計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)試題及答案(非計(jì)算)

1、文檔僅作學(xué)習(xí)交流用，毋用做其他用途1一名詞解釋計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：傳統(tǒng)機(jī)器程序員所看到的計(jì)算機(jī)屬性，即概念性結(jié)構(gòu)與功能特性。在計(jì)算機(jī)技術(shù)中，把這種本來存在的事物或?qū)傩?，但從某種角度看又好像不存在的概念稱為透明性。系列機(jī)：由同一廠家生產(chǎn)的具有相同系統(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)的計(jì)算機(jī)。同構(gòu)型多處理機(jī)系統(tǒng)：由多個(gè)同類型或至少擔(dān)負(fù)同等功能的處理機(jī)組成，它們同時(shí)處理同一作業(yè)中能并行執(zhí)行的多個(gè)任務(wù)。堆棧型機(jī)器：CPU中存儲(chǔ)操作數(shù)的單元

2、是堆棧的機(jī)器。累加器型機(jī)器：CPU中存儲(chǔ)操作數(shù)的單元是累加器的機(jī)器。通用寄存器型機(jī)器：CPU中存儲(chǔ)操作數(shù)的單元是通用寄存器的機(jī)器。數(shù)據(jù)相關(guān)：考慮兩條指令i和j，i在j的前面，如果下述條件之一成立，則稱指令j與指令i數(shù)據(jù)相關(guān)：（1）指令j使用指令i產(chǎn)生的結(jié)果；（2）指令j與指令k數(shù)據(jù)相關(guān)，而指令k又與指令i數(shù)據(jù)相關(guān)。定向：用來解決寫后讀沖突的。在發(fā)生寫后讀相關(guān)的情況下，在計(jì)算結(jié)果尚未出來之前，后面等待使用該結(jié)果的指令并不見得是馬上就要用該

3、結(jié)果。如果能夠?qū)⒃撚?jì)算結(jié)果從其產(chǎn)生的地方直接送到其它指令需要它的地方，那么就可以避免停頓。向量處理機(jī)：指令級并行：簡稱ILP。是指指令之間存在的一種并行性，利用它，計(jì)算機(jī)可以并行執(zhí)行兩條或兩條以上的指令。指令的動(dòng)態(tài)調(diào)度：是指在保持?jǐn)?shù)據(jù)流和異常行為的情況下，通過硬件對指令執(zhí)行順序進(jìn)行重新安排，以提高流水線的利用率且減少停頓現(xiàn)象。是由硬件在程序?qū)嶋H運(yùn)行時(shí)實(shí)施的。指令的靜態(tài)調(diào)度：是指依靠編譯器對代碼進(jìn)行靜態(tài)調(diào)度，以減少相關(guān)和沖突。它不是在程序

4、執(zhí)行的過程中、而是在編譯期間進(jìn)行代碼調(diào)度和優(yōu)化的。失效率：CPU訪存時(shí)，在一級存儲(chǔ)器中找不到所需信息的概率。失效開銷：CPU向二級存儲(chǔ)器發(fā)出訪問請求到把這個(gè)數(shù)據(jù)調(diào)入一級存儲(chǔ)器所需的時(shí)間。強(qiáng)制性失效：當(dāng)?shù)谝淮卧L問一個(gè)塊時(shí)，該塊不在Cache中，需要從下一級存儲(chǔ)器中調(diào)入Cache，這就是強(qiáng)制性失效。容量失效：如果程序在執(zhí)行時(shí)，所需要的塊不能全部調(diào)入Cache中，則當(dāng)某些塊被替換后又重新被訪問，就會(huì)產(chǎn)生失效，這種失效就稱作容量失效。沖突失效：

5、在組相聯(lián)或直接映象Cache中，若太多的塊映象到同一組（塊）中，則會(huì)出現(xiàn)該組中某個(gè)塊被別的塊替換（即使別的組或塊有空閑位置），然后又被重新訪問的情況。RAID：廉價(jià)磁盤冗余陣列或獨(dú)立磁盤冗余陣列。通道：專門負(fù)責(zé)整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸入輸出工作的專用處理機(jī)，能執(zhí)行有限的一組輸入輸出指令。通道流量：指一個(gè)通道在數(shù)據(jù)傳送期間，單位時(shí)間內(nèi)能夠傳送的數(shù)據(jù)量?；ミB網(wǎng)絡(luò)：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)中結(jié)點(diǎn)之間的相

6、互連接。在拓?fù)渖?，互連網(wǎng)絡(luò)是輸入結(jié)點(diǎn)到輸出結(jié)點(diǎn)之間的一組互連或映象。分布式共享多處理機(jī)：它的共享存儲(chǔ)器分布在各臺(tái)處理機(jī)中，每臺(tái)處理機(jī)都文檔僅作學(xué)習(xí)交流用，毋用做其他用途3大小為12的（兩路組相連）Cache的失效率。20.相連度越高，（沖突）失效就越少：（強(qiáng)制性）失效不受Cache容量的影響，但（容量）失效卻隨著容量的增加而減少。（強(qiáng)制性失效和容量失效不受相連度的影響）21.在虛擬存儲(chǔ)器中，一般采用（全相連）地址映像方法和（LRU）更新

7、策略。22.設(shè)計(jì)IO系統(tǒng)的單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)()、()和()。23.輸入輸出系統(tǒng)包括（外部設(shè)備（IO設(shè)備，輔助存儲(chǔ)器））和（其與主機(jī)之間的控制部分）。24.通道分為（字節(jié)多路）通道、（選擇）通道和（數(shù)組多路）通道三種類型。三簡答題1.什么叫軟件兼容？軟件兼容有哪幾種其中哪一種是軟件兼容的根本特征？軟件兼容：一個(gè)軟件可以不經(jīng)修改或者只需少量修改就可以由一臺(tái)計(jì)算機(jī)移植到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。差別只是執(zhí)行時(shí)間的不同。向上（下）兼容：按某檔計(jì)算機(jī)編制的程序

8、，不加修改就能運(yùn)行于比它高（低）檔的計(jì)算機(jī)。向后（前）兼容：按某個(gè)時(shí)期投入市場的某種型號(hào)計(jì)算機(jī)編制的程序，不加修改地就能運(yùn)行于在它之后（前）投入市場的計(jì)算機(jī)。向后兼容是一定要保證的，它是系列機(jī)的根本特征。2.計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析中最常使用的三條基本原則是什么？并說出它們的含義。以經(jīng)常性事件為重點(diǎn)：對經(jīng)常發(fā)生的情況進(jìn)行優(yōu)化，使分配更多的資源，達(dá)到更高的性能或者分配更多的電能。Amdahl定律：加快某部件執(zhí)行速度所能獲得的系統(tǒng)性能加速比

9、，受限于該部件的執(zhí)行事件占系統(tǒng)中總執(zhí)行事件的百分比。程序的局部性原理：程序執(zhí)行時(shí)所訪問的存儲(chǔ)器地址分布不是隨機(jī)的，而是相對的簇聚。3.在進(jìn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，一個(gè)設(shè)計(jì)者應(yīng)該考慮哪些因素對設(shè)計(jì)的影響？在進(jìn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)該考慮到如下三個(gè)方面因素的影響：技術(shù)的發(fā)展趨勢；計(jì)算機(jī)使用的發(fā)展趨勢；計(jì)算機(jī)價(jià)格的發(fā)展趨勢。4.從執(zhí)行程序的角度看，并行等級從低到高可分為哪幾級？從執(zhí)行程序的角度來看，并行性等級從低到高可分為：（1）指令內(nèi)部并

10、行：單條指令中各微操作之間的并行；（2）指令級并行：并行執(zhí)行兩條或兩條以上的指令；（3）線程級并行：并行執(zhí)行兩個(gè)或兩個(gè)以上的線程，通常是以一個(gè)進(jìn)程內(nèi)派生的多個(gè)線程為調(diào)度單位；（4）任務(wù)級或過程級并行：并行執(zhí)行兩個(gè)或兩個(gè)以上的過程或任務(wù)（程序段），以子程序或進(jìn)程為調(diào)度單元；（5）作業(yè)或程序級并行：并行執(zhí)行兩個(gè)或兩個(gè)以上的作業(yè)或程序。5.從處理數(shù)據(jù)的角度，并行性等級從低到高可分為哪幾級？從處理數(shù)據(jù)的角度來看，并行性等級從低到高可分為：（1）