计算机系统结构第五版习题答案 .pdfVIP

1.层次结构

现代通用的计算机系统是由紧密相关的硬件和软件组成的。从使用语言的角度，

可以将系统看成是按功能划分的多层机器级组成的层次结构，由高到低分别为应

用语言机器级、高级语言机器级、汇编语言机器级、操作系统机器级、传统机器

语言机器级和微程序机器级。

2.计算机系统结构

也称计算机体系结构，它只是系统结构中的一部分，指的是层次结构中的传统机

器级的系统结构。其界面之上包括操作系统级、汇编语言级、高级语言级和应用

语言级中所有软件的功能，该界面之下包括所有硬件和固件的功能。

3.计算机实现

指的是计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集

成度和速度，器件、模块、插件、底板的划分与连接，专用器件的设计，微组装

技术，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。它着眼于器件技术和微组装技

术，其中，器件技术在实现技术中起着主导作用。

4.数据表示

指的是能由机器硬件直接识别和引用的数据类型。

5.霍夫曼压缩概念

霍夫曼压缩概念的基本思想时，当各种事件发生的概率不均等时，采用优化技术，

对发生概率最高的事件用最短的位数来表示，而对出现概率较低的事件允许用较

长的位数来表示，就会使表示的平均位数缩短。

6.RISC

精简指令系统（RISC），不是简单地把指令系统进行简化，而是通过简化指令的

途径使计算机的结构更加简单合理，以减少指令的执行周期数，从而提高运算速

度。

7.CISC

复杂指令系统（CISC），设计风格力图缩小机器语言与高级语言的语义差距，使

源程序长度尽可能的短，以及尽可能少的访问存储器和执行尽可能少的指令，以

求获得高性能。

8.非专用总线

可以被多种功能或多个部件所分时共享，同一时间只有一对部件可使用总线进行

通信。

9.数据宽度

I/O设备取得I/O总线后所传送数据的总量.

10.中断响应次序

是在同时发生多个不同中断类的中断请求时，中断响应硬件中的排队器所决定的

响应次序。

11.中断处理次序

中断处理完的次序，也即中断处理程序完成中断处理的次序。

12.程序局部性

程序的局部性原理，即程序的地址访问流有很强的时序相关性，未来的访问模式

与最近已发生的访问模式相似。包括时间局部性和空间局部性。

13.组相联映像

指的是各组之间是直接映像，而组内各块之间是全相联映像。

14.段页式存储

是把实存机械等分成固定大小的页，程序按模块分段，每个段又分成与主存页面

大小相同的页。每道程序通过段表和页表进行定位。

15.一次重叠

是把指令的解释过程分解为“分析”与“执行”两个子过程，在独立的分析部件

与执行部件上时间重叠地进行。

16.静态流水线

静态流水在某一时间内各段只能按一种功能连接流水，只有等流水线全部流空

后，才能切换成按另一种功能连接流水。

17.异步流动方式

任务在流水线中流动时，流出流水线的任务顺序可以和流入流水线的顺序不同。

18.超标量处理机

超标量处理机：配置多套功能部件辅助电路，靠编译程序优化指令顺序，使流水

吞吐率提高。优点：硬件不调整指令顺序、容易实现、适合矩阵计算。缺点：开

销大

19.超流水处理机

超流水线处理机：利用时间并发性，利用较短时钟周期提高流水线速度。优点：

开销小。缺点：必须有高速时钟机。

二应用题

2．设指令的解释分取指、分析与执行3步,每步的运行时间分别各为

t,t,t,.

取指分析执行

(1)分别计算下列几种情况下,执行完100条指令所需要的一般关系

式:

1)顺序方式。

2)仅”执行K”与”取指K+1”重叠。

3)仅”执行K”,”分析K+1”与”取指K+2”重叠.

(2)分别在取指,分析时间为t=t=2,执行时间为t=3和取指,

取指分析执行

执行时间为t=t=4,分析时间为t=2两种情况下,计算出上述

取指执行分析

的结果.

答：(1)

1)顺序方式;100*（t+t+t）

取指分析执行

2)仅”执行K”与”取指K+1”重叠方式工作时间为:

t+100t