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计算机系统基础MSE,复旦大学2016/11/20占总分150分中的40分完整考点掌握有一定难度建议量力而行参考教材•深入理解计算机系统，第2版•RandalE.Bryant,DavidO'Hallaron•龚奕利，雷迎春•机械工业出版社•ComputerSystems:AProgrammer'sPerspective(2ndEdition)2参考教材•计算机系统基础•袁春风•机械工业出版社•深入理解计算机系统的子集3课程概要•程序的结构和执行•处理器的结构•存储系统•程序性能的优化•程序在系统中的运行•程序的链接•进程•虚拟存储系统•程序间的通信和交互•系统I/O•网络编程•并发编程4计算机的抽象模型5ArithmeticUnitControlUnitInput/OutputUnitE.g.StorageInstructions/ProgramMainMemoryAddressesACIRSRPC桌面计算机-IA326桌面计算机-Corei77计算机系统8考试大纲和解读9处理器系统结构•CPU中的时序电路•单周期处理器的设计•流水线处理器的基本原理•数据冒险(DataHazard)的处理•流水线设计中的其它问题10解读-基础•信息在计算机上的表示•整数•浮点数•数据的大小和顺序(大小端)•程序的表示(汇编指令)•数据访问•算术和逻辑运算•数组的表示和访问•复杂数据结构的表示•程序动态表示•控制•过程调用•栈•参数传递11解读•指令集•格式•电路的基本概念•逻辑门•组合电路•时钟•顺序电路•时序•阶段•流水线12存储器结构•存储器层级结构•局部性•计算机高速缓存器(Cache)的原理•高速缓存对系统性能的影响13解读•不同介质的特征•高速缓存•内存•外存•程序运行的局部性•指令•数据•高速缓存对程序性能的影响•命中率•高速缓存的形式•直接映射•全相关•组相关14优化程序性能•优化程序性能•编译器优化的能力和局限•程序性能的表示•应用特性(体系结构无关)的优化•体系结构相关的优化•限制因素•发现和消除性能瓶颈15解读•理解程序的执行•过程/函数调用的代价•编译器优化的局限•程序的正确性•结构无关的优化•消除循环的低效•减少函数调用•减少不必要的内存访问•现代处理器的理解•多功能单元•流水•周期数和时延•体系结构相关的优化•数据的依赖•提高并行•循环展开16虚拟存储系统•地址空间•虚拟存储•虚拟存储的管理•翻译和映射•TLB•动态内存管理•垃圾收集1718解读•地址类型•物理地址、虚拟地址•内存管理•页•请页•地址转换•页表•TLB(加速)•动态内存的管理•为什么•方法•垃圾回收•标记-清扫19链接•静态链接•目标文件•符号和符号表•重定位和加载•动态链接库20解读21进程•异常•进程•进程控制•信号和信号量•进程间的通信•进程间信号量的控制22解读•异常•主控流程/其他事物•中断•进程•CPU的虚拟化•上下文•核心/用户•信号的机制23并发编程•各种并发编程模式•共享变量•线程同步•其它并行问题•线程安全•可再入•竞争•死锁24系统I/O•I/O概念•文件•文件操作•共享文件25网络编程•网络•客户端/服务器模型(Client/Server)•套接字接口(Socket)•HTTP请求•Web服务器26