《计算机系统结构》（单博炜） 课后习题解答.pdf

第一章计算机系统结构导论

1-1解释下列术语

透明性：本来存在的事物或属性，单从某种角度看却好像不存在的现象。

翻译：先把N+1级程序全部变换成N级程序，再去执行新产生的N级程序，在执行过程中N+1级程序不再被访问。

解释：每当一条N+1级指令被译码后直接执行一串等效的N级指令，然后在取下一条N+1级指令，依次重复进行。

模拟：用机器语言程序解释实现软件移植的方法称为模拟

仿真：用微程序直接解释另一种机器指令系统实现软件移植的方法称为仿真

并行性：是指在同一时刻或是在同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不同的工作

同时性：两个或多个事件在同一时刻发生的并行性

并发性：两个或多个事件在同一时间间隔发生的并行性

时间重叠：在并行性概念中引入时间因素，即多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠的使用同一套硬件设备

的各个部分，以加快硬件周转来提高处理速度

资源重复：在并行性概念中引入空间因素，是根据“以数量取胜”的原则，通过重复设置资源，尤其是硬件资源，

大幅度提高计算机系统的性能。

资源共享：是一种软件方法，它使多个任务按一定时间顺序轮流使用同一套资源

异构型多处理机系统：由多个不同类型，至少是担负不同功能的处理机组成。

同构型多处理机系统：每个处理（器）机是同类型的，且完成同样的功能

CPI：每条指令的平均时钟周期数CPI(ClockCyclesPerInstruction)

MIPS：(MillionInstructionsPerSecond)，即百万条指令每秒

MFLOPS：（MillionFloatingPointOperationsPerSecond)，即百万次浮点运算每秒

1-2一个经解释实现的计算机可以按功能划分为四级。每一级为了执行一条指令需要下一级的N条指令解释。若

执行第一级的一条指令需要的时间为Kns，那么执行第二、三、四级的一条指令各需要多少时间？

解：执行第二级1条指令，需要第一级N条指令解释

23

第二级KNns,第三极KNns,第四级KNns

1-3有一个计算机系统可按功能划分成四级，各级的指令都不相同，每一级的指令都比其下一级的指令在效能上

强M倍，即第i级的一条指令能完成第i-1级的M条指令的计算量。假设第i级的一条指令需要第i-1级的N条

指令解释，现有一段第一级的程序，需要运行时间为Ks，则在第二、三、四级上的一段等效程序各需运行多长时

间？

解：设程序在第一级：时间K内执行了IC条指令，则执行每条指令的时间为

对第二级：要完成同样功能，需要指令条

第二级的指令转为第一级指令，则指令条数变为

程序在第二级的运行时间=×=

2

同理推导:

2

程序在第三级的运行时间=()

3

3

程序在第四级的运行时间=()

4

1-4什么是计算机系统结构？什么是计算机组成？什么是计算机实现？说明三者的关系和相互影响。

答：计算机系统结构是计算机系统的软、硬件的界面；

计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现；

计算机实现是计算机组成的物理实现。

具有相同系统结构的计算机