计算机系统结构期末考试题目

计算机系统结构期末考试题目
计算机系统结构期末考试题目

第一章:

1.计算机系统结构的定义

答:由程序设计者看到的一个计算机系统的属性,即概念性结构和功能特性。

2.透明性概念

答:在计算机技术中,一种本来是存在的事物或属性,但从某种角度看似乎不存在,称为透明性现象。

3.兼容性向后兼容

兼容性:同一个软件可以不加修改地运行于系统结构相同的各档机器,可获得相同的结果,差别只在于不同的运行时间。

向后兼容:按某个时期投入市场的某种型号机器编制的程序,不加修改就能运行于在它之后投入市场的机器。

4.Amdahl定律

答:系统中某一部件由于采用某种更快的执行方式后整个系统性能的提高与这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。

5.CPI

答:每条指令的平均时钟周期数。

6.MIPS

答:每秒百万条指令数!MIPS=时钟频率/(CPI*10^6)

7.MFLOPS

答:每秒百万次浮点操作次数。MFLOPS=程序中的浮点操作次数/(执行时间*10^6) 8.命中率的概念

答:

9.Flynn分类法是按指令流和数据流的多倍性特征进行计算机系统结构的划分

答:①单指令流单数据流SISD ②单指令流多数据流SIMD ③多指令流单数据流MISD(实际不存在)④多指令流多数据流MIMD

10.计算机系统设计的定量原理(四个)

答:①加快经常性事件的速度②Amdahl定律③CPU性能公式④访问的局部性原理11.CPI和加速比的计算

答:CPI=CPU时钟周期数/IC

CPU时间=CPU时钟周期数/频率

CPU时间=CPU时钟周期*时钟周期长

加速比=(采用改进措施后的性能)/(没有采用改进措施前的性能)

=(没有采用改进措施前执行某任务的时间)/(采用改进措施后执行某任务的时间) 12.软硬件实现的特点

硬件实现:速度快、成本高;灵活性差、占用内存少

软件实现:速度低、复制费用低;灵活性好、占用内存多

13.系统评价的标准

①运算速度②存储器系统③其他性能④成本标准

第二章指令系统

1.数据表示和数据类型

答:数据表示是计算机硬件能够直接识别,可以被指令系统直接调用的数据类型。

2.浮点数和定点数的区别是浮点数的小数点可以不是固定的

3.浮点数的表示方式,物理空间可以划分为四个部分

答:m f尾数的符号位ef阶码的符号位e阶码的值m尾数的值

4.评价浮点数表示性能的三个指标

答:表数范围,表数精度,表数效率

5.浮点数舍入处理恒舍法恒置法

6.警戒位的设置

在规定的尾数字长之外,运算器中的累加器需要另外增加的长度称为警戒位

不设置警戒位,可能出现很大的误差。

7.数据描述符的数据表示方法和带标志符的数据表示方法的不同在于前者可以表示一组

数据

8.字节编址的存储器,字长为64位,每个字的最低三位二进制数值都为0,因此造成了

地址空间的浪费

9.零地址空间,对通用寄存器、主存和I/O设备分别进行编址,那么系统具有3个零地址

空间。

10.间址寻址和变址寻址的方式

①间接寻址方式与变址寻址方式的比较,目的相同:都是为了解决操作数地址的修改。

原则上,一种处理机中只需设置间址寻址方式与变址寻址方式中的任何一种即可,有些处理机两种寻址方式都设置

②主要优缺点比较:

(1)采用变址寻址方式编写的程序简单、易读。

(2)对于程序员,两种寻址方式的主要差别是:

间址寻址:间接地址在主存中,没有偏移量

变址寻址:基地址在变址寄存器中, 有偏移量

(3)实现的难易程度:间址寻址方式容易实现

(4)指令的执行速度:间址寻址方式慢

(5)对数组运算的支持:变址寻址方式比较好

11.指令系统中操作码的表示方式,三种,其中最节省存储空间的是哪种,各自的特点是什

么?

答:固定长操作码,Huffman编码,扩展编码

○1固定长度操作码:规整,便于编码;浪费信息量

○2Huffman编码法:节省内存空间;不规整,不便于编码

○3扩展编码法:使操作码的平均长度最短,信息的冗余量最小

12.地址码个数选择的结论是什么?

13.计算一段代码的访存次数、程序存储量和执行速度

14.基本指令系统有哪五类

答:数据传送类指令,运算类指令,程序控制类指令,输入输出指令,处理机控制和调试指令

15.CISC和RISC的特点和区别

①RISC的特点

(1)大多数指令在单周期内完成

(2)LOAD/STORE结构

(3)硬布线控制逻辑

(4)减少指令和寻址方式的种类

(5)固定的指令格式

(6)注重编译的优化

②CISC的特点

处理机的指令平均执行周期都在4以上,增强指令系统功能,简化了软件,硬件复杂了16.RISC思想的精华是减少指令平均执行周期

题2.16

第三章存储系统

1.存储系统的定义、性能指标

答:两个或两个以上速度,容量和价格各不相同的存储器用硬件,软件或者软件与硬件相结合的方法连接起来成为一个系统。速度接近最快,容量接近最大的,价格接近最便宜的。

性能指标:存储容量,速度,价格

2.计算机存储系统的层次结构

答:1层:通用寄存器堆,2层:指令和数据缓冲栈,3层:Cache,4层:主存储器,5层:联机外部存储器,6层:脱机外部存储器

3.什么是频带平衡问题?解决它的三个主要方法是什么?

答:存储器的访问速度能不能跟得上系统的需求,是影响整个计算机性能的极为重要的关键问题,这就是存储器的频带平衡问题。

解决方法:1,多个存储器并行工作,2设置各种缓冲存储器,3,采用存储系统,特别是Cache存储系统。

4.高位交叉访问和低位交叉访问的目的是什么?

答:高位交叉访问:用来扩大存储器的容量。低位交叉访问:提高存储器的访问速度。

5.地位交叉访问如何实现快速存取。

分时启动

6.采用地位交叉访问,如何实现无访问冲突?

答:把主存储器的存储体个数设置为质数个

7.虚拟存储系统由主存和虚拟存储器构成

8.虚拟存储系统分为段式、页式和段页式,各自的特点是什么?

答:段式的优点:程序的模块化性能好,便于程序和数据的共享,缺点:地址变换所花费的时间比较长,主存储器的利用率比较低。

页式的优点:主存储器的利用率比较高,页表相对比较简单,地址映像和变换速度比较快。缺点:程序的模块化性能不好,页表很长,占空间。

段页式优点:模块化性能好,利用率高,管理容易。

9.通过什么表格进行地址映像和变换

段表,页表,段页表

10.快慢表怎样实现二级存储系统

快表:

小容量(几~几十个字),

高速硬件实现,

采用相联方式访问。

慢表:

当快表中查不到时,从主存的慢表中查找;

慢表按地址访问;用软件实现。

快表与慢表也构成一个两级存储系统。

主要存在问题:相联访问实现困难,速度低

11.页面替换算法中LRU和FIFO分别代表什么?如何画调度表

答:LRU:最久未使用算法,FIFO:先进先出算法。

调度表:P166

12.Cache存储系统的组成

主存和虚拟存储器构成

13.地址映像和变换方式,掌握全相联、直接映像及组相联三种,了解各自的特点

答:在Cache中,地址映像是指把主存地址空间映像到Cache地址空间;地址变换则是指当程序已经装入到Cache之后,在实际运行过程中,把主存地址如何变换成Cache 地址。

全相联优点:块的冲突率最小,利用率也最高;缺点:代价高,访问速度慢。

直接映像优点:硬件实现简单,访问速度也比较快,确定:冲突率比较高,Cache的命中率很低。

组相联优点:Cache的利用率比较高,缺点:就是实现难度比较大。

14.Cache加速比的计算

P193

题3.1,3.14

第四章

1.I/O系统的基本输入输出方式及特点

答:基本输入输出方式:程序控制输入输出方式;中断输入输出方式;直接存储器访问方式。

特点:异步性,实时性,设备无关性。

2.中断优先级是根据中断硬件排队器决定,中断的紧迫性由四个因素决定

四个因素:中断源的急迫性;设备的工作速度(快);数据恢复的难易程度(难);要求处理机提供的服务量(少)。

3.能绘制中断请求图

4.中断的软硬件功能分配主要需要考虑从第一次关cpu中断到第一次开cpu中断为止的这

段时间

5.中断屏蔽的方法有:设置中断屏蔽码和改变处理机优先级

6.中断屏蔽码的设置方法及判定

7.通道和IOP的主要作用是将外围设备的管理工作从cpu中分离出来

题4.4

第五章

1.指令重叠执行方式的执行时间计算

答:顺序执行:T=3nt;一次重叠:T=(1+2n)t;二次重叠:T=(2+n)t。

2.二次重叠执行必须解决的两个问题

答:1)有独立的取指令部件、指令分析部件和指令执行部件

(2)要解决访问主存储器的冲突问题

3.先行控制方式的关键技术:缓冲技术和预处理技术

4.处理机的结构(图

5.3),能了解一个程序指令的执行情况

5.数据相关的种类

答:指令相关,主存操作数相关,通用寄存器相关和变址相关。

6.控制相关的种类

答:主要包括:无条件转移、一般条件转移、复合条件转移、中断等。

7.转移预测技术:软件猜测法和硬件猜测法的原理和方法,两个先行缓冲栈的理解

软件“猜测法”

目标:通过编译器尽量降低转移成功的概率。

硬件“猜测法”

方法:通过改变硬件结构来降低转移指令对流水线的影响

两个先行指令缓冲栈

向前条件转移,转移成功与不成功各50%

在先行指令缓冲栈中增加一个先行目标缓冲栈

按照转移成功的方向预取指令到先行目标缓冲栈中。

先行指令缓冲栈仍然按照转移不成功的方向继续预取指令。

如果转移不成功,则继续分析原来先行指令缓冲栈中指令。

如果转移成功,则分析新增设的先行目标缓冲栈中的指令。

8.流水线工作原理

答:流水线方式是把一个重复的过程分解为若干个子过程,每个子过程可以与其他子过程同时进行。

9.时空图绘制

10.流水线的特点(理解)

答:①在流水线中处理的必须是连续的同类任务,只有连续不断的提供同类任务才能充分发挥流水线的效率。

②在流水线的每一个功能部件的后面都要有一个缓冲寄存器,用于保存本段的执行

结果。

③流水线的各段时间尽量相等。

④流水线中需要有“装入时间”和“排空时间”。

⑤每个子任务由一个专门的功能部件来实现。

11.流水线的分类(按是否线性,级别,功能,数据表示,静动态等进行划分),各个流水

线的工作原理

答:是否线性:线性流水线和非线性流水线。

级别:处理机级流水线;功能部件级流水线;处理机间流水线。

功能:单功能和多功能流水线

数据表示:标量流水线和向量流水线

静动态:静态流水线和动态流水线。

1) 线性流水线:每一个流水段都流过一次,而且仅流过一次

2) 非线性流水线:某些流水段之间有反馈回路或前馈回路。

3) 单功能流水线:只能完成一种固定功能的流水线。

4) 多功能流水线:流水线的各段通过不同连接实现不同功能

5) 处理机级流水线,部件级流水线(操作流水线),宏流水线

6) 按照数据表示方式:标量流水线和向量流水线

7) 按照控制方式:同步流水线和异步流水线

12.流水线性能分析指标和计算,结合时空图

吞吐率、效率、加速比

13.非线性流水线的调度目的

避免流水线发生冲突,提高流水线的吞吐率和效率。

14.功能部件冲突问题

15.非线性流水线的表示

16.无冲突调度方法(能画出状态图)

17.顺序流动和乱序流动的原理和方法

答:顺序流动:一串连续任务在流水线中是一个接一个地在各个功能段中间流过,从流水线的输出端看,任务流出流水线的顺序与输入端的任务输入顺序完全相同。

乱序流动:在发生数据相关时,要允许没有数据相关的后续指令进入相关指令所占用的功能段执行,并超越相关的指令继续往前流动。

18.四种不同类型处理机的性能比较

19.单发射和多发射,多发射流水线处理机的结构

P324

单发射处理机:在一个时钟周期内只从存储器中取出一条指令,并且只对一条指令进行译码,只执行一条指令,只写回一个运算结果。

多发射处理机:在一个基本时钟周期同时从Cache中读出多条指令,同时对多条指令进行译码。

20.多流水线调度的三种方法及时空图绘制

○1顺序发射顺序完成

○2顺序发射乱序完成

○3乱序发射乱序完成

题5.3,5.11

第六章向量处理机

1.向量表示方式,尤其是稀疏向量的表示和计算方法

2.向量处理机分为两种结构

3.向量三种处理方式,哪两种适合向量计算,分别适合什么结构的向量处理机?

答:纵向处理方式和纵横处理方式。前者适合存取器-存取器结构,后者适合寄存器-寄存器结构。

4.向量处理机的向量/标量性能平衡问题

答:向量平衡点定义为了使向量硬件设备和标量硬件设备的利用率相等,一个程序中向量代码所占的百分比。

5.向量计算机的功能部件和操作数寄存器的预定判别

6.向量链接技术,能画图

7.向量循环开采技术

8.向量协处理器为什么具有价格低的优点,大批量->为什么大批量就价格便宜?

9.向量处理机的向量指令的处理时间计算(编队和链接)

题6.7

第八章SIMD处理机

1.SIMD处理机、阵列处理机和并行处理机

2.特点(几个CU,几个PU)

3.两种基本结构

分布式存储器结构和共享存储器结构

4.五元组表示方法

M=(N,C,I,M,R)

5.SIMD处理机是否采用流水线技术

6.有限差分问题的表示和计算方法

第九章多处理机(MIMD处理机)

1.了解多处理机系统的特点,从与SIMD处理机比较的角度

2.了解影响多处理机性能的原因

3.衡量任务粒度大小的尺度是什么

4.N台处理机(包括两台)处理M个任务的方法和计算

5.多处理机的Cache一致性问题

6.监听协议,写无效策略和写更新策略,哪种更常用

计算机系统结构模拟试题(5)

计算机组成原理模拟试题(2) 一、填空题:04分,每题02分 1、X=-0.1001 [X]原=_____________ [X]补=_____________[-X]补=_____________ Y=0.0101 [Y]原=_____________ [Y]补=_____________ [-Y]补=_____________ [X+Y]补=_____________ 2、对西文输出的字符设备,在计算机的内存储器中存储的是字符数据的每个字符的_____________码,输出(包括显示或打印)的则是每个字符的_____________,设备中的字符发生器的主要功能是解决从字符的_____________码和字符的_____________间的对应关系。 二、单选题:20分,每题02分 3、32 x 32点阵汉字的机内编码需要。 A: 16个字节 B: 32个字节 C: 32×2个字节 D: 32×4个字节 4、某机字长32位,采用原码定点整数表示,符号位为1位,数值位为31位,则可表示的最大正整数为,最小负整数为。 A: B: C: D: 5、在定点二进制运算器中,减法运算一般通过来实现。 A: 原码运算的二进制减法器 B: 补码运算的二进制减法器 C: 补码运算的十进制加法器 D: 补码运算的二进制加法器 6、在浮点数运算中产生溢出的原因是。 A: 运算过程中最高位产生了进位或借位 B: 参加运算的操作数超出了机器的表示范围 C: 运算的结果的阶码超出了机器的表示范围 D: 寄存器的位数太少,不得不舍弃最低有效位 7、无论如何划分计算机的功能部件,控制器部件中至少含有。 A: PC、IP B: PC、IR C: IR、IP D: AR、IP 8、某存储器容量为32K×16位,则 A: 地址线为16根,数据线为32根 B: 地址线为32根,数据线为16根

北邮高级计算机系统结构实验二三四五

实验二指令流水线相关性分析 ·实验目的 通过使用WINDLX模拟器,对程序中的三种相关现象进行观察,并对使用专用通路,增加运算部件等技术对性能的影响进行考察,加深对流水线和RISC处理器的特点的理解。 ·实验原理: 指令流水线中主要有结构相关、数据相关、控制相关。相关影响流水线性能。·实验步骤 一.使用WinDLX模拟器,对做如下分析: (1)观察程序中出现的数据/控制/结构相关。指出程序中出现上述现象的指令组合。 (2)考察增加浮点运算部件对性能的影响。 (3)考察增加forward部件对性能的影响。 (4)观察转移指令在转移成功和转移不成功时候的流水线开销。 ·实验过程 一.使用WinDLX模拟器,对做如下分析: } 浮点加、乘、除部件都设置为1,浮点数运算部件的延时都设置为4,如图1: 图1 初始设置 将和加载至WinDLX中,如图2示。

图2 加载程序 1.观察程序中出现的数据/控制/结构相关;指出程序中出现上述现象的指令组合。 1)数据相关 点击F7,使程序单步执行,当出现R-Stall时停止,运行过程中出现下图3所示,输入整数6。 图3 输入整数6 @ 打开Clock Diagram,可以清楚的看到指令执行的流水线如图4所示。 图4 指令流水线 双击第一次出现R-Stall的指令行,如图5所示。

图5 指令详细信息 对以上出现的情况分析如下: 程序发生了数据相关,R-Stall(R-暂停)表示引起暂停的原因是RAW。 lbu r3,0×0(r2) 要在WB周期写回r3中的数据;而下一条指令 & seqi r5,r3,0×a 要在intEX周期中读取r3中的数据。 上述过程发生了WR冲突,即写读相关。为了避免此类冲突, seq r5,r4,0×a的intEX指令延迟了一个周期进行。 由此,相关指令为: 2)控制相关 由图6可以看出,在第4时钟周期:第一条指令处于MEM段,第二条命令处于intEX段,第三条指令出于aborted状态,第四条命令处于IF段。 图 6 指令流水线 }

《计算机系统结构》复习题

计算机系统结构复习 填空(15*1分),选择(15*1分),简答题(5/6 30分),综合题(4*10分) 1、从使用语言角度,可将系统按功能划分为多层次机器级结构,层次结构分别是: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、各机器级的实现主要靠翻译和解释或两者结合进行。翻译是先用转换程序将高一级机器级上的程序整个地变换成低一级机器级上等效的程序,然后再在低一级机器级上实现的技术。解释则是在低级机器上用它的一串语句或指令来仿真高级机器上的一条语句或指令的功能,是通过对高级的机器级语言程序中的每条语句或指令逐条解释来实现的技术。 3、计算机系统结构在计算机系统机器级层次中指传统机器级的系统结构。 4、计算机系统结构研究的是软、硬件之间的功能分配以及对传统机器级界面的确定,为机器语言、汇编语言程序设计或编译程序生成系统提供使其设计或生成的程序能在机器上正确运行应看到的遵循的计算机属性。 5、计算机系统结构的属性包括: 1.数据表示、2.寻址方式、3.寄存器组织、4.指令系统、5.存储系统组织、6.中断机构、7.系统机器级的管态和用户态的定义和切换、8.机器级的I/O 结构、9.系统各部分的信息保护方式和保护机构等。 6、机器透明性:指相对于每一机器级设计人员,都客观存在的功能或属性看不到的现象,称相对于此级设计人员来说,这些功能或属性是具有透明性,即透明的。 7、计算机组成指的是计算机系统结构的逻辑实现,包括机器级内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。它着眼于机器级内部各事件的排序方式与控制机构、各部件的功能及各部件间的联系。 8、计算机组成设计要解决的问题是在所希望达到的性能和价格下,怎样更好、更合理地把各种设备各部件组织成计算机,来实现所确定的系统结构。 9、当前,计算机组成设计主要是围绕提高速度,着重从提高操作的并行度、重叠度,以及功能的分散和设置专用功能部件来进行的。 10、计算机组成设计要确定的方面一般应包括: 1.数据通路宽路、2.专用部件的设置、3.各种操作对部件的共享程度、4.功能部件的并行度、5.控制机构的组成方式、6.缓冲和排队技术、7.预估预判技术、8.可靠性技术等。 11、计算机实现指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。 13、软、硬件取舍的三个基本原则是: (1).考虑在现有硬件、器件(主要是逻辑器件和存储器)条件下,系统要有高的性能价格比,主要从实现费用、速度和其他性能要求来综合考虑。 (2).考虑到准备采用和可能采用的组成技术,使它尽可能不要过多或不合理地限制各种组成、实现技术的采用。 (3).从“软”的角度考虑如何为编译和操作系统的实现以及为高级语言程序的设计提供更多更好的硬件支持。 14、程序在系统上运行的时间应该是衡量机器时间(速度)性能最可靠的标准。 15、计算机性能通常用峰值性能及持续性能来评价。峰值性能是指在理想情况下计算机系统可获得的最高理论性能值,它不能反映出系统的实际性能。

计算机系统结构期末考试试题及其答案

计算机科学系《计算机系统结构》期末考试试卷(A卷) 2、此试卷适用于计算机科学与技术本科专业。 一单选题:(10分,每题1分) 1、."启动I/O"指令是主要的输入输出指令,是属于( B ) A.目态指令 B.管态指令 C.目态、管态都能用的指令 D.编译程序只能用的指令 2、输入输出系统硬件的功能对(B )是透明的 A.操作系统程序员 B.应用程序员 C.系统结构设计人员 D.机器语言程序设计员 3、全相联地址映象是指(A) A.任何虚页都可装入主存中任何实页的位置 B.一个虚页只装进固定的主存实页位置 C.组之间固定,组内任何虚页可装入任何实页位置 D.组间可任意装入,组内是固定装入 4、( C ) 属于MIMD系统结构 A.各处理单元同时受一个控制单元的管理 B.各处理单元同时受同个控制单元送来的指令 C.松耦合多处理机和多计算机系统 D.阵列处理机 5、多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关,则(B ) A.可以并行执行 B.不可能并行 C.任何情况均可交换串行 D.必须并行执行 6、计算机使用的语言是(B) A.专属软件范畴,与计算机体系结构无关 B.分属于计算机系统各个层次 C.属于用以建立一个用户的应用环境 D.属于符号化的机器指令 7、指令执行结果出现异常引起的中断是(C ) A.输入/输出中断 B.机器校验中断 C.程序性中断 D.外部中断 8、块冲突概率最高的Cache地址映象方式是(A ) A.直接 B.组相联 C.段相联 D.全相联 9、组相联映象、LRU替换的Cache存储器,不影响Cache命中率的是(B ) A.增大块的大小 B.增大主存容量 C.增大组的大小 D.增加Cache中的块数 10、流水处理机对全局性相关的处理不.包括(C) A.猜测法 B.提前形成条件码 C.加快短循环程序的执行 D.设置相关专用通路

计算机系统结构模拟试题5

计算机组成原理模拟试题(2)一、填空题:04分,每题02分 =_____________ [X]补=_____________补-X][1、 X=-0.1001 [X]原 =_____________ =_____________ =_____________ [-Y]补Y]原=_____________ []补 Y=0.0101 [Y ]补=_____________ [X+Y对西文输出的字符设备,在计算机的内存储器中存储的是 字符数据的每个字符的、 2,设备中的字符_____________(包括显示或打印)的则是每个字 符的码,输出_____________间的对应关_____________发生器的主要功能是解决从字符的 _____________码和字符的系。分二、单选题:20分,每题02 。3、 32 x 32点阵汉 字的机内编码需要 A: 16个字节 B: 32个字节 2个字节 C: 32×个字节 D: 32×4位,则可表示位,数值位为314、某机字长32位,采 用原码定点整数表示,符号位为1 。,最小负整数为的最大正整数为 A: B: C: D: 来实现。 5、在定点二进制运算器中,减法运算一般通过 A: 原码运算的二进制减法器 B: 补码运算的二进制减法器 C: 补码运算的十进制加法器 D: 补码运算的二进制加法器 。 6、在浮点数运算中产生溢出的原因是运算过程中最高位产生了进位或借位 A: 参加运算的操作数超出了机器的表示范围B: C: 运算的结果的阶码超出了机器的表示范围寄存器的位数太少,不得不舍弃最低有效位 D: 。 7、无论如何划分计算机的功能部件,控制器部件中至少含有 IP A: PC、 IR B: PC、、IP C: IR D: AR、IP 8、某存储器容量为32K×16位,则 A: 地址线为16根,数据线为32根 根16根,数据线为32地址线为B: C: 地址线为15根,数据线为16根 D: 地址线为15根,数据线为32根 9、在统一编址方式下,存储单元和I/O设备是靠指令中的来区分的。

计算机体系结构实验报告二

实验二结构相关 一、实验目得: 通过本实验,加深对结构相关得理解,了解结构相关对CPU性能得影响。 二、实验内容: 1、用WinDLX模拟器运行程序structure_d、s 。 2、通过模拟,找出存在结构相关得指令对以及导致结构相关得部件。 3、记录由结构相关引起得暂停时钟周期数,计算暂停时钟周期数占总执行 周期数得百分比。 4、论述结构相关对CPU性能得影响,讨论解决结构相关得方法。 三、实验程序structure_d、s LHI R2, (A>>16)&0xFFFF 数据相关 ADDUI R2, R2, A&0xFFFF LHI R3, (B>>16)&0xFFFF ADDUI R3, R3, B&0xFFFF ADDU R4, R0, R3 loop: LD F0, 0(R2) LD F4, 0(R3) ADDD F0, F0, F4 ;浮点运算,两个周期,结构相关 ADDD F2, F0, F2 ; < A stall is found (an example of how to answer your questions) ADDI R2, R2, #8 ADDI R3, R3, #8 SUB R5, R4, R2 BNEZ R5, loop ;条件跳转 TRAP #0 ;; Exit < this is a ment !! A: 、double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 B: 、double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 四、实验过程 打开软件,load structure_d、s文件,进行单步运行。经过分析,此程序一 次循环中共有五次结构相关。(Rstall 数据相关Stall 结构相关) 1)第一个结构相关:addd f2,,f0,f2 由于前面得数据相关,导致上一条指令addd f0,f0,f4暂停在ID阶段,所以下一条指令addd f2,,f0,f2发生结构相关,导致相关得部件:译码部件。

(完整版)计算机系统结构复习题(附答案)范文

计算机系统结构复习题和重点(附答案) 一、单项选择题 1.实现汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是由() A.编译程序解释B.编译程序翻译 C.汇编程序解释D.汇编程序翻译 2.系列机软件必须保证() A.向前兼容,并向上兼容B.向前兼容,并向下兼容 C.向后兼容,力争向上兼容D.向后兼容,力争向下兼容 3.浮点数尾数基值r m=8,尾数数值部分长6位,可表示规格化正尾数的个数是()A.56个B.63个 C.64个D.84个 4.在IBM370系统中,支持操作系统实现多进程共用公用区管理最有效的指令是()A.“执行”指令B.“程序调用”指令 C.“比较与交换”指令D.“测试与置定”指令 5.关于非专用总线三种控制方式中,下列叙述错误 ..的是() A.集中式定时查询,所有部件共用同一条“总线忙”线 B.集中式定时查询,所有部件都用同一条“总线请求”线 C.集中式独立请求,所有部件都用同一条“总线请求”线 D.集中式串行链接,所有部件都用同一条“总线请求”线 6.磁盘外部设备适合于连接到() A.字节多路通道B.数组多路通道或选择通道 C.选择通道或字节多路通道D.数组多路通道或字节多路通道 7.在Cache存储器中常用的地址映象方式是() A.全相联映象B.页表法映象 C.组相联映象D.段页表映象 8.在指令级高度并行的超级处理机中,下列叙述正确的是() A.超标量处理机利用资源重复,要求高速时钟机制 B.超流水线处理机利用资源重复,要求高速时钟机制 C.超标量处理着重开发时间并行性,要求高速时钟机制 D.超流水线处理机着重开发时间并行性,要求高速时钟机制 9.间接二进制n方体网络是一种() A.多级立方体网络B.多级全排列网络

计算机系统结构期末考试题目

第一章: 1.计算机系统结构的定义 答:由程序设计者看到的一个计算机系统的属性,即概念性结构和功能特性。 2.透明性概念 答:在计算机技术中,一种本来是存在的事物或属性,但从某种角度看似乎不存在,称为透明性现象。 3.兼容性向后兼容 兼容性:同一个软件可以不加修改地运行于系统结构相同的各档机器,可获得相同的结果,差别只在于不同的运行时间。 向后兼容:按某个时期投入市场的某种型号机器编制的程序,不加修改就能运行于在它之后投入市场的机器。 4.Amdahl定律 答:系统中某一部件由于采用某种更快的执行方式后整个系统性能的提高与这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。 5.CPI 答:每条指令的平均时钟周期数。 6.MIPS 答:每秒百万条指令数!MIPS=时钟频率/(CPI*10^6) 7.MFLOPS 答:每秒百万次浮点操作次数。MFLOPS=程序中的浮点操作次数/(执行时间*10^6) 8.命中率的概念 答: 9.Flynn分类法是按指令流和数据流的多倍性特征进行计算机系统结构的划分 答:①单指令流单数据流SISD ②单指令流多数据流SIMD ③多指令流单数据流MISD (实际不存在)④多指令流多数据流MIMD 10.计算机系统设计的定量原理(四个) 答:①加快经常性事件的速度②Amdahl定律③CPU性能公式④访问的局部性原理11.CPI和加速比的计算 答:CPI=CPU时钟周期数/IC CPU时间=CPU时钟周期数/频率 CPU时间=CPU时钟周期*时钟周期长 加速比=(采用改进措施后的性能)/(没有采用改进措施前的性能) =(没有采用改进措施前执行某任务的时间)/(采用改进措施后执行某任务的时间) 12.软硬件实现的特点 硬件实现:速度快、成本高;灵活性差、占用内存少 软件实现:速度低、复制费用低;灵活性好、占用内存多 13.系统评价的标准 ①运算速度②存储器系统③其他性能④成本标准

计算机系统结构模拟题

《计算机系统结构》模拟题 一.判断是非题,对的打√,错的打× 1.系列机是指由一个厂家生产的具有相同组成,但具有不同系统结构和实现的一系列不同型号的机器。 ( × ) 2.Cray 1向量处理机中,由于每个向量寄存器的长度为64,当实际需要处理的向量长度大于64时,它就不能够处理了。 ( × ) 3.按照Flynn 分类法,Illiac IV 阵列处理机是MIMD 计算机。 ( × ) 4.多级混洗交换网络是阻塞网络。 ( √ ) 二.填空题 1.多机系统的互连网络的通信模式可分为4种,其中,一对一的通信模式称为____单播_____模式,一对全体的通信模式为_____广播____模式,多对多的通信模式为____会议_____模式。 2.SIMD 计算机和流水线向量处理机都可以执行向量指令,前者采用___资源重复______并行性,后者采用___时间重叠______并行性。 3.系列机软件兼容必须做到___向后_____兼容,力争做到___向上_____兼容。 4.流水线消除瓶颈段的方法有____细分_____和____重复设置瓶颈段(可交换次序)_____2种方法。 5.设通道数据传送过程中,选择一次设备的时间为 s T ,传送一个字节的时间为D T ,则字 节多路通道最大流量等于____ D s T T 1 _____。 6.Illiac IV 8×8阵列中,网络直径为____7_____。 7.对堆栈型替换算法,增大分配给程序的___主存页面______,对第一级存储器的命中率就会单调____上升_____。 8.从网络的任何结点看,若网络拓扑结构都是相同的,则称这样的网络是___对称______网络。 三.单项选择题 1.在计算机系统层次结构中,从下层到上层,各层相对顺序正确的是( B )。 A.汇编语言机器级-操作系统机器级-高级语言机器级 B.微程序机器级-传统机器语言机器级-汇编语言机器级 C.传统机器语言机器级-高级语言机器级-汇编语言机器级 D.汇编语言机器级-应用语言机器级-高级语言机器级 2.Illiac IV 阵列处理机中,PE 之间所用的互连函数是( A )。

计算机系统结构试题及答案

计算机系统结构复习题 单选及填空: 计算机系统设计的主要方法 1、由上往下的设计(top-down) 2、由下往上的设计(bottom-up) 3、从中间开始(middle-out) Flynn分类法把计算机系统的结构分为以下四类: (1)单指令流单数据流 (2)单指令流多数据流 (3)多指令流单数据流 (4) 多指令流多数据流 堆栈型机器:CPU 中存储操作数的单元是堆栈的机器。 累加器型机器:CPU 中存储操作数的单元是累加器的机器。 通用寄存器型机器:CPU 中存储操作数的单元是通用寄存器的机器。 名词解释: 虚拟机:用软件实现的机器叫做虚拟机,但虚拟机不一定完全由软件实现,有些操作可以由硬件或固件(固件是指具有软件功能的固件)实现。 系列机:由同一厂家生产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型号的计算机。 兼容机:它是指由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。 流水线技术:将一个重复的时序过程,分解成为若干个子过程,而每一个子过程都可有效地在其专用功能段上与其它子过程同时执行。 单功能流水线:指流水线的各段之间的连接固定不变、只能完成一种固定功能的流水线。 多功能流水线:指各段可以进行不同的连接,以实现不同的功能的流水线。 顺序流水线:流水线输出端任务流出的顺序与输入端任务流入的顺序完全相同。 乱序流水线:流水线输出端任务流出的顺序与输入端任务流入的顺序可以不同,允许后进入流水线的任务先完成。这种流水线又称为无序流水线、错序流水线、异步流水线。 吞吐率:在单位时间流水线所完成的任务数量或输出结果的数量。 指令的动态调度:

是指在保持数据流和异常行为的情况下,通过硬件对指令执行顺序进行重新安排,以提高流水线的利用率且减少停顿现象。是由硬件在程序实际运行时实施的。 指令的静态调度: 是指依靠编译器对代码进行静态调度,以减少相关和冲突。它不是在程序执行的过程中、而是在编译期间进行代码调度和优化的。 超标量: 一种多指令流出技术。它在每个时钟周期流出的指令条数不固定,依代码的具体情况而定,但有个上限。 超流水:在一个时钟周期分时流出多条指令。 多级存储层次: 采用不同的技术实现的存储器,处在离CPU不同距离的层次上,各存储器之间一般满足包容关系,即任何一层存储器中的容都是其下一层(离CPU更远的一层)存储器中容的子集。目标是达到离CPU最近的存储器的速度,最远的存储器的容量。 写直达法: 在执行写操作时,不仅把信息写入Cache中相应的块,而且也写入下一级存储器中相应的块。写回法: 只把信息写入Cache中相应块,该块只有被替换时,才被写回主存。 集中式共享多处理机: 也称为对称式共享存储器多处理SMP。它一般由几十个处理器构成,各处理器共享一个集中式的物理存储器,这个主存相对于各处理器的关系是对称的, 分布式共享多处理机: 它的共享存储器分布在各台处理机中,每台处理机都带有自己的本地存储器,组成一个“处理机-存储器”单元。但是这些分布在各台处理机中的实际存储器又合在一起统一编址,在逻辑上组成一个共享存储器。这些处理机存储器单元通过互连网络连接在一起,每台处理机除了能访问本地存储器外,还能通过互连网络直接访问在其他处理机存储器单元中的“远程存储器”。 多Cache一致性: 多处理机中,当共享数据进入Cache,就可能出现多个处理器的Cache中都有同一存储器块的副本,要保证多个副本数据是一致的。 写作废协议: 在处理器对某个数据项进行写入之前,它拥有对该数据项的唯一的访问权 。 写更新协议: 当一个处理器对某数据项进行写入时,它把该新数据广播给所有其它Cache。这些Cache用该新数据对其中的副本进行更新。 机群:是一种价格低廉、易于构建、可扩放性极强的并行计算机系统。它由多台同构或异构

计算机体系结构期末考试知识点与答案

体系结构复习重点.doc 1..诺依蔓计算机的特点 答:·若依曼计算机的主要特点如下: 存储程序方式。指令和数据都是以字的方式存放在同一个存储器中,没有区别,由机器状态来确定从存储器读出的字是指令或数据。 指令串行执行,并由控制器集中加以控制、 单元定长的一维线性空间的存储器 使用低级机器语言,数据以二进制形式表示。 单处理机结构,以运算器作为中心。 其实,他最大的特点就是简单易操作。 2. T(C)=所描述的三个层次(8页) 答:3个层次为控制器、算术逻辑部件、基本逻辑部件 3. 计算机系统结构的分类(5页) 4. 计算机系统中的数据表示(38页) 5. 指令系统设计的原则 答:指令系统的设计原则是,应特别注意如何支持编译系统能高效、简易地将源程序翻译成目标代码。 首先是正交性:又称分离原则或互不相干原则。即指令中各个有不同含义的字段之间,在编码时应互相独立、互不相关。 规整性:对相似的操作数做出相同的规定。 可扩充性:要保留一定余量的操作码空间,为以后的扩展所用。 对称性:为了使编译能更加方便,通常希望操作具有对称性。 6. 流水操作中的相关 答:流水操作过程中会出现一下的3个相关:资源或结构相关、数据相关、和控制相关。 资源相关是指当有多条指令进入流水线后在同一机器周期内争用同一功能部件所发生的冲突。 数据相关:这是由于流水线中的各条指令的重叠操作使得原来对操作数的访问顺序发生了变化,从而导致了数据相关的冲突。 控制相关主要是转移指令引起的,比起数据相关来,他会使流水线丧失更多的性能。 7. 向量机中对向量的各种运算可以采用的加工方式(149页) 答:向量机中对向量的各种运算可以采用不同的加工方式,但比较有效的加工方式

计算机系统结构总复习题

一、单项选择题 1、直接执行微指令的是( ) A.汇编程序B.编译程序 C.硬件D.微指令程序 2、对系统程序员不透明的应当是( )。 A.Cache存贮器B.系列机各档不同的数据通路宽度C.指令缓冲寄存器D.虚拟存贮器 3、对机器语言程序员透明的是( )。 A.中断字B.主存地址寄存器 C.通用寄存器D.条件码 4、计算机系统结构不包括( )。 A.主存速度B.机器工作状态 C.信息保护D.数据 5、从计算机系统结构上讲,机器语言程序员所看到的机器属性是( )。A.计算机软件所要完成的功能B.计算机硬件的全部组成 C.编程要用到的硬件组织D.计算机各部件的硬件实现 6、计算机组成设计不考虑( )。 A.专用部件设置B.功能部件的集成度 C.控制机构的组成D.缓冲技术 7、以下说法中,不正确的是( )。 软硬件功能是等效的,提高硬件功能的比例会: A.提高解题速度B.提高硬件利用率 C.提高硬件成本D.减少所需要的存贮器用量 8、在系统结构设计中,提高软件功能实现的比例会( )。 A.提高解题速度B.减少需要的存贮容量 C.提高系统的灵活性D.提高系统的性能价格比 9、下列说法中不正确的是( )。 A.软件设计费用比软件重复生产费用高 B.硬件功能只需实现一次,而软件功能可能要多次重复实现 C.硬件的生产费用比软件的生产费用高 D.硬件的设计费用比软件的设计费用低 10、在计算机系统设计中,比较好的方法是( )。 A.从上向下设计B.从下向上设计 C.从两头向中间设计D.从中间开始向上、向下设计11、"从中间开始"设计的"中间"目前多数是在( )。 A.传统机器语言级与操作系统机器级之间 B.传统机器语言级与微程序机器级之间 C.微程序机器级与汇编语言机器级之间 D.操作系统机器级与汇编语言机器级之间 12、系列机软件应做到( )。 A.向前兼容,并向上兼容 B.向后兼容,力争向上兼容

计算机系统结构(复习题)

《计算机系统结构》复习题(一) 一、单项选择题 1.同号相减或异号相加,阶差为1,只需要设置位警戒位。【】A.0 B. 1 C. 2 D. 3 2.计算机系统多级层次结构中,操作系统机器级的直接上层是【】A.传统机器级B.高级语言机器级 C.应用语言机器级D.汇编语言机器级 3.以下不.是设计RISC的原则的是【】A.指令多用硬联控制实现 B.指令条数多,通常超过100条 C.指令寻址方式一般不超过两种 D.所有指令都在一个机器周期内完成 4. 下列操作码的编码方法中,操作码平均长度最短的是:【】 A、固定长编码 B、Huffman编码 C、不等长扩展编码 D、等长扩展编码 5.在采用延迟转移技术时,在以下几种调度方法中,效果最好的是哪一种方法【】 A.将转移指令前的那条指令调度到延迟槽中 B.将转移目标处的那条指令调度到延迟槽中 C.将转移不发生时该执行的那条指令调度到延迟槽中 D.在延迟槽中填入NOP空操作指令 6.在以下输入输出控制器的管理方式中,外设的工作速度对计算机性能影响最小的是 【】 A. 程序控制轮询方式 B. 程序控制中断方式 C. 直接存储器访问方式 D. I/O处理机方式 7. 计算机系统多级层次结构中,操作系统机器级的直接上层是【】 A.传统机器级B.高级语言机器级 C.应用语言机器级D.汇编语言机器级 8.多处理机的互连方式采用总线形式的优点是【】 A.硬件成本低且简单 B.适用于处理机机数较多的场合 C.有很高的潜在通信速率 D.不便于改变系统硬件设置 9.浮点数尾数基值r m=8,尾数数值部分长6位,可表示规格化正尾数的个数是【】A.56个B.63个 C.64个D.84个

系统结构期末考试试题及答案

得分 评分人 填空题: (20分,每题2 分) 单选题:(10分,每题1分) A.任何虚页都可装入主存中任何实页的位置 B. 一个虚页只装进固定的主存实页位置 《计算机系统结构》期末考试试卷(A ) 得分 注:1、共100分,考试时间120分钟。 2、此试卷适用于计算机科学与技术本科专业。 1、."启动I/O"指令是主要的输入输出指令,是属于( A. 目态指令 B.管态指令 C.目态、管态都能用的指令 D.编译程序只能用的指令 2、 输入输出系统硬件的功能对 (B )是透明的 A.操作系统程序员 B.应用程序员 C.系统结构设计人员 D.机器语言程序设计员 3、 全相联地址映象是指(A ) C. 组之间固定,组内任何虚页可装入任何实页位置 D.组间可任意装入,组内是固定装入 4、( C ) 属于MIMD 系统结构 A.各处理单元同时受一个控制单元的管理 B.各处理单元同时受同个控制单元送来的指令 C.松耦合多处理机和多计算机系统 D. 阵列处理机 5、多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关,则( B ) A.可以并行执行 B.不可能并行 C.任何情况均可交换串行 D.必须并行执行 6、 计算机使用的语言是(B ) A.专属软件范畴,与计算机体系结构无关 B.分属于计算机系统各个层次 C.属于用以建立一个用户的应用环境 D. 属于符号化的机器指令 7、 指令执行结果出现异常引起的中断是( C ) A.输入/输出中断 B.机器校验中断 C.程序性中断 D.外部中断 &块冲突概率最高的 Cache 地址映象方式是(A ) A.直接 B .组相联 C .段相联 D .全相联 9、 组相联映象、LRU 替换的Cache 存储器,不影响 Cache 命中率的是(B ) A.增大块的大小 B .增大主存容量 C .增大组的大小 D .增加Cache 中的块数 10、 流水处理机对全局性相关的处理不 包括(C ) A.猜测法 B.提前形成条件码 C.加快短循环程序的执行 D.设置相关专用通路

计算机系统结构模拟题

《计算机系统结构》模拟题(补)一.单项选择题 1. SIMD是指()。 A、单指令流单数据流 B、单指令流多数据流 C、多指令流单数据流 D、多指令流多数据流 2. 磁盘外部设备适合于连接到()。 A.字节多路通道B.数组多路通道或选择通道 C.选择通道或字节多路通道D.数组多路通道或字节多路通道 3. 下列()存储设备不需要编址。 A. 通用寄存器 B. 主存储器 C. 输入输出设备 D. 堆栈 4.多处理机的各自独立型操作系统( )。 A.要求管理程序不必是可再入的 B.适合于紧耦合多处理机 C.工作负荷较平衡 D.有较高的可靠性 5.输入输出系统硬件的功能对( )是透明的。 A.操作系统程序员 B.应用程序员 C.系统结构设计人员 D.机器语言程序设计员 6. 实现汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是由()。 A.编译程序解释B.编译程序翻译 C.汇编程序解释D.汇编程序翻译 7.全相联地址映象是指( )。 A.任何虚页都可装入主存中任何实页的位置 B.一个虚页只装进固定的主存实页位置 C.组之间是固定的,而组任何虚页可以装入任何实页位置 D.组间可任意装入,组是固定装入 8.( )属于MIMD系统结构。 A.各处理单元同时受同一个控制单元的管理 B.各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令 C.松耦合多处理机和多计算机 D.阵列处理机

9.设16个处理器编号分别为0,1,2,…,15用Cube3互联函数时,第10号处理机与第( ) 号处理机相联。 A.11 B.8 C.14 D.2 10.若输入流水线的指令既无局部性相关,也不存在全局性相关,则( )。 A.可获得高的吞吐率和效率 B.流水线的效率和吞吐率恶化 C.出现瓶颈 D.可靠性提高 11.流水线的技术指标不包括( )。 A.响应比 B.吞吐率 C.加速比 D.效率 12.指令优化编码方法,就编码的效率来讲,方法最好是()。 A. 固定长度编码 B. 扩展编码法 C. Huffman编码法 D. 以上编码都不是 13.RISC 计算机的指令系统集类型是 ( ) 。 A. 堆栈型 B. 累加器型 C. 寄存器—寄存器型 D. 寄存器 - 存储器型 14.相联存储器的访问方式是( )。 A.先进先出顺序访问B.按地址访问 C.无地址访问D.按容访问 15.存储器读写速率越高,每位的成本也越高,存储容量也小。解决这一问题的主要方法是采用( )。 A.多级存储体系结构B.并行存储器 C. Cache D.缓冲技术 16.计算机系统多级层次中,从下层到上层,各级相对顺序正确的应当是()。 A.汇编语言机器级---操作系统机器级---高级语言机器级 B.微程序机器级---传统机器语言机器级---汇编语言机器级 C.传统机器语言机器级---高级语言机器级---汇编语言机器级 D. 汇编语言机器级---应用语言机器级---高级语言机器级 17.对系统程序员不透明的是()。 A.Cache 存储器 B.系列几各档不同的数据通路宽度 C.指令缓冲寄存器 D.虚拟存储器 18.在计算机系统设计中,比较好的方法是()。

北邮计算机系统结构实验报告-实验一到五-WINDLX模拟器

北京邮电大学 实验报告 课程名称计算机系统结构 计算机学院03班 王陈(11)

目录 实验一WINDLX模拟器安装及使用......................................... 错误!未定义书签。 ·实验准备................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验环境................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验步骤................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验内容及要求.................................................................... 错误!未定义书签。 ·实验过程............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验总结............................................................................. 错误!未定义书签。实验二指令流水线相关性分析 ............................................... 错误!未定义书签。 ·实验目的............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验环境................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验步骤................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验过程............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验总结............................................................................. 错误!未定义书签。实验三DLX处理器程序设计 .................................................... 错误!未定义书签。 ·实验目的............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验环境................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验步骤................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验过程............................................................................. 错误!未定义书签。 A.向量加法代码及性能分析 ................................................... 错误!未定义书签。 B.双精度浮点加法求和代码及结果分析 .............................. 错误!未定义书签。 ·实验总结............................................................................. 错误!未定义书签。实验四代码优化 ....................................................................... 错误!未定义书签。 ·实验目的............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验环境................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验原理................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验步骤................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验过程............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验总结+实习体会........................................................... 错误!未定义书签。实验五循环展开 ....................................................................... 错误!未定义书签。 ·实验目的............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验环境................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验原理................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验步骤................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验过程............................................................................. 错误!未定义书签。 矩阵乘程序代码清单及注释说明........................................... 错误!未定义书签。 相关性分析结果........................................................................... 错误!未定义书签。 增加浮点运算部件对性能的影响........................................... 错误!未定义书签。 增加forward部件对性能的影响 ............................................ 错误!未定义书签。 转移指令在转移成功和转移不成功时候的流水线开销 .. 错误!未定义书签。 ·实验总结+实习体会+课程建议......................................... 错误!未定义书签。

《计算机体系结构》期末复习题标准答案

《计算机体系结构》期末复习题答案

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《计算机体系结构》期末复习题答案 系别_________ 班级_________ 姓名__________ 学号__________ 一、填空题(每空1分) 1.按照弗林(Flynn)分类法,计算机系统可以分为4类:SISD计算机、(SIMD计算机)、(MISD计算机)和(MIMD计算机)。 2. 改进之后的冯?诺依曼计算机的只要特点是存储器为中心,总线结构,分散控制。 3. 当前计算机系统中的存储系统是一个层次结构,其各层分别为:(通用寄存器,高速缓存,主存,辅存,脱机大容量存储器)。 4.高速缓冲存储器的地址映象方式有三种,它们分别是:(全向量方式,直接相联方式,组相联方式)。 5.虚拟存储器的三种管理方式是(段式管理,页式管理和段页式管理)。 6.目前计算机中常用数据有(用户定义数据,系统数据和指令数据)三种类型。 7.通常可能出现的流水线的相关性有(资源相关,数据相关和控制相关)。 8.解决中断引起的流水线断流的方法有(不精确断点法和精确断点法)。 9.目前向量处理机的系统结构有两种:(存储器-存储器型和寄存器-寄存器型)。 10.通用计算机基本指令分为5类,它们分别是:(数据传送类,运算类,程序控制类,输入输出类,处理机控制和调试类)。 11.执行指令x1=x2+x3;x4=x1-x5会引起(RAW)类型的数据相关,执行指令x5=x4*x3;x4=x0+x6会引起(W AR)类型的数据相关,执行指令x6=x1+x2;x6=x4*x5会引起(WA W)类型的数据相关。 12.多计算机网络中,通常出现的4种通信模式是(单播模式,选播模式,广播模式和会议模式)。 13.传统的冯?诺依曼计算机是以控制驱动方式工作,以数据驱动方式工作的典型计算机是(数据流计算机),以需求驱动方式工作的典型计算机是(归约机),以模式匹配驱动方式工作的典型计算机是(人工智能计算机)。 二、名词解释(每题2分) 1.计算机体系结构: 计算机系统结构就是计算机的机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性,是硬件子系统的概念结构及其功能特性。 2.系列机: 所谓系列机是指同一厂家生产的具有相同的系统结构,但采取了不同的组成和实现的技术方案,形成了不同型号的多种机型。 3.模拟: 模拟是指用软件的方法在一台计算机上,实现另一台计算机的指令系统,被模拟的机器是不存在的,称为虚拟机,执行模拟程序的机器称宿主机。 4.程序的局部性原理: 程序访问局部性原理说明了计算机在程序执行过程中呈现出的一种规律,即程序往往重

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