【学习笔记：计算机体系结构】Chapter1：量化设计与分析基础

五种计算机：

• 个人移动设备（PMD）
• 桌面计算（Desktop）
• 服务器（Server）
• 集群/仓库级计算机（Cluster/WSC）
• 嵌入式计算机（Embedded computer）

并行方式：

• 数据级并行（DLP）：可以同时操作许多数据项
• 任务级并行（TLP）：创建一些能够单独处理但是大量采用并行方式执行的工作任务

开发应用并行的方式：

• 指令级并行（ILP）
• 向量体系结构和图形处理器（GPU）
• 线程级并行（TLP）
• 请求级并行（RLP）

根据多处理器最受约束组件中的指令流以及数据流的并行，将计算机分成：

• 单指令流、单数据流（SISD）
• 单指令流、多数据流（SIMD）
• 多指令流、单数据流（MISD）
• 多指令流、多数据流（MIMD）

SPECRatio：将基准计算机上的执行时间除以待评价计算机上的执行时间，得到的与性能成正比的比值。

可信任度

SLA：服务等级协议
SLO：服务等级目标
系统在服务实现（提供了指定服务）、服务中断（所提供服务与SLA不一致）两种服务状态之间切换，两种状态之间的转换油故障或恢复导致。
MTTF：平均无故障时间，倒数为故障率
MTTR：平均修复时间
MTBF：平均故障间隔时间，MTTF+MTTR
$模块可用性=\frac{MTTF}{(MTTF+MTTR)}$

Amdahl 定律

$$加速比=\frac{整个任务在采用该升级时的性能}{整个任务在未采用该升级时的性能}=\frac{整个任务在未采用该升级时的执行时间}{整个任务在采用该升级时的执行时间}$$
加速比取决于：

1. 原计算机计算时间中可升级部分所占的比例（升级比例，小于等于1）
2. 通过升级执行模式得到的改进（在位整个程序使用这一执行模式时，任务的运行速度会提高多少倍），等于原模式的执行时间除以升级模式的执行时间（升级加速比，大于1）

$$新执行时间=原执行时间\times ((1-升级比例)+\frac{升级比例}{升级加速比}）$$
$$总加速比=\frac{原执行时间}{新执行时间}=\frac{1}{(1-升级比例)+\frac{升级比例}{升级加速比}}$$

处理器性能公式

$$CPU时间=程序的CPU时间周期数\times 时钟周期时间=\frac{程序的CPU时间周期数}{时间频率}$$
$$CPI=\frac{程序的CPU时钟周期数}{指令数}$$
$$\Rightarrow CPU时间=指令数\times CPI\times 时钟周期时间$$

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IC：指令数or指令路径长度 IPC：每时钟周期指令数（CPI的倒数） ISA：指令集体系结构