(完整word版)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)題(含答案)

1、B .編譯程序D .微指令程序B.系列機(jī)各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度D .虛擬存貯器B .主存地址寄存器D .條件碼B .機(jī)器工作狀態(tài)D .數(shù)據(jù)、單項(xiàng)選擇題1、直接執(zhí)行微指令的是 ( C )A 匯編程序C .硬件2、對(duì)系統(tǒng)程序員不透明的應(yīng)當(dāng)是 ( D )。A . Cache 存貯器 XC .指令緩沖寄存器3、對(duì)機(jī)器語(yǔ)言程序員透明的是 ( B )。A .中斷字C 通用寄存器4、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不包括 ( A ) 。A .主存速度C .信息保護(hù)5、從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上講，機(jī)器語(yǔ)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C 編程要用到的硬件組織B .計(jì)算機(jī)硬件的全部組成D .計(jì)算機(jī)各

2、部件的硬件實(shí)現(xiàn)6、計(jì)算機(jī)組成設(shè)計(jì)不考慮 ( B )。A .專用部件設(shè)置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)7、以下說法中，不正確的是。軟硬件功能是等效的，提高硬件功能的比例會(huì)： ( B )A .提高解題速度C 提高硬件成本B .提高硬件利用率D .減少所需要的存貯器用量8、在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，提高軟件功能實(shí)現(xiàn)的比例會(huì)( C)。A .提高解題速度B .減少需要的存貯容量C.提高系統(tǒng)的靈活性D 提高系統(tǒng)的性能價(jià)格比9、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

3、件的設(shè)計(jì)費(fèi)用比軟件的設(shè)計(jì)費(fèi)用低10、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，比較好的方法是A .從上向下設(shè)計(jì)( D) 。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)11、"從中間開始 "設(shè)計(jì)的 "中間 "目前多數(shù)是在 ( A)。A .傳統(tǒng)機(jī)器語(yǔ)言級(jí)與操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí)之間B. 傳統(tǒng)機(jī)器語(yǔ)言級(jí)與微程序機(jī)器級(jí)之間C. 微程序機(jī)器級(jí)與匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)之間D. 操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí)與匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)之間12、 系列機(jī)軟件應(yīng)做到 ( B)。A. 向前兼容，并向上兼容B. 向后兼容，力爭(zhēng)向上兼容C. 向前兼容，并向下兼容D. 向后兼容，力爭(zhēng)向下兼容13、 推出系列機(jī)的新機(jī)器，

4、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. 存貯芯片的集成度14、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)一的咼級(jí)語(yǔ)言C.模擬15、 利用時(shí)間重疊概念實(shí)現(xiàn)并行處理的是(A .流水處理機(jī)C.并行(陣列)處理機(jī)16、浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)基值rm = 8，尾數(shù)數(shù)值部分長(zhǎng)A . 0.5B. 0.25C.17、在尾數(shù)下溢處理方法中，平均誤差最大的是A .截?cái)喾˙.舍入法C.B.用統(tǒng)一的匯編語(yǔ)言D .仿真A )。B.多處理機(jī)D.相聯(lián)處理機(jī)6 位，可表示的規(guī)格化最小正尾數(shù)為 (0.125D . 1/64( A )。恒置 "l&q

5、uot; 法D. ROM 查表法C ）。18、浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)下溢處理時(shí)，最大誤差最大，但下溢處理不需要時(shí)間，平均誤差又趨于A .截?cái)喾˙ .舍入法C . ROM 查表法D .恒置 "l" 法19、 程序員編寫程序時(shí)使用的地址是( B)。20、計(jì)算機(jī)中優(yōu)化使用的操作碼編碼方法是( D)。(書上為擴(kuò)展編碼法)0 的方法是 ( D)。A .有效地址B .邏輯地址C .輔存實(shí)地址D .主存地址B ASCII 碼A 哈夫曼編碼C BCD 碼D 擴(kuò)展操作碼21 、外部設(shè)備打印機(jī)適合于連接到( B )。A .數(shù)組多路通道B .字節(jié)多路通道C .選擇通道D .任意一種通道22、虛擬存儲(chǔ)器常用的

6、地址映象方式是( A )A .全相聯(lián)B.段相聯(lián)C .組相聯(lián)D.直接23、 下列關(guān)于虛擬存貯器的說法，比較正確的應(yīng)當(dāng)是( D)。A .訪主存命中率隨頁(yè)面大小增大而提咼B .訪主存命中率隨主存容量增加而提咼C .更換替換算法能提高命中率D .在主存命中率低時(shí)，改用堆棧型替換算法，并增大主存容量，可提高命中率24、 最能確保提高虛擬存貯器訪主存的命中率的改進(jìn)途徑是( D)。A .增大輔存容量B .采用 FIFO 替換算法并增大頁(yè)面C .改用LRU替換算法并增大頁(yè)面D .改用 LRU 替換算法并增大頁(yè)面數(shù)25、 Cache存貯器常用的地址映象方式是( C )。A .全相聯(lián)映象B .頁(yè)表法映象C .組相

7、聯(lián)映象D .段頁(yè)表映象26、 與全相聯(lián)映象相比，組相聯(lián)映象的優(yōu)點(diǎn)是( A)。A .目錄表小B .塊沖突概率低C .命中率高D .主存利用率高27、下列說法正確的是 ( D )。A . Cache 容量一般不大，命中率不會(huì)很高B. Cache 芯片速度一般比 CPU 的速度慢數(shù)十倍C. Cache本身速度很快。但地址變換的速度很慢D . Cache存貯器查映象表和訪問物理Cache其間可以流水，使速度與CPU匹配28、 組相聯(lián)映象、LRU替換的Cache存貯器，不影響 Cache命中率的是( C )。 A .增加Cache中的塊數(shù)B .增大組的大小C .增大主存容量D .增大塊的大小29、塊沖突

8、概率最高的Cache地址映象方式是(C )。A .段相聯(lián)B .組相聯(lián) C .直接D .全相聯(lián)30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、指令間“一次重疊”說法有錯(cuò)的是 ( B)。A 僅“執(zhí)行k”與“分析k+1 ”重疊B “分析k”完成后立即開始“執(zhí)行 k”C.應(yīng)盡量使“分析 k+1 ”與“執(zhí)行k”時(shí)間相等D 只需要一套指令分析部件和執(zhí)行部件"一次重疊 "中消除 " 指令相關(guān) "最好的方法是 ( A )。A 不準(zhǔn)修改指令B 設(shè)相關(guān)專用通路C.推后分析下條指令D 推后執(zhí)行下條指令B 標(biāo)量流水機(jī) D 并行流水機(jī) ( C ) 。IBM

9、360/91 屬于 ( B)。A 向量流水機(jī)C.陣列流水機(jī)下列關(guān)于標(biāo)量流水機(jī)的說法不正確的是A 可對(duì)標(biāo)量數(shù)據(jù)進(jìn)行流水處理B 沒有向量數(shù)據(jù)表示C.不能對(duì)向量數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算D 可以對(duì)向量、數(shù)組進(jìn)行運(yùn)算 以下說法不正確的是 ( D)。A 線性流水線是單功能流水線B .動(dòng)態(tài)流水線是多功能流水線C.靜態(tài)流水線是多功能流水線D 動(dòng)態(tài)流水線只能是單功能流水線 靜態(tài)流水線是指 ( C) 。A 只有一種功能的流水線B 功能不能改變的流水線C 同時(shí)只能完成一種功能的多功能流水線D 可同時(shí)執(zhí)行多種功能的流水線 非線性流水線是指 ( B )。A 一次運(yùn)算中使用流水線中的多個(gè)功能段B .一次運(yùn)算中要多次使用流水線中的某些

10、功能段C 流水線中某些功能段在各次運(yùn)算中的作用不同D 流水線的各個(gè)功能段在各種運(yùn)算中有不同的組合列說法正確的是 ( B)。A " 一次重疊 "是一次解釋一條指令B "一次重疊 "是同時(shí)解釋相鄰兩條指令C .流水方式是同時(shí)只能解釋兩條指令D "一次重疊”是同時(shí)可解釋很多條指令 與流水線最大吞吐率高低有關(guān)的是 ( C)。A 各個(gè)子過程的時(shí)間B.最快子過程的時(shí)間C .取慢子過程的時(shí)間D.最后子過程的時(shí)間在流水機(jī)器中，全局性相關(guān)是指 (D)。A 先寫后讀相關(guān)B.先讀后寫相關(guān)C 指令相關(guān)D.由轉(zhuǎn)移指令引起的相關(guān)流水機(jī)器對(duì)全局性相關(guān)的處理不包括( D) 。

11、A 猜測(cè)法B提前形成條件碼C 加快短循環(huán)程序的執(zhí)行D設(shè)置相關(guān)專用通路CRAY 一 I 的流水線是 ( A)。A 多條單功能流水線B一條單功能流水線C 多條多功能流水線D一條多功能流水線42、IBM360/91對(duì)指令中斷的處理方法是 （ A ）。A .不精確斷點(diǎn)法B .精確斷點(diǎn)法C 指令復(fù)執(zhí)法D 對(duì)流水線重新調(diào)度 二、填空題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）、MISD單指令多數(shù)據(jù)流 SIMD和_多指令多數(shù)據(jù)流 MIMD。2、 Amdahl等人在1964年把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定義為：由程序設(shè)計(jì)者所看到的一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的屬性，即

12、概念性結(jié)構(gòu)和功能特性。3、 指令系統(tǒng)是軟件設(shè)計(jì)人員與硬件設(shè)計(jì)人員之間的一個(gè)主要分界面，也是他們之間互相溝通的一座橋梁。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的，它必須由軟件設(shè)計(jì)人員和硬件設(shè)計(jì)人員共同來完成。4、 實(shí)現(xiàn)程序移植的主要途徑有統(tǒng)一高級(jí)語(yǔ)言、系列機(jī)、模擬 和 仿真。5、 系列機(jī)軟件兼容必須做到向后兼容，盡可能爭(zhēng)取向上兼容。6、 開發(fā)并行性是為了并行處理，并行性又包括有同時(shí) 性和并發(fā)性二重含義。7、 浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)基值增大?？墒惯\(yùn)算中的精度損失減小可表示數(shù)的精度變低。8浮點(diǎn)數(shù)階碼位數(shù)影響數(shù)的可表示范圍 大小，尾數(shù)位數(shù)影響數(shù)的可表示精度大小。9、 設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)時(shí)，在功能方面的基本要

13、求是：指令系統(tǒng)的完整性、規(guī)整性、高效率和兼容性。10、 根據(jù)多臺(tái)外圍設(shè)備共享通道的不同情況，可將通道分為三種類型：字節(jié)多路通道、選擇通道和數(shù)組多路通道。11、輸入輸出設(shè)備的異步性、實(shí)時(shí)性、與 獨(dú)立 性三個(gè)特點(diǎn)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須具備的共同特性。12、 評(píng)價(jià)存貯器性能的基本要求是大容量、高速度 和低價(jià)格。13、 虛擬存貯器主要是為解決主存容量滿足不了要求發(fā)展出來的。14、 Cache存貯器是為解決主存速度滿足不了要求發(fā)展出來的。15、 虛擬存貯器是增加輔助軟硬 件。使主、輔存形成整體，速度接近于主存的。容量是輔存的。16、 Cache存貯器是增加輔助硬 件，使之速度接近于 Cache的，容量是

14、主 存的。17、 Cache存貯器對(duì)應(yīng)用程序員是透明的。對(duì)系統(tǒng)程序員是透明 的（填“透明”或“不透明”）18、 程序在時(shí)間上的局部性表現(xiàn)在，最近未來要用的信息可能就是現(xiàn)在正在使用的信息，這是因?yàn)槌绦蛑杏?環(huán)_。19、 程序在空間上的局部性主要是因?yàn)槌绦蛲ǔＪ潜?地存儲(chǔ)和執(zhí)行，數(shù)據(jù)通常是 旦地存貯。20、 虛擬存貯器按映象算法不同，存貯管理方式有段式、頁(yè)式 和 段頁(yè)式3種。21、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、主存地址 和輔

15、存地址。22、 段式虛擬存貯器是用段表來進(jìn)行地址映象和變換的。23、 段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器的內(nèi)部地址映象表機(jī)構(gòu)有快 表和 慢 表兩部分。24、 頁(yè)面替換是發(fā)生于頁(yè)面失效，同時(shí)又發(fā)生頁(yè)面爭(zhēng)用的時(shí)候。25、 評(píng)價(jià)虛擬存貯器所用替換算法的好壞，主要是看主存命丄率的高低，其次看算法是否易于實(shí)現(xiàn)，以及所需 的輔助軟硬件的多少。26、 Cache存貯器地址映象大多采用組相聯(lián)映象或全相聯(lián)映象，以利于實(shí)現(xiàn)。27、 Cache存貯器采用組相聯(lián)的映象規(guī)則是組間直接映象，組內(nèi)各塊間 全相聯(lián)映象。28、 Cache存貯器寫操作時(shí)，只寫入 Cache，僅當(dāng)需要塊替換時(shí)，才將其寫回主存。稱這種修改主存塊內(nèi)容的方法 為寫回法。

16、29、 在Cache存貯器中，CPU每次寫Cache的同時(shí)，也寫入主存，稱這種更新主存塊內(nèi)容的方法為寫直達(dá) 法。30、 Cache寫不命中時(shí)，只寫入主存儲(chǔ)器，并不將該字所在塊由主存調(diào)入Cache。稱此分配法為 _不按寫一分配法。31、 CPU寫Cache不命中時(shí)，除寫入主存外，同時(shí)還將含該字的主存塊調(diào)入Cache。稱此分配法為 按寫 分配法。32、 層次存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的目的是使有效存取時(shí)間接近于最內(nèi)層存儲(chǔ)器 的存取時(shí)間，使總體的平均每字成本接近 于最外層存儲(chǔ)器的每字成本，容量接近于最大存儲(chǔ)器的容量。相關(guān)專用通路法兩種基本方法。33、解決重疊和流水中的操作數(shù)相關(guān)，不外乎是推后法和設(shè)置34、 流水

17、有部件、處理機(jī)、系統(tǒng)等不同等級(jí)，多個(gè)處理機(jī)之間的流水屬系統(tǒng) 級(jí)流水，也稱 流水。35、 多功能流水線各功能段同時(shí)只能按某一種功能聯(lián)接的稱為靜 態(tài)流水線。36、 多功能流水線各功能段同時(shí)可按不同運(yùn)算或功能聯(lián)接工作，稱此流水線為動(dòng) 態(tài)流水線。37、 流水線消除速度瓶頸的方法有瓶頸過程再細(xì)分和瓶頸子過程多套并聯(lián)兩種。38、 向量處理機(jī)的結(jié)構(gòu)主要有存儲(chǔ)器-存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)和寄存器-寄存器結(jié)構(gòu) 兩種。39、先行控制（Look-ahead ）技術(shù)的關(guān)鍵是緩沖技術(shù)和預(yù)處理技術(shù)，以及這兩者的相結(jié)合。通過對(duì)指令流 和數(shù)據(jù)流的預(yù)處理和緩沖，能夠盡量使指令分析部件和 指令執(zhí)行部件獨(dú)立地工作，并始終處于忙碌狀態(tài)。三、判斷題

18、1、 系統(tǒng)是否設(shè)浮點(diǎn)運(yùn)算指令，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是透明的。（F ）2、 軟硬功能分配時(shí)，提高軟件功能的比例會(huì)提高系統(tǒng)靈活性，也會(huì)提高解題速度。（F ）3、 經(jīng)常用的基本單元功能，宜于用軟件實(shí)現(xiàn)，以降低實(shí)現(xiàn)費(fèi)用。（F ）4、 系列機(jī)應(yīng)用軟件應(yīng)做到向前兼容，力爭(zhēng)向下兼容。（F ）5、 系列機(jī)不再是方向，因?yàn)樗s束了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展。（F ）6、 系列機(jī)低檔低價(jià)格，但性能太低；高檔機(jī)高性能，但價(jià)格太高。因此，為獲得高性能價(jià)格比，應(yīng)盡可能購(gòu)置性能 價(jià)格比高的中檔機(jī)。（T ）7、 二進(jìn)制數(shù)表示數(shù)據(jù)信息較之二一十進(jìn)制數(shù)表示，其存貯空間利用率低，運(yùn)算速度要快。（F ）&浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)下溢處理采用舍入法

19、還是恒置"1"法，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是不透明的。（F ）9、 對(duì)概率不等的事件用Hufman編碼，其具體編碼不唯一，但平均碼長(zhǎng)肯定是唯一的，且是最短的。（T ）10、 多數(shù)I/O系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)面向操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)，考慮如何在操作系統(tǒng)與 I/O系統(tǒng)之間進(jìn)行合理的軟、硬件功能分配。（T ）11、 低速打印機(jī)，在總線上傳送數(shù)據(jù)時(shí)，其”數(shù)據(jù)寬度”宜用可變長(zhǎng)塊。（F ）12、 磁盤設(shè)備在數(shù)據(jù)傳送時(shí)，數(shù)據(jù)寬度宜采用單字或單宇節(jié)。（ F ）13、 對(duì)標(biāo)量數(shù)據(jù)來說，并行主存系統(tǒng)的實(shí)際頻寬采用多體單字方式的要比采用單體單字方式組成的高。（T ）14、 在存貯體系中，地址的映象與地址的變換沒有區(qū)別。（

20、 F ）15、 虛擬存貯器內(nèi)部地址映象方式的選擇，依據(jù)于是否有高的主存命中率，而不是高的實(shí)頁(yè)沖突概率。（ F ）16、 頁(yè)面失效請(qǐng)求可以在每條指令執(zhí)行到末尾時(shí)檢測(cè)，以便在此時(shí)看是否調(diào)頁(yè)。（F ）17、 Cache組相聯(lián)映象的塊沖突概率比直接映象的高。（ F ）18、 采用LRU替換的Cache存貯器，分配給程序的 Cache容量一定時(shí)，塊的大小增大，Cache的命中率將先上升，到一定時(shí)候又會(huì)逐漸降低。（ F ）19、 Cache存貯器等效訪問速度達(dá)不到接近于第一級(jí)Cache的，可以增加 Cache容量來解決。（T ）20、 指令的重疊解釋，既可加快程序的解釋，又能加快指令的解釋。（F）21、

21、要使線性流水線的實(shí)際吞吐率接近于理想的最大吞吐率，應(yīng)將子過程數(shù)分得越多越好。（ F ）22、 只要將子過程進(jìn)一步細(xì)分，就可以使流水線吞吐率進(jìn)一步提高。（F）23、流水機(jī)器處理中斷應(yīng)著眼于解決斷點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)如何保存和恢復(fù)，并不在于如何縮短斷流的時(shí)間，去追求流水的高吞 吐率和高效率。（ F ）（不確定）四、問答題1、實(shí)現(xiàn)軟件移植的途徑有哪些 ？各受什么限制？答：軟件移植的途徑主要有：統(tǒng)一高級(jí)語(yǔ)言，系列機(jī)，模擬與仿真。統(tǒng)一高級(jí)語(yǔ)言，由于只能實(shí)現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言軟件的移植，而目前高級(jí)語(yǔ)言種類繁多，無法完全統(tǒng)一成一種，只能相對(duì)統(tǒng) 一成少數(shù)幾種。系列機(jī)，由于系列內(nèi)各檔機(jī)器的結(jié)構(gòu)變化不能太大，至L定時(shí)候會(huì)阻礙系列發(fā)展，只

22、能實(shí)現(xiàn)在結(jié)構(gòu) 相同或相近的機(jī)器間的匯編語(yǔ)言應(yīng)用軟件的移植。模擬與仿真，模擬是用宿主機(jī)的機(jī)器指令解釋，機(jī)器語(yǔ)言差別大 時(shí)，速度慢；仿真是用宿主機(jī)的微程序解釋，當(dāng)機(jī)器差異大時(shí)，仿真困難，仿真的效率和靈活性差。2、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的Flynn（弗林）分類法是按什么來分類的 ？共分哪幾類？解釋其含義。 答：弗林分類法是按指令流、數(shù)據(jù)流及其多倍性分類的。共分四類。SISD-指令部件只對(duì)一條指令處理，只控制一個(gè)操作部件操作。如一般的串行單處理機(jī)。SIMD- 由單一指令部件同時(shí)控制多個(gè)重復(fù)設(shè)置的處理單元，執(zhí)行同一指令下不同數(shù)據(jù)的操作。如陣列處理機(jī)。MISD- 多個(gè)指令部件對(duì)同一數(shù)據(jù)的各個(gè)處理階段進(jìn)行操作。這種機(jī)器

23、很少見。MIMD- 多個(gè)獨(dú)立或相對(duì)獨(dú)立的處理機(jī)分別執(zhí)行各自的程序、作業(yè)或進(jìn)程。例如多處理機(jī)。3、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的定義是什么？它與計(jì)算機(jī)組成、計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)有什么區(qū)別和聯(lián)系？ 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)的的機(jī)器語(yǔ)言程序員或編譯程序編寫者所看到的外特性，即概念性結(jié)構(gòu)和功能特性。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟、硬件界面；計(jì)算機(jī)組成是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)；計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)是指計(jì)算機(jī)組成的 物理實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成和實(shí)現(xiàn)所包含的具體內(nèi)容是隨不同機(jī)器而變化的。4計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)人員需要完成哪些設(shè)計(jì)任務(wù)？1、確定用戶對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能、價(jià)格和性能的要求；2、軟硬件的平衡；3、設(shè)計(jì)出符合今后發(fā)展方向的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。5什么是 RISC

24、？什么是 CISC ？RISC 的主要特點(diǎn)是什么？RISC 是精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)， CISC 是復(fù)雜指令系統(tǒng)。RICS 的主要特點(diǎn)為：1. 大多數(shù)指令在單周期內(nèi)完成；2. 采用 LOAD/STORE 結(jié)構(gòu)；3. 硬布線控制邏輯；4. 減少指令和尋址方式的種類；5. 固定的指令格式；6. 注重譯碼的優(yōu)化。7. 面向寄存器結(jié)構(gòu)；8. 十分重視提高流水線的執(zhí)行效率；9. 重視優(yōu)化編譯技術(shù)。6什么是地址映象和地址變換，它們之間有什么關(guān)系？1、在 Cache 中，地址映象是指把主存地址空間映象到 Cache 地址空間；而地址變換則是指當(dāng)程序已經(jīng)裝入到 Cache后，在實(shí)際運(yùn)行過程中，把主存地址如何變換成Cac

25、he地址；2、在虛擬存儲(chǔ)器中，地址映象是把虛擬地址空間映象到主存地址空間；而地址變換是在程序被裝入主存儲(chǔ)器后，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，把多用戶虛地址變換成主存實(shí)地 址或磁盤存儲(chǔ)器地址。地址的映象和變換是緊密相關(guān)的。采用什么樣的地址映象方法，就必然有與這種映象方法相對(duì)應(yīng)的地址變換方 法。7 Cache 存儲(chǔ)系統(tǒng)有幾種替換算法，有什么區(qū)別？1、輪換法； 2、 LFU 算法； 3、比較對(duì)法； 4、堆棧法。輪換法是一種先進(jìn)先出（ FIFO ）算法，另外三種實(shí)際上都屬于最久沒有被使用（ LFU ）算法，只是它們的實(shí)現(xiàn) 方式各不相同。8流水線中的 “瓶頸 ”是如何產(chǎn)生的？有什么辦法可以解決流水線 “瓶頸”問題？ 流

26、水線中各段時(shí)間不相等引起“堵塞” 、“斷流”等問題，執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)的一段將成為整個(gè)流水線的“瓶頸” 。解決 方法有： 1、將流水線的“瓶頸”部分再細(xì)分；2、重復(fù)設(shè)置瓶頸功能段，讓多個(gè)瓶頸功能段并行工作。9、在頁(yè)式虛擬存貯器中，什么叫頁(yè)面失效?什么叫頁(yè)面爭(zhēng)用 ?什么時(shí)候兩者同時(shí)發(fā)生 ?什么時(shí)候兩者不同時(shí)發(fā)生 ?答：要訪間的虛頁(yè)不在實(shí)際主存中時(shí)，就會(huì)發(fā)生頁(yè)面失效。當(dāng)頁(yè)面調(diào)入主存，主存中的頁(yè)面位置全部已被其它虛頁(yè) 占用時(shí)， 就會(huì)發(fā)生頁(yè)面爭(zhēng)用。 當(dāng)分配給程序的內(nèi)存已被全部占用之后， 只要發(fā)生頁(yè)面失效， 就一定會(huì)發(fā)生頁(yè)面爭(zhēng)用。 反之，發(fā)生頁(yè)面失效，并不會(huì)發(fā)生頁(yè)面爭(zhēng)用。10、計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 由中間開始”設(shè)計(jì)，其中

27、間”指的是什么地方？這樣設(shè)計(jì)的好處是什么？ 答："中間"是指多級(jí)層次結(jié)構(gòu)中的軟、硬件交界面，目前是處于傳統(tǒng)機(jī)器級(jí)與操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí)之間。這樣設(shè)計(jì)，能合理地進(jìn)行軟、硬件的功能分配，優(yōu)化軟、硬件設(shè)計(jì)，可為軟件和應(yīng)用提供更多更好的硬件支持，可 使軟、硬件同時(shí)設(shè)計(jì)，縮短系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期。五、計(jì)算題1、用一臺(tái)40MHZ處理機(jī)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試程序，它含的混合指令數(shù)和相應(yīng)所需的時(shí)鐘周期數(shù)如下:指令類 型指令數(shù)時(shí)鐘周期數(shù)整數(shù)運(yùn)算450001數(shù)據(jù)傳送320002浮點(diǎn)150002控制傳送80002求有效CPI、MIPS速率和程序的執(zhí)行時(shí)間。4解：f=40*10 6 IC -'Ti =45000

28、32000 150008000 =100000i =14有效 CPI 二'Tii =1CPIi /IC45000*132000* 2 15000* 2 8000*2100000-1.55MIPCPI *10e640*10e61.55*10e625.8ICMIPS * 10e610000025.8* 10e6=3.9ms2、某臺(tái)計(jì)算機(jī)只有 Load/Store指令能對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀 驗(yàn)結(jié)果，已知每種指令所占的比例及CPI數(shù)如下：/寫操作，其它指令只對(duì)寄存器進(jìn)行操作。根據(jù)程序跟蹤實(shí)指令類型指令所占比例CPI算邏扌旨令43%1Load指令21%2Store指令12%2轉(zhuǎn)移指令24%2(1)求上

29、述情況下的平均CPI 。CPI=(0.43*1+0.21*2+0.12*2+0.24*2)=1.57(2)假設(shè)程序由M條指令組成。算邏運(yùn)算中25%的指令的兩個(gè)操作數(shù)中的一個(gè)已在寄存器中，另一個(gè)必須在算邏指令執(zhí)行前用 Load指令從存儲(chǔ)器取到寄存器。因此有人建議增加另一種算邏指令，其特點(diǎn)是一個(gè)操作數(shù) 取自寄存器，另一個(gè)操作數(shù)取自存儲(chǔ)器，即寄存器？存儲(chǔ)器類型，假設(shè)這種指令的CPI等于2。同時(shí)，轉(zhuǎn)移指令的CPI變?yōu)?。求新指令系統(tǒng)的平均CPI 。C1=(0.43-(0.25*0.43)M*1=0.3225MC2=(0.21-(0.25*0.43)M*2=0.205MC3=(0.25*0.43)M*2

30、=0.215MC4=0.12M*2=0.24MC5=0.24*3M=0.72M新指令總數(shù) N=(1-(0.25*0.43)M=0.8925M新 CPI= (C1+C2+C3+C4+C5/N=1.7025M/0.8925M=1.9083、某機(jī)器有10條指令，使用頻度分別為：0.01，0.15，0.12，0.07, 0.08，0.13，0.15，0.03，0.17，0.09。(1)計(jì)算用等長(zhǎng)操作碼編碼的平均碼長(zhǎng)；4(2)構(gòu)造 Huffman 樹;(3)寫出Huffman的一種編碼，并計(jì)算其平均碼長(zhǎng);(4)只有二種碼長(zhǎng)，求平均碼長(zhǎng)最短的擴(kuò)展操作碼編碼及其平均碼長(zhǎng)。(3人(4)結(jié)果如下:不 f#擴(kuò)IRia科(不»-1r0010000(1oooo0j0300 00 1I N) 011(MI700 0100 100.0801 000 II(L0901 Ifkt li(M2<W 101 10J3mm100045Hi 111) 1一小tl 01 0(L171 n 1n 1Huffman編碼平均碼長(zhǎng)二 Lp( I, 擴(kuò)展編碼平均碼長(zhǎng)=£ Pt =玉