《计算机组织与结构：性能设计》是计算机科学领域的一门重要课程，主要研究计算机硬件的构造、工作原理以及如何优化其性能。这门课程由知名计算机科学家William Stalling撰写，并在东南大学信息学院进行讲授，由金石教授制作成PPT形式的课件供学生学习。下面将对这一领域的关键知识点进行详细的阐述。
1. 计算机系统的基本组成：
计算机系统主要包括处理器（CPU）、内存、输入/输出设备和存储系统。理解它们的功能和相互作用对于分析和设计高性能计算机至关重要。
2. CPU（中央处理器）：
CPU是计算机的核心，负责执行指令和控制整个系统的运行。其内部结构包括控制单元、算术逻辑单元（ALU）和寄存器。理解指令集架构（ISA）和微架构的区别是优化性能的关键。
3. 内存层次结构：
为了平衡速度与容量，计算机使用了内存层次结构，包括寄存器、高速缓存（L1、L2、L3）、主内存和硬盘。缓存的命中率和访问时间直接影响性能，而现代处理器的预取技术则试图预测并提前加载数据。
4. 指令流水线：
通过将指令执行分解为多个阶段，指令流水线可以同时处理多条指令，提高CPU效率。理解流水线的深度、分支预测和数据冲突对性能的影响是性能设计的重点。
5. 并行计算：
随着多核和多处理器系统的普及，理解并行计算原理和并行编程模型（如OpenMP、MPI）变得至关重要。并行计算可以显著提升计算密集型任务的处理速度。
6. 性能度量：
使用性能指标如时钟周期、IPC（每周期指令数）、FLOPS（浮点运算每秒）等来评估和比较不同计算机系统的性能。理解这些指标的含义和计算方法对于性能优化至关重要。
7. 动态电压频率调整（DVFS）和功率管理：
针对能耗和散热问题，现代计算机采用动态电压频率调整技术，根据负载需求改变电压和频率，实现节能和性能之间的平衡。
8. 计算机存储体系：
存储器层次结构从高速缓存到磁盘，每层都有其特定的访问速度和容量。了解存储设备的工作原理，如SSD和HDD的差异，有助于优化数据存取性能。
9. 输入/输出（I/O）系统：
I/O设备如键盘、鼠标、显示器和网络接口卡等，其性能直接影响用户交互体验。I/O子系统的设计和优化，如DMA（直接内存访问）和中断处理，对于整体系统性能也非常重要。
10. 系统总线与通信协议：
系统总线负责传输数据和控制信号，如PCIe、USB、Ethernet等协议。理解这些通信协议的特性可以帮助设计高效的数据传输方案。
《计算机组织与结构：性能设计》课程涵盖了从底层硬件到系统软件的广泛知识，旨在培养能够理解和优化计算机系统性能的专业人才。通过深入学习，我们可以更好地理解计算机的工作原理，从而设计出更高效、更节能的计算机系统。
2025-01-08 20:12:43
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中国科学技术大学信息学院自动化系2021～2022 学年第 2 学期考试a试卷 ，答案解析均在，分享给对人工智能有兴趣的小伙伴或考研中科大同学作参考。
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在计算机视觉领域，人工智能越来越火爆。
资源包括两个文件：
1.人工智能与计算机视觉的pdf文件；
2.计算机视觉PPT
第一个文件是在校教学，拷贝老师教学的PPT，变成了PDF文件；
第二个是相关计算机课程的文件，
两个都是与计算机课程相关的资源，需要的可以自提。
2022-12-15 19:28:15
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2018年齐鲁工业大学信息学院871数据库系统考研仿真模拟五套题.pdf
2022-10-02 17:06:50
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