計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)期末考試_第1頁
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)期末考試_第2頁
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)期末考試_第3頁
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)期末考試_第4頁
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)期末考試_第5頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、1.計(jì)算機(jī)系列化的優(yōu)點(diǎn)不包括( C )A.有利于計(jì)算機(jī)的升級(jí)換代B.便于組成多機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)C.同一系列內(nèi)的軟件一定是向下兼容的D.在使用共同系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)上解決程序的兼容性2.計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)與組成不包括( A )A.操作系統(tǒng)B.硬聯(lián)邏輯C.微程序控制D.所有硬件和固件的功能3.在流水線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,取指令、執(zhí)行等操作是( D )A.順序 B.轉(zhuǎn)移C.中斷 D.重疊6.替換算法要解決的問題是( C )A.用戶的虛頁如何與主存的實(shí)頁對(duì)應(yīng)B.如何用主存的實(shí)頁號(hào)替代多用戶的虛頁號(hào)C.當(dāng)頁面失效,選擇主存中哪個(gè)頁作為被替換的頁D.新用戶要進(jìn)入主存,選擇哪個(gè)用戶作為被替換的用戶8.在尾數(shù)下溢處理方法中,平均誤

2、差最大的是( B )A.舍入法B.截?cái)喾–.恒置“1”法D.ROM查表法1.計(jì)算機(jī)使用的語言是(B )。A) 專屬軟件范疇,與計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)無關(guān)B) 分屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個(gè)層次C) 屬于用以建立一個(gè)用戶的應(yīng)用環(huán)境D) 屬于符號(hào)化的機(jī)器指令3.多處理機(jī)上兩個(gè)程序段之間若有先寫后讀的數(shù)據(jù)相關(guān),則(B )。A) 可以并行執(zhí)行                B) 不可能并行C) 任何情況均可交換串行     

3、;   D) 必須并行執(zhí)行4.多處理機(jī)的各自獨(dú)立型操作系統(tǒng)(D )。A) 要求管理程序不必是可再入的  B) 適合于緊耦合多處理機(jī) C) 工作負(fù)荷較平衡 D) 有較高的可靠性5.輸入輸出系統(tǒng)硬件的功能對(duì)(B )是透明的。A) 操作系統(tǒng)程序員              B) 應(yīng)用程序員C) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員           

4、D) 機(jī)器語言程序設(shè)計(jì)員6.“啟動(dòng)I/O”指令是主要的輸入輸出指令,是屬于( B)。A) 目態(tài)指令                    B) 管態(tài)指令C) 目態(tài)、管態(tài)都能用的指令      D) 編譯程序只能用的指令7.全相聯(lián)地址映象是指( A)。A) 任何虛頁都可裝入主存中任何實(shí)頁的位置B) 一個(gè)虛頁只裝進(jìn)固定的主存實(shí)頁位置C) 組之間是固定的,而組內(nèi)任

5、何虛頁可以裝入任何實(shí)頁位置D) 組間可任意裝入,組內(nèi)是固定裝入8.(C )屬于MIMD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。A) 各處理單元同時(shí)受同一個(gè)控制單元的管理B) 各處理單元同時(shí)接受同一個(gè)控制單元送來的指令C) 松耦合多處理機(jī)和多計(jì)算機(jī)D) 陣列處理機(jī) 10.若輸入流水線的指令既無局部性相關(guān),也不存在全局性相關(guān),則(A )。A) 可獲得高的吞吐率和效率     B) 流水線的效率和吞吐率惡化C) 出現(xiàn)瓶頸              &#

6、160;    D) 可靠性提高1、從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行程序的角度看,并行性等級(jí)由低到高分為( )、( )、( )和( )四級(jí)。A、任務(wù)或進(jìn)程之間 B、指令內(nèi)部 C、作業(yè)或程序之間 D、指令之間 2、從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中處理數(shù)據(jù)的并行性看,并行性等級(jí)從低到高分為(B )、(D )、(A )和(C )。A、位并字串 B、全并行 C、位串字串 D、位串字并3、存儲(chǔ)器操作并行的典型例子是(C ),處理機(jī)操作步驟并行的典型例子是(A ),處理機(jī)操作并行的典型例子是(D ),指令、任務(wù)、作業(yè)并行的典型例子是(B )。A、陣列處理機(jī) B、并行存儲(chǔ)器系統(tǒng)和相聯(lián)處理機(jī) C、流水線處理機(jī) D

7、、多處理機(jī)4、開發(fā)并行的途徑有(D ),資源重復(fù)和資源共享。A、多計(jì)算機(jī)系統(tǒng) B、多道分時(shí) C、分布式處理系統(tǒng) D、時(shí)間重疊5、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)多級(jí)層次中,從下層到上層,各級(jí)相對(duì)順序正確的應(yīng)當(dāng)是(B )。A、匯編語言機(jī)器級(jí),操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí),高級(jí)語言機(jī)器級(jí)B、微程序機(jī)器級(jí),傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級(jí),匯編語言機(jī)器級(jí)C、傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級(jí),高級(jí)語言機(jī)器級(jí),匯編語言機(jī)器級(jí)D、匯編語言機(jī)器級(jí),應(yīng)用語言機(jī)器級(jí),高級(jí)語言機(jī)器級(jí)6、對(duì)系統(tǒng)程序員不透明的應(yīng)當(dāng)是(D )A、CACHE存儲(chǔ)器 B、系列機(jī)各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度 C、指令緩沖寄存器 D、虛擬存儲(chǔ)器7、對(duì)機(jī)器語言程序員透明的是( B)A、中斷字 B、主存地址寄存器

8、C、通用寄存器 D、條件碼8、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不包括(A )A、主存速度 B、機(jī)器工作狀態(tài) C、信息保護(hù) D、數(shù)據(jù)表示9、對(duì)匯編語言程序員透明的是(A )A、I/O方式中的DMA訪問 B、浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示 C、訪問方式保護(hù) D、程序性中斷10、屬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)考慮的是(C )A、主存采用MOS還是TTL B、主存采用多體交叉還是單體 C、主存容量和編址方式 D、主存頻寬的確定11、從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上講,機(jī)器語言程序員所看到的機(jī)器屬性是(C )A、計(jì)算機(jī)軟件所要完成的功能 B、計(jì)算機(jī)硬件的全部組成 C、編程要用到的硬件組織 D、計(jì)算機(jī)各部件的硬件實(shí)現(xiàn)。12、計(jì)算機(jī)組成設(shè)計(jì)不考慮(B )A、專用部件設(shè)置

9、 B、功能部件的集成度 C、控制機(jī)構(gòu)的組成 D、緩沖技術(shù)13、在多用戶機(jī)器上,應(yīng)用程序員不能使用的指令是(C )A、“執(zhí)行”指令 B、“訪管”指令 C、“啟動(dòng)I/O”指令 D“測(cè)試與置定”指令14、以下說法中,不正確的是(B )。軟硬件功能是等效的,提高硬件功能的比例會(huì)A、提高解題速度 B、提高硬件利用率 C、提高硬件成本 D、減少所需存儲(chǔ)器用量15、下列說法中不正確的是( D)A、軟件設(shè)計(jì)費(fèi)用比軟件重復(fù)生產(chǎn)費(fèi)用高B、硬件功能只需實(shí)現(xiàn)一次,而軟件功能可能要多次重復(fù)實(shí)現(xiàn)C、硬件的生產(chǎn)費(fèi)用比軟件的生產(chǎn)費(fèi)用高D、硬件的設(shè)計(jì)費(fèi)用比軟件的設(shè)計(jì)費(fèi)用低16、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,比較好的方法是(D )。A、從

10、上向下設(shè)計(jì) B、從下向上設(shè)計(jì) C、從兩頭向中間設(shè)計(jì) D、從中間開始向上、向下設(shè)計(jì)17、推出系列機(jī)的新機(jī)器,不能更改的是(A )。A、原有指令的尋址方式和操作碼 B、系統(tǒng)總線的組成 C、數(shù)據(jù)通路寬度 D、存儲(chǔ)芯片的集成度18、不同系列的機(jī)器之間,實(shí)現(xiàn)軟件移植的途徑不包括(B )。A、用統(tǒng)一的高級(jí)語言 B、用統(tǒng)一的匯編語言 C、模擬 D、仿真19、在操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí),一般用(V )程序( )作業(yè)控制語句。A、匯編程序,翻譯 B、匯編程序,解釋 C、機(jī)器語言,解釋 D、機(jī)器語言,翻譯20、高級(jí)語言程序經(jīng)( A)的( )成匯編語言程序。A、編譯程序,翻譯 B、匯編程序,翻譯 C、匯編程序,解釋 D、編譯

11、程序,解釋21、傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級(jí),是用( C)來( )機(jī)器指令。A、硬件,翻譯 B、編譯程序,翻譯 C、微指令程序,解釋 D、微指令程序,翻譯22、匯編語言程序經(jīng)(B )的( )成機(jī)器語言程序。A、編譯程序,翻譯 B、匯編程序,翻譯 C、匯編程序,解釋 D、編譯程序,解釋23、微指令由( B)直接執(zhí)行。A、微指令程序 B、硬件 C、匯編程序 D、編譯程序24、系列機(jī)軟件必須保證(D ),一般應(yīng)做到(A )A、向上兼容 B、向下兼容 C、向前兼容 D、向后兼容25、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中,機(jī)器被定義為(A )的集合體A、能存儲(chǔ)和執(zhí)行相應(yīng)語言程序的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)B、硬件和微程序(固件) C、軟

12、件和固件D、軟件和硬件26、優(yōu)化性能價(jià)格比指(B )或(C )。A、在盡量提高性能前提下盡量降低價(jià)格B、在某種價(jià)格情況下盡量提高性能C、在滿足性能前提下盡量降低價(jià)格D、在盡量降低價(jià)格情況下盡量提高性能27、目前,M0由(D )實(shí)現(xiàn),M1用( )實(shí)現(xiàn),M2至M5大多用( )實(shí)現(xiàn)。A、軟件,固件,硬件 B、固件,軟件,硬件 C、硬件,軟件,固件 D、硬件,固件,軟件28、系列機(jī)中( A)的性能價(jià)格比通常比(BC )的要高。A、中檔機(jī) B、低檔機(jī) C、高檔機(jī) D、A和B29、(A )著眼于機(jī)器級(jí)內(nèi)各事件的排序方式,(C )著眼于對(duì)傳統(tǒng)機(jī)器級(jí)界面的確定,(A )著眼于機(jī)器內(nèi)部各部件的功能,(B )著眼

13、于微程序設(shè)計(jì)。A、計(jì)算機(jī)組成 B、計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) C、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) D、A和B30、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也稱(C ),指的是(F )的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。A、計(jì)算機(jī)組成 B、計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) C、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) D、A和B E、微程序機(jī)器級(jí) F、傳統(tǒng)機(jī)器級(jí) G、匯編語言機(jī)器級(jí) H、操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí)31、用微程序直接解釋另一種機(jī)器指令系統(tǒng)的方法稱為( ),用機(jī)器語言解釋實(shí)現(xiàn)軟件移植的方法稱為( )。虛擬機(jī)是指( ),目標(biāo)機(jī)是指( )。A、模擬 B、仿真 C、被模擬的機(jī)器 D、被仿真的機(jī)器32、同時(shí)性指兩個(gè)或多個(gè)事件在( )發(fā)生,并發(fā)性指兩個(gè)或多個(gè)事件在( )發(fā)生。A、同一時(shí)間間隔 B、同一時(shí)刻 C、不同時(shí)刻 D、不同時(shí)間

14、間隔33、除了分布處理、MPP和機(jī)群系統(tǒng)外,并行處理計(jì)算機(jī)按其基本結(jié)構(gòu)特征可分為流水線計(jì)算機(jī),陣列處理機(jī),多處理機(jī)和( )四種不同的結(jié)構(gòu)。A、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) B、控制流計(jì)算機(jī) C、機(jī)群系統(tǒng) D、數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)34、費(fèi)林分類發(fā)能反映出大多數(shù)計(jì)算機(jī)的并行工作方式或結(jié)構(gòu)特點(diǎn),但只能對(duì)( )機(jī)器分類,不能對(duì)( )機(jī)器分類,而且對(duì)( )的分類不確切。A、數(shù)據(jù)流 B、控制流 C、陣列處理機(jī) D、流水線處理機(jī)35、費(fèi)林按指令流和數(shù)據(jù)流的多倍性把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分類,這里的多倍性指( )。A、系統(tǒng)瓶頸部件上處于同一執(zhí)行階段的指令流是數(shù)據(jù)流的多少倍。B、系統(tǒng)瓶頸部件上處于同一執(zhí)行階段的數(shù)據(jù)流是指令流的多少倍。C、系統(tǒng)瓶頸部

15、件上處于同一執(zhí)行階段的指令或數(shù)據(jù)的最大可能個(gè)數(shù)。D、A和B36、1TFLOPS計(jì)算機(jī)能力,1TBYTE/S的I/O帶寬和( )稱為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的3T性能目標(biāo)。A、1TBYTE硬盤容量 B、1TBYTE軟盤容量 C、1TBYTE主存容量D、A和B37、向上兼容指的是( ),向下兼容指的是( ),向前兼容指的是( ),向后兼容指的是( )。A、某個(gè)時(shí)期投入市場(chǎng)的該型號(hào)機(jī)器上編制的軟件能不加修改地運(yùn)行于在它之前投入市場(chǎng)的機(jī)器上。B、某檔機(jī)器編制的軟件能不加修改地運(yùn)行于比它低檔的機(jī)器上。C、某個(gè)時(shí)期投入市場(chǎng)的該型號(hào)機(jī)器上編制的軟件能不加修改地運(yùn)行于在它之后投入市場(chǎng)的機(jī)器上。D、某檔機(jī)器編制的軟件能不加修

16、改地運(yùn)行于比它高檔的機(jī)器上。38、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)按照由高到低的順序分別為( )。A、高級(jí)語言機(jī)器級(jí),匯編語言機(jī)器級(jí),傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級(jí),微程序機(jī)器級(jí)B、高級(jí)語言機(jī)器級(jí),應(yīng)用語言機(jī)器級(jí),匯編語言機(jī)器級(jí),微程序機(jī)器級(jí)C、應(yīng)用語言機(jī)器級(jí),傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級(jí),匯編語言機(jī)器級(jí),操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí)D、應(yīng)用語言機(jī)器級(jí),操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí),微程序機(jī)器級(jí),傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級(jí)1、BDAC 2、CADB 3、BCAD 4、D 5、B 6、D 7、B 8、A 9、A 10、C11、C 12、B 13、C 14、B 15、D 16、D 17、A 18、B 19、C 20、A21、C 22、B 23、B 24、DA 25、

17、A 26、BC 27、D 28、A,BC 29、ACAB 30、CF31、BACD 32、BA 33、D 34、BAD 35、C 36、C 37、DBAC 38、A1.()目前市面上的個(gè)人電腦的升級(jí)換代主要選用的技術(shù)是微處理機(jī)技術(shù)。2.(×)微程序級(jí)以上的所有機(jī)器都稱為是虛擬機(jī)。3.(×)內(nèi)特性至少包括寄存器的構(gòu)成定義和指令系統(tǒng)的定義。4.()在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)是最關(guān)鍵的。5.()目前絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都采用存儲(chǔ)器映射的I/O。6.(×)仿真采用純軟件解釋執(zhí)行方法實(shí)現(xiàn)某一個(gè)功能。7.(×)Flynn分類法可以對(duì)所有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分類。8

18、.()所謂確定指令格式主要是選擇指令字中的操作碼和地址數(shù)。9.(×)虛擬存儲(chǔ)器的空間大小取決于計(jì)算機(jī)的外存大小。10.(×)LOCAL BUS總線支持UNIX操作系統(tǒng)。填空:1按照Flynn分類法,根據(jù)指令流和數(shù)據(jù)流的不同組織方式,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以分為SISD(單指令流單數(shù)據(jù)流)、 SIMD(單指令流多數(shù)據(jù)流)、MISD(多指令流單數(shù)據(jù)流)和 MIM(多指令流多數(shù)據(jù)流)。2從不同的角度,我們可以把流水線分成不同的類別。如果根據(jù)流水線各功能段是否有反饋信號(hào)來劃分,可以分為 線性流水線 和 非線性流水線 ;多功能流水線可以分為兩種,即根據(jù)它在同一時(shí)間內(nèi)是否能連成多種方式,可

19、以分為靜態(tài)流水線 和 動(dòng)態(tài)流水線 。3.多處理機(jī)程序并行性既存在于_指令_內(nèi)部,也存在于_指令_外部。4.根據(jù)存儲(chǔ)映象算法的不同,虛擬存儲(chǔ)器主要有_段式_、_頁式_和_段頁式_三種映象方式。5.I/O系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了3個(gè)階段,對(duì)應(yīng)于3 種工作方式,即 程序控制I/O 、 直接存儲(chǔ)器訪問DMA 、_ I/O處理器方式_。6.開發(fā)并行性的途徑有_時(shí)間重疊_、 資源重疊 和_資源共享_等。7.流水技術(shù)按處理的級(jí)別分為_部件級(jí)_、_處理機(jī)級(jí)_和 系統(tǒng)級(jí)_。8RISC思想的精華是 減少指令平均執(zhí)行周期數(shù) 。我們通常用 時(shí)空?qǐng)D 來描述流水線的工作過程。9為了滿足向量計(jì)算機(jī)中運(yùn)算器帶寬的要求,通常有兩種存儲(chǔ)

20、器系統(tǒng)結(jié)構(gòu),它們是 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 和 寄存器一寄存器結(jié)構(gòu)。10.依據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)令牌不同,可將數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)分為_靜態(tài)_和 動(dòng)態(tài)_兩種。11.一般的說,虛擬機(jī)器不一定全部由_軟件_實(shí)現(xiàn),有些操作也可用_固件或硬件_實(shí)現(xiàn)。12.在虛擬存儲(chǔ)器中有三種地址空間,一種是應(yīng)用程序員用來編寫程序的地址空間,稱為 虛擬地址空間 ,第二種是 主存儲(chǔ)器 的地址空間,第三種是輔存地址空間,也就是磁盤存儲(chǔ)器的地址空間。它們對(duì)應(yīng)的三種地址分別是 虛擬地址(或者虛存地址) 、 主存儲(chǔ)地址 和輔存地址。13在CISC中,各種指令的使用頻度相差懸殊,大致有以下的結(jié)果。大約有 20% (比例)的指令使用頻度較高,占據(jù)了 8

21、0% (比例)的處理機(jī)時(shí)間。14.計(jì)算機(jī)組成指的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 邏輯實(shí)現(xiàn)_,計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)指的是計(jì)算機(jī)組成的_物理實(shí)現(xiàn)_。15.指令由 操作碼_和 地址碼_兩部分組成。5.總線按用法可分為_專用_和 非專用 兩種。 16.就流水線計(jì)算機(jī)而言,主要是通過 時(shí)間重疊 ,讓多個(gè)部件在時(shí)間上交錯(cuò)重疊地并行執(zhí)運(yùn)算和處理,以實(shí)現(xiàn)_時(shí)間上的并行_。17.主存空間數(shù)相關(guān)是指 相鄰兩條指令 之間出現(xiàn)對(duì)主存同一單元要求_先寫后讀_的關(guān)聯(lián)。18.為提高流水線的_最大_吞吐率,首先要找出_瓶頸_,然后設(shè)法消除它。1、從(使用語言的)角度可以將系統(tǒng)看成是按(功能)劃分的多個(gè)機(jī)器級(jí)組成的層次結(jié)構(gòu)。 2、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的層次

22、結(jié)構(gòu)由高到低分別為(應(yīng)用語言機(jī)器級(jí),高級(jí)語言機(jī)器級(jí),匯編語言機(jī)器級(jí),操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí),傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級(jí),微程序機(jī)器級(jí))。 3、應(yīng)用程序語言經(jīng)( 應(yīng)用程序包 )的(翻譯 )成高級(jí)語言程序。 4、高級(jí)語言程序經(jīng)(編譯程序)的(翻譯)成匯編語言程序。 5、匯編語言程序經(jīng)(匯編程序)的(翻譯)成機(jī)器語言程序。6、在操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí),一般用機(jī)器語言程序(解釋)作業(yè)控制語句。 7、傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級(jí),是用(微指令程序)來(解釋)機(jī)器指令。 8、微指令由(硬件)直接執(zhí)行。 9、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的層次結(jié)構(gòu)中,機(jī)器被定義為(能存儲(chǔ)和執(zhí)行相應(yīng)語言程序的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))的集合體。 10、目前M0由(硬件)實(shí)現(xiàn),M1用

23、(微程序(固件)實(shí)現(xiàn),M2到M5大多用(軟件)實(shí)現(xiàn)。以(軟件)為主實(shí)現(xiàn)的機(jī)器成為虛擬機(jī)。(虛擬機(jī))不一定全用軟件實(shí)現(xiàn),有些操作也可用(固件或硬件)實(shí)現(xiàn)。11、透明指的是(客觀存在的事物或?qū)傩詮哪硞€(gè)角度看不到),它帶來的好處是(簡(jiǎn)化某級(jí)的設(shè)計(jì)),帶來的不利是(無法控制)。 12、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也稱(計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)),指的是(傳統(tǒng)機(jī)器級(jí)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu))。它是(軟件和硬件/固件)的交界面,是機(jī)器語言匯編語言程序設(shè)計(jì)者或編譯程序設(shè)計(jì)者看到的(機(jī)器物理系統(tǒng))的抽象。 13、計(jì)算機(jī)組成指的是(計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)),包括(機(jī)器級(jí)內(nèi)的數(shù)據(jù)流和控制流)的組成及邏輯設(shè)計(jì)等。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)指的是(計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)

24、), 它著眼于(器件)技術(shù)和(微組裝)技術(shù)。 14、確定指令系統(tǒng)中是否要設(shè)乘法指令屬于(計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)),乘法指令是用專門的高速乘法器實(shí)現(xiàn)還是用加法器實(shí)現(xiàn)屬于(計(jì)算機(jī)組成),乘法器和加法-移位器的物理實(shí)現(xiàn)屬于(計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn))。 15、主存容量與編址方式的確定屬于(計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)),主存是否采用多體交叉屬于(計(jì)算機(jī)組成),主存器件的選定屬于(計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn))。16、設(shè)計(jì)何種系列機(jī)屬于(計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)),系列機(jī)內(nèi)不同型號(hào)計(jì)算機(jī)的組織屬于(計(jì)算機(jī)組成)。 17、是否采用通道方式輸入輸出的確定屬于(計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)),通道采用結(jié)合型還是獨(dú)立型屬于(計(jì)算機(jī)組成)。 18、對(duì)PDP-11或VAX-11來說,單總線

25、結(jié)構(gòu)屬于(計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)),其機(jī)器級(jí)的I/O連接和使用方式屬于(計(jì)算機(jī)組成)。 19、由于計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)關(guān)系密切,有人稱它們?yōu)椋ㄓ?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)),即計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的(邏輯實(shí)現(xiàn))和(物理實(shí)現(xiàn))。 20、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可有(由上而下)、(由下而上)和(由中間開始)三種不同的設(shè)計(jì)思路。 21、“由中間開始”設(shè)計(jì)的“中間”是指(層次結(jié)構(gòu)中的軟硬交界面),目前多數(shù)是在(傳統(tǒng)機(jī)器級(jí))與(操作系統(tǒng)級(jí))之間。22、除了分布處理,MPP和機(jī)群系統(tǒng)外,并行處理計(jì)算機(jī)按其基本結(jié)構(gòu)特征可分為(流水線計(jì)算機(jī))、(陣列處理機(jī))、(多處理機(jī))、(數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī))四種不同的結(jié)構(gòu)。23、費(fèi)林按指令流和數(shù)據(jù)流的多倍性把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分

26、類,這里的多倍性指(系統(tǒng)瓶頸部件上處于同一執(zhí)行階段的指令或數(shù)據(jù)的最大可能個(gè)數(shù))。24、費(fèi)林分類法能反映出大多數(shù)計(jì)算機(jī)的并行工作方式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),但只能對(duì)(控制流)機(jī)器分類,不能對(duì)(數(shù)據(jù)流)機(jī)器分類,而且對(duì)(流水線處理機(jī))的分類不確切。25、我們把(著眼于軟、硬件功能分配和確定程序設(shè)計(jì)所看到的機(jī)器級(jí)界面的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu))稱為從程序設(shè)計(jì)者看的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),而把(著眼于如何更好、更合理地實(shí)現(xiàn)分配給硬件的功能的計(jì)算機(jī)組成)稱為從計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)者看的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠結(jié)構(gòu)。26、仿真是指(用微程序直接解釋另一種機(jī)器指令系統(tǒng)),進(jìn)行仿真的機(jī)器稱為(宿主機(jī)),被仿真的機(jī)器稱為(目標(biāo)機(jī))。27、軟件的可移植性指的是(

27、軟件不修改或只經(jīng)少量修改就可由一臺(tái)機(jī)器搬到另一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行,同一軟件可應(yīng)用于不同的環(huán)境),實(shí)現(xiàn)軟件移植的基本技術(shù)有(統(tǒng)一高級(jí)語言,采用系列機(jī),模擬與仿真)。28、軟件兼容有(向上兼容)和(向下兼容)之分,又有(向前兼容)和(向后兼容)之分。系列機(jī)軟件必須保證(向后兼容),力爭(zhēng)(向上兼容)。29、系列機(jī)內(nèi)各檔機(jī)器的軟件兼容指的是(機(jī)器語言程序和編譯程序不加修改地通用于各檔機(jī)器,有相同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu))。30、計(jì)算機(jī)性能是(硬件),(軟件),(可靠性),(可用性)等多種指標(biāo)的綜合。31、非用戶片指(其功能由器件廠生產(chǎn)時(shí)定死,器件的用戶只能用,不能改變器件內(nèi)部功能),現(xiàn)場(chǎng)片指(用戶可根據(jù)需要改變器件內(nèi)部功

28、能),用戶片指(專門按用戶要求生產(chǎn)的高集成度VLSI器件)。32、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展有兩個(gè)趨勢(shì):一是(維持價(jià)格提高性能,向小型機(jī)靠攏),另一是(維持性能降低價(jià)格,發(fā)展更低檔的計(jì)算機(jī))。33、各種應(yīng)用對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出廣泛的要求,其中(程序可移植性),(高性價(jià)比),(高可靠性)和(便于維護(hù))等都是共同要求。34、模擬指(用機(jī)器語言解釋實(shí)現(xiàn)軟件移植),進(jìn)行模擬的機(jī)器稱為(宿主機(jī)),被模擬的機(jī)器稱為(虛擬機(jī))。35、從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)看,各型計(jì)算機(jī)性能隨時(shí)間下移,其實(shí)就是(在低檔機(jī)上引用甚至照搬高檔機(jī)的結(jié)構(gòu)和組成)。36、確定軟、硬件功能分配的基本原則是(在現(xiàn)有硬件條件下,系統(tǒng)要有高的性價(jià)比),(應(yīng)避免過多

29、或不合理地限制各種組成、實(shí)現(xiàn)技術(shù)的采用和發(fā)展)和(不僅要利用組成技術(shù)的成果,發(fā)揮器件技術(shù)的進(jìn)展,應(yīng)把如何為編譯和操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)以及為高級(jí)語言程序的設(shè)計(jì)提供更多更好的支持放在首位)。37、(器件)尤其是(微電子)的迅速發(fā)展是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)迅速改進(jìn)的關(guān)鍵,是重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。38、作業(yè)或程序之間的并行關(guān)鍵在于(并行算法),任務(wù)或進(jìn)程之間的并行主要涉及(任務(wù)分解和同步),指令之間的并行主要應(yīng)(處理好指令間的相互關(guān)聯(lián)),指令內(nèi)部主要取決于(硬件和組成的設(shè)計(jì))。39、同時(shí)性指兩個(gè)或多個(gè)事件在(同一時(shí)刻)發(fā)生,并發(fā)性指兩個(gè)或多個(gè)事件在(同一時(shí)間間隔)發(fā)生。40、在同一器件技術(shù)水平上,進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能

30、的有效途徑是(開發(fā)并行性)。41、從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行程序的角度看,并行性等級(jí)由低到高分為(指令內(nèi)部),(指令之間),(任務(wù)或進(jìn)程之間)和(作業(yè)或程序之間)四級(jí)。42、從計(jì)算機(jī)信息加工的步驟和階段的并行性看,并行性等級(jí)可分為(存儲(chǔ)器操作并行),(處理機(jī)操作步驟并行),(處理機(jī)操作并行)和(作業(yè)或程序之間)。43、時(shí)間重疊是指(在并行概念中引入時(shí)間因素,讓多個(gè)處理過程在時(shí)間上相互錯(cuò)開,輪流重疊地使用同一套硬件設(shè)備的各個(gè)部分,加快硬件周轉(zhuǎn)來贏得速度),其最典型的例子是(指令內(nèi)各操作步驟采用重疊流水),時(shí)間重疊基本上(不必重復(fù)增加硬設(shè)備)就可以提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能價(jià)格比。44、存儲(chǔ)器操作并行,處理機(jī)操作

31、步驟并行,處理機(jī)操作并行和指令、任務(wù)、作業(yè)并行的典型例子分別是(并行存儲(chǔ)器系統(tǒng)和相聯(lián)處理機(jī)),(流水線處理機(jī)),(陣列處理機(jī))和(多處理機(jī))。45、資源共享指(用軟件方法讓多個(gè)用戶按一定時(shí)間順序輪流使用同一套資源來提高其利用率,提高系統(tǒng)性能),其最典型的例子是(多道程序分時(shí)系統(tǒng)),資源共享不僅是(硬件資源的共享),而且是(軟件信息資源的共享)。46、費(fèi)林按指令流和數(shù)據(jù)流的多倍性把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分成(單指令單數(shù)據(jù)流SISD),(單指令多數(shù)據(jù)流SIMD),(多指令單數(shù)據(jù)流MISD)和(多指令多數(shù)據(jù)流MIMD)四大類。傳統(tǒng)的單處理機(jī)屬于(SISD),陣列處理機(jī)和相聯(lián)處理機(jī)屬于(SIMD),處理機(jī)間的宏流

32、水屬于(MISD),緊密耦合和松散耦合多處理機(jī)屬于(MIMD)。47、庫克按指令流和執(zhí)行流及其多倍性將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分成(單指令單執(zhí)行流SISE),(單指令多執(zhí)行流SIME),(多指令單執(zhí)行流MISE)和(多指令多執(zhí)行流MIME)四類。單處理機(jī)屬于(SISE),帶多操作部件的處理機(jī)屬于(SIME),帶指令級(jí)多道程序的單處理機(jī)屬于(MISE),多處理機(jī)系統(tǒng)屬于(MIME)。48、一般用耦合度反映(多機(jī)系統(tǒng)中各機(jī)間物理連接的緊密度和交叉作用能力的強(qiáng)弱),它分為(最低耦合),(松散耦合),和(緊密耦合)。49、馮澤云提出用(數(shù)據(jù)處理的并行度)來定量地描述各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)特征,把計(jì)算機(jī)分成(字串位串WSBS

33、),(字串位并WSBP),(字并位串WPBS)和(字并位并WPBP)四類。50、資源重復(fù)指(在并行概念中引入空間因素,通過重復(fù)設(shè)置硬件資源來提高可靠性或性能),其最典型的例子是(雙工系統(tǒng)),資源重復(fù)不僅可(提高可靠性),而且可以進(jìn)一步(用多計(jì)算機(jī)或機(jī)群系統(tǒng)來提高系統(tǒng)的速度性能)。51、并行性的開發(fā)和并行處理技術(shù)的研究實(shí)際上是(硬件),(軟件),(語言),(算法)和(性能評(píng)價(jià)研究)的綜合。52、開發(fā)并行性的途徑有(時(shí)間重疊),(資源重復(fù))和(資源共享)。53、開發(fā)并行性是為了并行處理,并行性包括有(同時(shí))性和并發(fā)性二重含義。54、沿時(shí)間重疊技術(shù)途徑發(fā)展的異構(gòu)型多處理機(jī)系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)代表是(流水線

34、)處理機(jī)。55、操作級(jí)并行的陣列機(jī),按指令流、數(shù)據(jù)流及其多倍性劃分屬(SIMD)類型的計(jì)算機(jī)。56、沿資源重復(fù)技術(shù)途徑發(fā)展的同構(gòu)型多處理機(jī)系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)代表是(并行(陣列)處理機(jī)。57、陣列機(jī)開發(fā)并行性的途徑是(資源重復(fù)),是利用并行性中的(同時(shí))性 1互連網(wǎng)絡(luò):互連網(wǎng)絡(luò)是一種由開關(guān)元件按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),用來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部多個(gè)處理機(jī)或多個(gè)功能部件之間的小相互連接。 2Amdahl定律:系統(tǒng)中某一部件由于采用某種更快的執(zhí)行方式后整個(gè)系統(tǒng)性能的提高與這種執(zhí)行方式的使用頻率或占總執(zhí)行時(shí)間的比例有關(guān)。 3分布存儲(chǔ)多處理機(jī):是一種SIMD計(jì)算機(jī),它包含重復(fù)設(shè)置的多個(gè)同樣的處理單

35、元,通過數(shù)據(jù)尋徑網(wǎng)絡(luò)以一定方式互相連結(jié)。每個(gè)處理單元有各自的本地存儲(chǔ)器。 4Cache存儲(chǔ)器:Cache是位于主存儲(chǔ)器與處理器之間的高速緩沖存儲(chǔ)器,它用來解決主存儲(chǔ)器與處理器之間速度相差太大的問題。 5系列機(jī):指在一個(gè)廠家內(nèi)生產(chǎn)的具有相同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),但具有不同組成和實(shí)現(xiàn)的一系列不同型號(hào)的機(jī)器。 6. 透明性:指一種本來存在的事物或?qū)傩裕瑥哪撤N角度看似乎不存在的現(xiàn)象。 7. LRU算法:即近期最少使用算法,它選擇近期最少訪問的頁面作為被替換的頁面。 8RISC:精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī),這種系統(tǒng)中,盡量簡(jiǎn)化指令功能,只保留那些功能簡(jiǎn)單,能在一個(gè)節(jié)拍內(nèi)執(zhí)行完成指令,較復(fù)雜的功能用一段子程序來實(shí)現(xiàn)。 9超

36、標(biāo)量處理機(jī):通常把一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)能夠同時(shí)發(fā)射多條指令的處理機(jī)稱為超標(biāo)量處理機(jī)。10流水線的鏈接技術(shù):指一條指令的結(jié)果寄存器可能成為后繼指令的操作數(shù)寄存器的技術(shù)。1.從計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序的角度出發(fā),并行性可分為哪四個(gè)等級(jí)。(1)指令內(nèi)部并(2)指令間并行(3)任務(wù)級(jí)或過程級(jí)并行(4)作業(yè)或程序級(jí)并行2.總線的集中式控制方式有哪些?比較它們的硬件復(fù)雜度。(1)串行鏈接方式(2)定時(shí)查詢方式(3)獨(dú)立請(qǐng)求方式串行鏈接方式的硬件復(fù)雜度最簡(jiǎn)單,其次是定時(shí)查詢方式,獨(dú)立請(qǐng)求方式的硬件復(fù)雜度最大。3.什么是總線的數(shù)據(jù)寬度和數(shù)據(jù)通路寬度?數(shù)據(jù)寬度是I/O設(shè)備取得I/O總線后所傳輸數(shù)據(jù)的總量,數(shù)據(jù)通路寬度是數(shù)據(jù)總線

37、的物理寬度,即一個(gè)時(shí)鐘周期所傳送的信息量。21.簡(jiǎn)述哈夫曼壓縮概念的基本思想。(1) 當(dāng)各種事件發(fā)生的概率不均等時(shí),采用優(yōu)化技術(shù)對(duì)發(fā)生概率最高的事件用最短的位數(shù)(時(shí)間)來表示(處理)。(3分)(2) 面對(duì)出現(xiàn)概率較低的,允許用較長(zhǎng)的位數(shù)(時(shí)間)來表示(處理),就會(huì)導(dǎo)致表示(處理)的平均位數(shù)(時(shí)間)的縮短。(3分) 22.RISC存在不足表現(xiàn)在哪些方面?(1) 由于指令少,使原在CISI上由單一指令完成的某些復(fù)雜功能現(xiàn)在要用多條RISC指令才能完成,加重了匯編語言程序設(shè)計(jì)的負(fù)擔(dān),增加了機(jī)器語言程序的長(zhǎng)度,占用存儲(chǔ)空間多,加大了指令的信息流量。(3分)(2) 對(duì)浮點(diǎn)運(yùn)算執(zhí)行和虛擬存儲(chǔ)器的支持雖有很

38、大加強(qiáng),但仍顯得不足。(2分)(3) RISC機(jī)器的編譯程序比CISI的難寫。(2分)23.簡(jiǎn)述SIMD系統(tǒng)的互連網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。(1) 結(jié)構(gòu)不要過分復(fù)雜,以降低成本;(1.5分)(2) 互連要靈活,以滿足算法和應(yīng)用的需要;(1.5分)(3) 處理單元間信息交換所需傳送步數(shù)要盡可能少,以提高速度性能;(1.5分)(4) 能用規(guī)模單一的基本構(gòu)件組合而成,或者經(jīng)多次通過或者經(jīng)多級(jí)連接來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的互連,使模塊性能好,以便于用VLSI實(shí)現(xiàn)并滿足系統(tǒng)的可擴(kuò)充性。(1.5分)1、軟件和硬件在什么意義上是等效的?在什么意義上是不等效的? 邏輯上等效,性能、價(jià)格、實(shí)現(xiàn)難易程度上不一樣。 2、為什么將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

39、看成是多級(jí)機(jī)器構(gòu)成的層次結(jié)構(gòu)?可以調(diào)整軟、硬件比例;可以用真正的實(shí)處理機(jī)代替虛擬機(jī)器;可以在1臺(tái)宿主機(jī)上仿真另一臺(tái)。3、說明翻譯和解釋的區(qū)別和聯(lián)系.區(qū)別:翻譯是整個(gè)程序轉(zhuǎn)換,解釋是低級(jí)機(jī)器的一串語句仿真高級(jí)機(jī)器的一條語句。 聯(lián)系:都是高級(jí)機(jī)器程序在低級(jí)機(jī)器上執(zhí)行的必須步驟。4、就目前的通用機(jī)來說計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的屬性主要包括那些?數(shù)據(jù)表示、尋址方式、寄存器組織、指令系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)組織、中斷系統(tǒng)、管態(tài)目態(tài)定義與轉(zhuǎn)換、 IO結(jié)構(gòu)、保護(hù)方式和機(jī)構(gòu)。5、試以實(shí)例簡(jiǎn)要說明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)組成,與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的相互關(guān)系與影響.結(jié)構(gòu)相同,可用不同的組成。如系列機(jī)中不同型號(hào)的機(jī)器結(jié)構(gòu)相同,但高檔機(jī)往往采用重

40、疊流水等技術(shù)。 組成相同,實(shí)現(xiàn)可不同。如主存可用雙極型,也可用MOS型等。 結(jié)構(gòu)不同組成不同,組成的進(jìn)步會(huì)促進(jìn)結(jié)構(gòu)的進(jìn)步,如微程序控制。 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用和可能采用的組成。組成上面決定于結(jié)構(gòu),下面受限于實(shí)現(xiàn)。 組成與實(shí)現(xiàn)的權(quán)衡取決于性價(jià)比等;結(jié)構(gòu)、組成、實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容不同時(shí)期會(huì)不同。6、簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)用軟件實(shí)現(xiàn)和用硬件實(shí)現(xiàn)各自優(yōu)缺點(diǎn)硬件優(yōu)點(diǎn):速度快,節(jié)省存儲(chǔ)時(shí)間;缺點(diǎn):成本高,利用率低,降低靈活性、適用性。 軟件優(yōu)點(diǎn):成本低,提高靈活性、適用性;缺點(diǎn):速度慢,增加存儲(chǔ)時(shí)間、軟件設(shè)計(jì)費(fèi)。7、試述由上往下設(shè)計(jì)思路,由下往上設(shè)計(jì)思路和他們所存在的問題由上往下:先考慮應(yīng)用要求,再逐級(jí)往下考慮怎樣實(shí)

41、現(xiàn)。適用于專業(yè)機(jī) 由下往上:根據(jù)已有器件,逐級(jí)往上。六七十年代通用機(jī)設(shè)計(jì)思路。 以上方法存在的問題是軟、硬件脫節(jié)。8、試述由中間開始的設(shè)計(jì)思路及其優(yōu)點(diǎn)既考慮應(yīng)用也考慮現(xiàn)有器件,由軟硬件分界面向兩端設(shè)計(jì)。 優(yōu)點(diǎn):并行設(shè)計(jì),縮短周期。 9、問什么要進(jìn)行軟件移植?軟件的相對(duì)成本越來越高,應(yīng)重新分配軟、硬件功能。但: 成熟軟件不能放棄;已有軟件修改困難;重新設(shè)計(jì)軟件經(jīng)濟(jì)上不劃算。 10、簡(jiǎn)述采用統(tǒng)一高級(jí)語言方法,適用場(chǎng)合,存在問題和應(yīng)采取的策略.定義:是指為所有程序員使用的完全通用的高級(jí)語言。 適用場(chǎng)合:軟件移植方便。 存在問題:目前語言的語法、語義結(jié)構(gòu)不同;人們的看法不同;同一語言在不同機(jī)器上不通用

42、;程序員的習(xí)慣 應(yīng)采取的策略:可一定范圍內(nèi)統(tǒng)一匯編語言,結(jié)構(gòu)相同機(jī)器間搞系列機(jī)。11、簡(jiǎn)述采用系列機(jī)方法,適用場(chǎng)合,好處,存在問題和應(yīng)采取的策略.定義:根據(jù)軟硬件界面的系列結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)軟件和不同檔次的系列機(jī)器。 適用場(chǎng)合:同一系列內(nèi)軟件兼容 好處:呼應(yīng)“中間開始”設(shè)計(jì)思路;緩解軟件要求穩(wěn)定環(huán)境和硬件發(fā)展迅速的矛盾。 存在問題:軟件兼容有時(shí)會(huì)阻礙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革。 策略:堅(jiān)持這一方法,但到一定時(shí)候要發(fā)展新系列,還可采用模擬仿真。12、簡(jiǎn)述采用模擬與仿真方法,適用場(chǎng)合,好處,存在問題和應(yīng)采取的策略.模擬 定義:用機(jī)器語言解釋另一指令系統(tǒng) 適用場(chǎng)合:運(yùn)行時(shí)間短,使用次數(shù)少,時(shí)間上無限制。 好處:可在不同

43、系統(tǒng)間移植。 存在問題:結(jié)構(gòu)差異大時(shí),運(yùn)行速度下降,實(shí)時(shí)性差。 策略:與仿真結(jié)合 仿真 定義:用微程序解釋令一指令系統(tǒng) 適用場(chǎng)合:結(jié)構(gòu)差別不大的系統(tǒng) 好處:運(yùn)行速度快 存在問題:結(jié)構(gòu)差別大時(shí),很難仿真。 策略:與模擬結(jié)合,發(fā)展異種機(jī)連網(wǎng)。13、模擬與仿真區(qū)別是什么?模擬:機(jī)器語言解釋,在主存中;仿真:微程序解釋,在控制存儲(chǔ)器中。14、器件的發(fā)展如何改變邏輯設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)方法?一是由邏輯化簡(jiǎn)轉(zhuǎn)為采用組成技術(shù)規(guī)模生產(chǎn),規(guī)模集成,并盡量采用通用器件 二是由全硬設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)為微匯編、微高級(jí)語言、CAD等軟硬結(jié)合和自動(dòng)設(shè)計(jì)。15、為什么說器件的發(fā)展是推動(dòng)結(jié)構(gòu)和組成前進(jìn)的關(guān)鍵因素?器件集成度提高,促使機(jī)器主頻、速度

44、提高;可靠性提高,促使采用流水技術(shù); 高速、廉價(jià)的半導(dǎo)體促使CACHE和虛擬內(nèi)存的實(shí)現(xiàn);現(xiàn)場(chǎng)型PMOS促使微程序技術(shù)的應(yīng)用; 性價(jià)比提高使新的組成下移到中小型機(jī)上16、除了分布處理,MPP和機(jī)群系統(tǒng)以外,并行處理計(jì)算機(jī)按其基本結(jié)構(gòu)特征可分為那幾種不同的結(jié)構(gòu)?例舉他們要解決的主要問題流水線處理機(jī):多個(gè)部件時(shí)間上并行執(zhí)行。擁塞控制,沖突防止,流水線調(diào)度。 陣列處理機(jī):空間上并行。處理單元靈活,規(guī)律的互連模式和互連網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的分布算法。 多處理機(jī):時(shí)間和空間上的異步并行。多CPU間互連,進(jìn)程間的同步和通訊,多CPU間調(diào)度。 數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī):數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)令牌在指令間傳遞。硬件組織和結(jié)構(gòu),高效

45、數(shù)據(jù)流語言。17、簡(jiǎn)單說明多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和多處理機(jī)系統(tǒng)的區(qū)別都屬于多機(jī)系統(tǒng),區(qū)別: 多處理機(jī)是多臺(tái)處理機(jī)組成的單機(jī)系統(tǒng),多計(jì)算機(jī)是多臺(tái)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)。 多處理機(jī)中各處理機(jī)邏輯上受統(tǒng)一的OS控制,多計(jì)算機(jī)的OS邏輯上獨(dú)立。 多處理機(jī)間以單一數(shù)據(jù)、向量、數(shù)組、文件交互作用,多計(jì)算機(jī)經(jīng)通道或通信線路以數(shù)據(jù)流形式進(jìn)行。 多處理機(jī)作業(yè)、任務(wù)、指令、數(shù)據(jù)各級(jí)并行,多計(jì)算機(jī)多個(gè)作業(yè)并行。18、簡(jiǎn)述幾種耦合度的特征最低:無物理連接,如脫機(jī)系統(tǒng)。 松散:通信線路互連,適于分布處理 緊密:總線或數(shù)據(jù)開關(guān)互聯(lián),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、任務(wù)、作業(yè)級(jí)并行。 19、軟件移植的途徑,各受什么限制? 統(tǒng)一高級(jí)語言:只能相對(duì)統(tǒng)一 系列機(jī):只能在

46、結(jié)構(gòu)相同或相近的機(jī)器間移植 模擬:機(jī)器語言差別大時(shí),速度慢 仿真:靈活性和效率差,機(jī)器差異大時(shí)仿真困難。 20、并行處理數(shù)據(jù)的四個(gè)等級(jí),給出簡(jiǎn)單解釋,各舉一例 位串字串:無并行性,如位串行計(jì)算機(jī)。 位并字串:一個(gè)字的所有位并行,如簡(jiǎn)單并行的單處理機(jī)。 位片串字并:多個(gè)字的同一位并行,如相連處理機(jī)。 全并行:同時(shí)處理多個(gè)字的多個(gè)位,如全并行陣列機(jī)。 21、設(shè)計(jì)乘法指令時(shí),結(jié)構(gòu)、組成、實(shí)現(xiàn)各考慮什么? 結(jié)構(gòu):是否設(shè)計(jì)乘法 組成:是否配置高速乘法器 實(shí)現(xiàn):考慮器件集成度類型數(shù)量及微組裝技術(shù)。課后習(xí)題第一章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念1.有一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可按功能分成4級(jí),每級(jí)的指令互不相同,每一級(jí)的指令都

47、比其下一級(jí)的指令在效能上強(qiáng)M倍,即第i級(jí)的一條指令能完成第i-1級(jí)的M條指令的計(jì)算量。現(xiàn)若需第i級(jí)的N條指令解釋第i+1級(jí)的一條指令,而有一段第1級(jí)的程序需要運(yùn)行Ks,問在第2、3和4級(jí)上一段等效程序各需要運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間?答:第2級(jí)上等效程序需運(yùn)行:(N/M)*Ks。第3級(jí)上等效程序需運(yùn)行:(N/M)*(N/M)*Ks。第4級(jí)上等效程序需運(yùn)行:(N/M)*(N/M)*(N/M)*Ks。note:由題意可知:第i級(jí)的一條指令能完成第i-1級(jí)的M條指令的計(jì)算量。而現(xiàn)在第i級(jí)有N條指令解釋第i+1級(jí)的一條指令,那么,我們就可以用N/M來表示N/M表示第i+1級(jí)需(N/M)條指令來完成第i級(jí)的計(jì)算量。所

48、以,當(dāng)有一段第1級(jí)的程序需要運(yùn)行Ks時(shí),在第2級(jí)就需要(N/M)Ks,以此類推2.硬件和軟件在什么意義上是等效的?在什么意義上又是不等效的?試舉例說明。答:軟件和硬件在邏輯功能上是等效的,原理上,軟件的功能可用硬件或固件完成,硬件的功能也可用軟件模擬完成。但是實(shí)現(xiàn)的性能價(jià)格比,實(shí)現(xiàn)的難易程序不同。在DOS操作系統(tǒng)時(shí)代,漢字系統(tǒng)是一個(gè)重要問題,早期的漢字系統(tǒng)的字庫和處理程序都固化在漢卡(硬件)上,而隨著CPU、硬盤、內(nèi)存技術(shù)的不斷發(fā)展,UCDOS把漢字系統(tǒng)的所有組成部份做成一個(gè)軟件。3.試以實(shí)例說明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)之間的相互關(guān)系與影響。答:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成、計(jì)算機(jī)

49、實(shí)現(xiàn)互不相同,但又相互影響。(1)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同,但可采用不同的組成。如IBM370系列有115、125、135、158、168等由低檔到高檔的多種型號(hào)機(jī)器。從匯編語言、機(jī)器語言程序設(shè)計(jì)者看到的概念性結(jié)構(gòu)相同,均是由中央處理機(jī)/主存,通道、設(shè)備控制器,外設(shè)4級(jí)構(gòu)成。其中,中央處理機(jī)都有相同的機(jī)器指令和匯編指令系統(tǒng),只是指令的分析、執(zhí)行在低檔機(jī)上采用順序進(jìn)行,在高檔機(jī)上采用重疊、流水或其它并行處理方式。(2)相同的組成可有多種不同的實(shí)現(xiàn)。如主存器件可用雙極型的,也可用MOS型的;可用VLSI單片,也可用多片小規(guī)模集成電路組搭。(3)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同,會(huì)使采用的組成技術(shù)不同,反之組成也會(huì)

50、影響結(jié)構(gòu)。如為實(shí)現(xiàn)A:=B+CD:=E*F,可采用面向寄存器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),也可采用面向主存的三地址尋址方式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。要提高運(yùn)行速度,可讓相加與相乘并行,為此這兩種結(jié)構(gòu)在組成上都要求設(shè)置獨(dú)立的加法器和乘法器。但對(duì)面向寄存器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還要求寄存器能同時(shí)被訪問,而對(duì)面向主存的三地址尋址方式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并無此要求,倒是要求能同時(shí)形成多個(gè)訪存操作數(shù)地址和能同時(shí)訪存。又如微程序控制是組成影響結(jié)構(gòu)的典型。通過改變控制存儲(chǔ)器中的微程序,就可改變系統(tǒng)的機(jī)器指令,改變結(jié)構(gòu)。如果沒有組成技術(shù)的進(jìn)步,結(jié)構(gòu)的進(jìn)展是不可能的。綜上所述,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須結(jié)合應(yīng)用考慮,為軟件和算法的實(shí)現(xiàn)提供更多更好的支持,同時(shí)要考慮可能采用

51、和準(zhǔn)備采用的組成技術(shù)。應(yīng)避免過多地或不合理地限制各種組成、實(shí)現(xiàn)技術(shù)的采用和發(fā)展,盡量做到既能方便地在低檔機(jī)上用簡(jiǎn)單便宜的組成實(shí)現(xiàn),又能在高檔機(jī)上用復(fù)雜較貴的組成實(shí)現(xiàn),這樣,結(jié)構(gòu)才有生命力;組成設(shè)計(jì)上面決定于結(jié)構(gòu),下面受限于實(shí)現(xiàn)技術(shù)。然而,它可與實(shí)現(xiàn)折衷權(quán)衡。例如,為達(dá)到速度要求,可用簡(jiǎn)單的組成但卻是復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)技術(shù),也可用復(fù)雜的組成但卻是一般速度的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。前者要求高性能的器件,后者可能造成組成設(shè)計(jì)復(fù)雜化和更多地采用專用芯片。組成和實(shí)現(xiàn)的權(quán)衡取決于性能價(jià)格比等因素;結(jié)構(gòu)、組成和實(shí)現(xiàn)所包含的具體內(nèi)容隨不同時(shí)期及不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會(huì)有差異。軟件的硬化和硬件的軟件都反映了這一事實(shí)。VLSI的發(fā)展更使結(jié)構(gòu)

52、組成和實(shí)現(xiàn)融為一體,難以分開。4.什么是透明性概念?對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),下列哪些是透明的?哪些是不透明的?存儲(chǔ)器的模m交叉存取;浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示;I/O系統(tǒng)是采用通道方式還是外圍處理機(jī)方式;數(shù)據(jù)總線寬度;字符行運(yùn)算指令;陣列運(yùn)算部件;通道是采用結(jié)合型還是獨(dú)立型;PDP-11系列的單總線結(jié)構(gòu);訪問方式保護(hù);程序性中斷;串行、重疊還是流水控制方式;堆棧指令;存儲(chǔ)器最小編址單位;Cache存儲(chǔ)器。答:透明指的是客觀存在的事物或?qū)傩詮哪硞€(gè)角度看不到。透明的有:存儲(chǔ)器的模m交叉存取;數(shù)據(jù)總線寬度;陣列運(yùn)算部件;通道是采用結(jié)合型還是獨(dú)立型;PDP-11系列的單總線結(jié)構(gòu)串行、重疊還是流水控制方式;Cache存儲(chǔ)器

53、。不透明的有:浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示;I/O系統(tǒng)是采用通道方式還是外圍處理機(jī)方式;字符行運(yùn)算指令;訪問方式保護(hù);程序性中斷;堆棧指令;存儲(chǔ)器最小編址單位。5.從機(jī)器(匯編)語言程序員看,以下哪些是透明的?指令地址寄存器;指令緩沖器;時(shí)標(biāo)發(fā)生器;條件寄存器;乘法器;主存地址寄存器;磁盤外設(shè);先行進(jìn)位鏈;移位器;通用寄存器;中斷字寄存器。答:透明的有:指令緩沖器、時(shí)標(biāo)發(fā)生器、乘法器、先進(jìn)先出鏈、移位器、主存地址寄存器。6.下列哪些對(duì)系統(tǒng)程序員是透明的?哪些對(duì)應(yīng)用程序員是透明的?系列機(jī)各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度;虛擬存儲(chǔ)器;Cache存儲(chǔ)器;程序狀態(tài)字;“啟動(dòng)I/O”指令;“執(zhí)行”指令;指令緩沖寄存器。答:對(duì)系統(tǒng)

54、程序員透明的有:系列機(jī)各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度;Cache存儲(chǔ)器;指令緩沖寄存器;對(duì)應(yīng)用程序員透明的有:系列機(jī)各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度;Cache存儲(chǔ)器;指令緩沖寄存器;虛擬存儲(chǔ)器;程序狀態(tài)字;“啟動(dòng)I/O”指令。note:系列機(jī)各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度、Cache存貯器、指令緩沖寄存器屬于計(jì)算機(jī)組成,對(duì)系統(tǒng)和程序員和應(yīng)用程序員都是透明的。虛擬存貯器、程序狀態(tài)字、“啟動(dòng)I/O”指令,對(duì)系統(tǒng)程序員是不透明的,而對(duì)應(yīng)用程序員卻是透明的。“執(zhí)行”指令則對(duì)系統(tǒng)程序員和應(yīng)用程序員都是不透明的。7.想在系列機(jī)中發(fā)展一種新型號(hào)機(jī)器,你認(rèn)為下列哪些設(shè)想是可以考慮的,哪些則不行的?為什么?新增加字符數(shù)據(jù)類型和若干條字

55、符處理指令,以支持事務(wù)處理程序的編譯。(2)為增強(qiáng)中斷處理功能,將中斷分級(jí)由原來的4級(jí)增加到5級(jí),并重新調(diào)整中斷響應(yīng)的優(yōu)先次序。(3)在CPU和主存之間增設(shè)Cache存儲(chǔ)器,以克服因主存訪問速率過低而造成的系統(tǒng)性能瓶頸。(4)為解決計(jì)算誤差較大,將機(jī)器中浮點(diǎn)數(shù)的下溢處理方法由原來的恒置“1”法,改為用ROM存取下溢處理結(jié)果的查表舍入法。(5)為增加尋址靈活性和減少平均指令字長(zhǎng),將原等長(zhǎng)操作碼指令改為有3類不同碼長(zhǎng)的擴(kuò)展操作碼;將源操作數(shù)尋址方式由操作碼指明改成如VAX-11那種設(shè)尋址方式位字段指明。(6)將CPU與主存間的數(shù)據(jù)通路寬度由16位擴(kuò)展成32位,以加快主機(jī)內(nèi)部信息的傳送。(7)為減少公用總路線的使用沖突,將單總線改為雙總線。(8)把原0號(hào)通用寄存器改作堆棧指示器。答:可以考慮的有:1,3,4,6,7。不可以考慮的有:2,5,8。原則是看改進(jìn)后能否保持軟件的可移植性。P.S.為了能使

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