干条指令后，能够分析出来这些指令中哪些可以并行，哪些不能并行但能链接，哪些只能串行。能够计算出这些指令全部执行完的周期数。

　　7、多处理机与行并处理

　　基本概念：

　　PVP、SMP、MPP、机群、单一系统映像、集中式共享存储器结构、分布式存储器结构、通信延迟、跨越时间、传输时间、分布式共享存储器或可缩放共享存储器体系结构、共享存储器机器、消息传递机器、私有数据、共享数据的迁移、共享数据的复制、cache一致性、监听法、目录法、写作废协议、写更新协议、存储一致性、MPI、PVM、HPF、OpenMP、高可用性机群、负载均衡机群、高性能计算机群、PCAM设计方法

　　主要内容：

　　1) 多处理机的概念、类型和硬件结构

　　2) 紧耦合多处理机多Cache的一致性问题

　　3) 存储一致性及相关模型

　　4) 多处理机的并行性和性能

　　5) PCAM设计方法

　　重点：

　　多处理机的结构特点和分类;并行处理带来的问题;编程模型问题;Cache一致性问题;存储一致性问题及模型;通信开销;开发程序的并行性的基本方法;掌握并行编程的基本流程。

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