计算机系统结构

【课前思考】

1.	什么是向量处理？向量处理的方式有哪些？
2.	什么是存储器—存储器结构？什么是寄存器—寄存器结构？它们各有哪些优缺点？
3.	向量处理机的存取模式与标量处理相比有什么特点？采取什么样的数据结构比较合理？
4.	应从哪些方面提高向量处理机的性能？什么是“向量平衡点”？向量处理机的可扩展性的含义是什么？
5.	提高向理处理机性能的常用技术有哪些？什么是流水线链接技术？什么是向量循环(分段开采)技术？什么是向量递归技术？
6.	稀疏矩阵的处理技术有哪些？
7.	向量处理机的性能评价参数有哪些？它们是如何定义和计算的？

　
【学习目标】

1.	掌握向理处理的概念、特点，以及三种向量处理方式。
2.	掌握存储器—存储器结构和寄存器—寄存器结构的特点以其各自的优缺点。
3.	了解向量处理机的数据结构和存取模式。
4.	掌握“向量平衡点”的定义。
5.	掌握流水线链接技术、向量循环技术和向量递归技术。
6.	了解稀疏矩阵的处理技术。
7.	了解协处理器、向量处理机实例。
8.	掌握向量处理机的性能评价方法。

【学习指南】

    N个相互独立的数叫做“向量”，对这样一组数据的运算叫做“向量处理”。向量处理的方式可分为横向处理方式、纵向处理方式和纵横处理方式三种。
    向量处理机一般有如下两种结构：利用几个独立的内存模块来支持对相互独立的资料的并发访问，从而达到所要求的内存带宽，即存储器—存储器结构；构造一个具有所要求带宽的高速中间内存，并能实现该高速中间内存与主存储器之间的快速资料交换，即寄存器—寄存器结构。
    向量处理机系统结构的设计目标包括：较好地维持向量/标量性能平衡；具有规模可扩展性、换代可扩展性、问题可扩展性；增加内存系统的容量和性能；提供高性能的I/O和易访问的网络。
    提高向量处理机性能的常用技术主要有：链接技术、向量循环或分段开采技术、向量递归技术和稀疏矩阵的处理技术。
    在学习向量处理机时，要与前一章的标量处理机进行比较。向量处理机与标量处理机的本质区别在于：在向量处理机中，一定要具有向量数据表示和向量指令系统，即通过一条向量指令就能够处理完成一个向量，例如，能够传送一个向量，能够完成一个向量运算，一个寄存器能够存放一个向量（或一个长向量的一部分）等。至于向量处理机的实现技术，可以采用象标量处理机中的流水线方式，可以是单条流水线，也可以有多条流水线同时工作等。

【难重点】

1. 向量处理机的两种结构：存储器—存储器结构和寄存器—寄存器结构。

2. 提高向量处理机的常用技术：链接技术、向量循环或分段开采技术、向量递归技术和稀疏矩阵的处理技术。

3. 向量处理机的性能评价。

【本章知识点（用知识树表示）】
　　