在计算机体系结构的备考过程中,重点巩固阶段(考前15天)非常关键。这个阶段需要对一些核心的公式和定理进行深入理解和记忆,下面就来详细说说。
首先是Amdahl定律,其公式为加速比 = 1/((1 - α)+α/k)。这里的α表示可并行化部分所占的比例,k表示处理器的个数。对于这个公式的学习方法,我们可以通过实际的例子来理解。比如有一个任务,其中70%的部分(α = 0.7)可以并行处理,现在使用2个处理器(k = 2)。按照公式计算,1 - α就是不可并行部分的比例为0.3,代入公式得到加速比为1/(0.3 + 0.7/2)= 1.43。多做这样不同参数的练习题,就能熟练掌握这个定律的应用场景和计算方法。
接着是CPI(每条指令周期数)与MIPS(每秒百万条指令)的关系。CPI反映了指令的执行效率,MIPS则是衡量计算机性能的一个指标。它们之间的关系可以通过这样一个公式来联系:MIPS = 时钟频率×(1/CPI)×10^(- 6)。要掌握这个关系,需要先理解CPI的概念,即执行一条指令平均需要的时钟周期数。可以通过分析简单的指令流水线来加深理解,例如一个三阶段的指令流水线,每个阶段需要1个时钟周期,若没有数据相关等问题,CPI就是1。然后根据给定的时钟频率来计算MIPS。
最后是流水线吞吐率的提升策略。流水线吞吐率可以用1 / 时钟周期来表示。要提升吞吐率,我们可以从减少流水线的停顿、优化指令级并行等方面入手。比如合理安排指令顺序以避免数据冒险,或者增加流水线的级数同时保证各级之间的高效协作。
在重点巩固阶段,对这些核心公式和定理不能仅仅是死记硬背,而是要深入理解其背后的原理,并且通过大量的练习来熟练运用,这样才能在考试中应对自如。
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