计算机系统结构总复习题(填空选择判断).doc

二、填空题 1、 按照Flynn分类法,根据指令流和数据流的不同组织方式,计算机系统的结构可以分为SISD(单指令流单数据流)、MISD、MIMD或单指令流多数据流 和多指令流多数据流。Amdahl等人在1964年把系统结构定义为：由程序设计者所看到的一个计算机系统的属性，即和功能特性。指令系统是软件设计人员与硬件设计人员之间的一个主要，也是他们之间互相沟通的一座桥梁。在计算机系统的设计过程中，的设计是非常关键的，它必须由软件设计人员和硬件设计人员共同来完成。?设计指令系统时，在功能方面的基本要求是：指令系统的完整性、、高效率和兼容性。据多台外围设备共享通道的不同情况，可将通道分为三种类型：、和数组多路通道输入输出设备的异步性、实时性、与性三个特点是现代计算机系统必须具备的共同特性。在虚拟存储器中有三种地址空间，一种是应用程序员用来编写程序的地址空间，称为第二种是的地址空间，第三种是辅存地址空间，也就是磁盘存储器的地址空间。它们对应的三种地址分别是、和辅存地址。层次存储系统的设计的目的是使有效存取时间接近于的存取时间，使总体的平均每字成本接近于的每字成本，容量接近于最大存储器的容量。向量处理机的结构主要有和两种。先行控制（Look-ahead）技术的关键是缓冲技术和预处理技术，以及这两者的相结合。通过对指令流和数据流的预处理和缓冲，能够尽量使和独立地工作，并始终处于忙碌状态。软件移植的途径主要有：统一高级语言，系列机，模拟与仿真。统一高级语言，由于只能实现高级语言软件的移植，而目前高级语言种类繁多，无法完全统一成一种，只能相对统一成少数几种。系列机，由于系列内各档机器的结构变化不能太大，到一定时候会阻碍系列发展，只能实现在结构相同或相近的机器间的汇编语言应用软件的移植。模拟与仿真，模拟是用宿主机的机器指令解释，机器语言差别大时，速度慢；仿真是用宿主机的微程序解释，当机器差异大时，仿真困难，仿真的效率和灵活性差。弗林分类法是按指令流、数据流及其多倍性分类的。共分四类。SISD--指令部件只对一条指令处理，只控制一个操作部件操作。如一般的串行单处理机。SIMD--由单一指令部件同时控制多个重复设置的处理单元，执行同一指令下不同数据的操作。如阵列处理机。MISD--多个指令部件对同一数据的各个处理阶段进行操作。这种机器很少见。MIMD--多个独立或相对独立的处理机分别执行各自的程序、作业或进程。例如多处理机。 计算机系统结构的定义是什么？它与计算机组成、计算机实现有什么区别和联系？计算机设计人员需要完成哪些设计任务？什么是RISC？什么是CISC？RISC的主要特点是什么？什么是地址映象和地址变换，它们之间有什么关系？Cache存储系统有几种替换算法，有什么区别？流水线中的“瓶颈”是如何产生的？有什么办法可以解决流水线“瓶颈”问题？要访间的虚页不在实际主存申时，就会发生页面失效。当页面调入主存，主存中的页面位置全部已被其它虚页占用时，就会发生页面争用。当分配给程序的内存已被全部占用之后，只要发生页面失效，就一定会发生页面争用。反之，发生页面失效，并不会发生页面争用。计算机系统“由中间开始”设计，其“中间”指的是什么地方？这样设计的好处是什么？中间是指多级层次结构中的软、硬件交界面，目前是处于传统机器级与操作系统机器级之间。这样设计，能合理地进行软、硬件的功能分配，优化软、硬件设计，可为软件和应用提供更多更好的硬件支持，可使软、硬件同时设计，缩短系统的设计周期。 题、用一台40MHZ处理机执行标准测试程序，它含的混合指令数和相应所需的时钟周期数如下： 指令类型 指令数 时钟周期数 整数运算 45000 1 数据传送 32000 2 浮点 15000 2 控制传送 8000 2 ??????????求有效CPI、MIPS速率和程序的执行时间。 2、某台计算机只有Load/Store 指令能对存储器进行读/写操作，其它指令只对寄存器进行操作。根据程序跟踪实验结果，已知每种指令所占的比例及CPI数如下： (1) 求上述情况下的平均CPI。????(2) 假设程序由M条指令组成。算逻运算中25%的指令的两个操作数中的一个已在寄存器中，另一个必须在算逻指令执行前用Load指令从存储器取到寄存器。因此有人建议增加另一种算逻指令，其特点是一个操作数取自寄存器，另一个操作数取自存储器，即寄存器?存储器类型，假设这种指令的CPI等于2。同时，转移指令的CPI变为3。求新指令系统的平均CPI。 3、某机器有10条指令，使用频度分别为： 0.01，0.15，0.12，0.07，0.08，0.13，0.15，0.03，0.17，0.09。 (1)计算用等长操作码编码的平均码长；4