计算机体系结构试题库—简答题
计算机体系结构试卷试题(答案全)

一填空题(每空1分,共30分)1、系列机是指具有相同的体系结构,但具有不同组织和实现的一系列不同型号的机器。
2、存储程序计算机结构上的主要特点之一是以运算器为中心。
3、从计算机系统结构的多级层次结构可知,通常情况下,第1、2、3级用解释方法实现,第4或更高级用翻译方法实现。
4、对于最常见的事件,通常赋予它优先的处理权和资源使用权,这是计算机体系结构设计中的大概率事件优先原则。
5、容量为64块的Cache采用组相联方式映像,字块大小为128字节,每4块为一组,若主存容量为4096块,且以字编址,那么主存地址为 19 位,主存区号为 6 位。
6、可改进比例的值总是小于等于1 。
7、一般有两种策略来保存寄存器的内容,即:调用者保存和被调用者保存。
8、DLX指令集提供了立即数寻址、寄存器寻址、偏移寻址和寄存器间接寻址4种寻址方式。
9、对某流水线处理器测试时发现其存在结构冲突,通常可采用资源重复和流水化功能单元方法解决该问题。
10、编译器通过重新组织代码顺序消除暂停的技术被称为指令调度。
11、按照流水的级别可以把流水线分为部件级流水线、处理机级流水线和处理机间流水线。
12、为解决流水线使用非流水数据通路的寄存器引起冲突,在流水线设计中采用寄存器文件技术解决该问题。
13、Cache的替换算法常见的有 FIFO 、LRU 和随机法。
14、改进Cache性能的方法主要有降低失效率、减少失效开销和减少Cache命中时间。
15、减少流水线处理分支暂停时钟周期数的途径包括尽早判断分支转移是否成功和尽早计算出分支成功转移的PC值。
二、选择题(1—15题,每题1分,共15分)1、下面的指令中, A 不属于RISC处理器指令集。
A.ADD R4,[1000] B.LD R3,(R4) C.SUB R4,R3 D.SD 0(R3),R42. 在其它部件性能保持不变的情况下,对CPU性能的不断改进并没有获得期望的结果,这主要是受到了 A 的影响。
计算机系统结构专升本试题详解

计算机系统结构专升本试题详解一、多选题1. 在现代计算机中,以下哪项不是属于CPU的功能?A) 运算逻辑单元(ALU)B) 控制单元(CU)C) 主存储器(RAM)D) 寄存器组答案:C) 主存储器(RAM)解析:CPU(Central Processing Unit)是计算机的核心部件,负责处理计算机中的所有指令。
CPU包括运算逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)、寄存器组等部件,而主存储器并不属于CPU的功能范畴。
2. 下列关于指令周期(Instruction Cycle)和时钟周期(Clock Cycle)的说法中,哪一个是正确的?A) 指令周期等于时钟周期B) 指令周期大于时钟周期C) 指令周期小于时钟周期D) 指令周期和时钟周期没有直接的联系答案:B) 指令周期大于时钟周期解析:指令周期是执行一条指令所需要的所有操作所花费的时间,包括获取指令、解码指令、执行指令等。
而时钟周期是CPU内部时钟的一个周期所需要的时间。
由于指令周期中的各个操作可能分解为多个时钟周期,所以指令周期往往大于时钟周期。
3. 下列关于存储器层次结构的说法中,哪一个是正确的?A) 高速缓存是存储器层次结构中最小且最快的存储器B) 主存储器的访问速度比高速缓存快C) 高速缓存的容量比主存储器大D) 高速缓存的成本比主存储器高答案:A) 高速缓存是存储器层次结构中最小且最快的存储器解析:存储器层次结构是计算机中不同速度和容量的存储器之间的组织关系。
在存储器层次结构中,高速缓存(Cache)是最接近CPU的一级缓存,容量较小但速度很快;主存储器(Main Memory)的容量较大,速度相对较慢;而高速缓存的容量比主存储器小,但速度更快。
二、判断题1. 存储器单元地址是由存储器的存储容量决定的。
答案:错误解析:存储器单元地址是由存储器的位数决定的,而不是存储容量。
存储器容量是指存储器可以存储的数据量,而存储器位数是指存储器单元地址的位数。
计算机体系结构试题库—简答题

计算机体系结构试题库简答题(100题)1.简述CISC结构计算机的缺点。
答:在CISC结构的指令系统中,各种指令的使用频率相差悬殊。
据统计,有20%的指令使用频率最大,占运行时间的80%。
也就是说,有80%的指令在20%的运行时间内才会用到。
CISC结构指令系统的复杂性带来了计算机体系结构的复杂性,这不仅增加了研制时间和成本,而且还容易造成设计错误。
CISC结构指令系统的复杂性给VLSI设计增加了很大负担,不利于单片集成。
CISC结构的指令系统中,许多复杂指令需要很复杂的操作,因而运行速度慢。
在CISC结构的指令系统中,由于各条指令的功能不均衡性,不利于采用先进的计算机体系结构技术(如流水技术)来提高系统的性能。
2.RISC结构计算机的设计原则。
答:A.选取使用频率最高的指令,并补充一些最有用的指令;B.每条指令的功能应尽可能简单,并在一个机器周期内完成;C.所有指令长度均相同;D.只有load和store操作指令才访问存储器,其它指令操作均在寄存器之间进行;E.以简单有效的方式支持高级语言。
3.影响现代微处理器主频提升的主要原因由哪些答:线延迟、功耗。
4.指令集格式设计时,有哪三种设计方法答:固定长度编码、可变长编和混合编码)三种设计方法。
5.简述存储程序计算机(冯·诺依曼结构)的特点。
答:(1)机器以运算器为中心。
(2)采用存储程序原理。
(3)存储器是按地址访问的、线性编址的空间。
(4)控制流由指令流产生。
(5)指令由操作码和地址码组成。
(6)数据以二进制编码表示,采用二进制运算。
6.在进行计算机系统设计时,一个设计者应该考虑哪些因素对设计的影响答:在进行计算机系统设计时,设计者应该考虑到如下三个方面因素的影响:技术的发展趋势;计算机使用的发展趋势;计算机价格的发展趋势。
7.简述程序翻译技术的特点。
答:翻译技术是先把N+1级程序全部变换成N级程序后,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。
计算机系统结构试题及答案—西安理工大学

C分布式处理系统 D时间重叠
4. 开发并行性的途径有时间重叠,( )和资源共享。
A 重叠流水
B 共享主存
C资源重复
D软件共享
5. 开发并行性的途径有时间重叠,资源重复和( )。
A指令流水线
B资源共享
C 双工系统
D 机群系统
6. 计算机系统的层次结构按照有高到低的顺序分别为( )。
A 高级语言机器级,汇编语言机器级,传统机器语言机器级,微程序机器级
3. 某机器指令字长 16 位,设有单地址指令和双地址指令两类。若每个地址字段为 6 位,且 双 地址指令有 x 条。问单地址指令最多可以有多少条?
4. 简述三种面积的寻址方式的关系。
5. 堆栈型机器与通用寄存器型机器的主要区别是什么?
解答: 1. 2. 3. 4.
5. 五.应用题 1. 浮点数系统使用的阶基 rp=2,阶值位数 p=2,尾数基值 rm=4,以 rm 为基的尾数尾数 m’ =2 ,试计算在非负阶、正尾数、规格化情况下的最小尾数值、最大尾数值、可表示的最小值和 最大值及可表示数的个数。
7. 浮点数系统使用的阶基 rp=2,阶值位数 p=2,尾数基值 rm=10,以 rm 为基的尾数尾数 m’ =1 ,试计算在非负阶、正尾数、规格化情况下的最小尾数值、最大尾数值、可表示的最小值和 最大值及可表示数的个数。
8. 指令中常用下列寻址方式来得到操作数:立即操作数、间接寻址、直接寻址、 寄存器寻址、自相对寻址。请分别说明这些寻址方法的原理,井对它们在如下 4 个方
3. 自定义数据表示中有_标__识___符__数_、据数表据示描述等。
4. 扩展操作码编码仍利用哈__夫__曼___压__缩__思想,一般其平均码长要比全 Haffman 编码的平均码 长大。
自考计算机系统结构(02325)试题及答案解析

2015年10月高等教育自学考试全国统一命题考试计算机系统结构试卷(课程代码02325)本试卷共3页,满分l00分,考试时间l50分钟。
考生答题注意事项:1.本卷所有试题必须在答题卡上作答。
答在试卷上无效,试卷空白处和背面均可作草稿纸. 2.第一部分为选择题。
必须对应试卷上的题号使用2B铅笔将“答题卡”的相应代码涂黑。
3.第二部分为非选择题。
必须注明大、小题号,使用0.5毫米黑色字迹签字笔作答。
4.合理安排答题空间,超出答题区域无效。
第一部分选择题一、单项选择题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其选出并将“答题卡”的相应代码涂黑。
未涂、错涂或多涂均无分。
1.在计算机系统按功能划分的多级层次结构中,机器级由高到低,相对层次正确的顺序是A.微程序机器语言机器——传统机器语言机器——高级语言机器B.操作系统机器——汇编语言机器——高级语言机器C.应用语言机器——高级语言机器一一汇编语言机器D.传统机器语言机器——操作系统机器——汇编语言机器2.用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法称为A.编译B.仿真C.翻译D.模拟3.根据操作数据或信息存放的位置,下列不属于计算机面向的寻址方式是A.面向主存B.面向寄存器C.面向堆栈D.面向控存4.浮点数系统使用的阶基r p=2,阶值位数P=2,尾数基值r m=10,以r m为基的尾数位数m ’=1,在非负阶正尾数、规格化情况下的最小尾数值为A.0.5 B.0.1 C.0.01 D.0.055.IBM370系统将中断的类型分为A.3类B.4类C.5类D.6类6.下列属于总线标准的是A.电气B.速率C.流量D.吞吐率7. 为了解决主存的容量满足不了要求,采用的技术是A.寄存器B.虚拟存储器C.高速缓存D.控制存储器8.标量流水处理机的性能指标主要有A.吞吐率、加速比、时间延迟B.吞吐率、效率、时间延迟C.吞吐率、加速比、效率D.加速比、效率、时间延迟9.编号为0,1,…,15的16个处理器,用单级互连网络互连,当用shuffle互连函数时,第9号处理器连至的处理器号数是A.3 B.5 C.6 D.910.多处理机属于A.SISD系统B.SIMD系统C.MISD系统D.MIMD系统第二部分非选择题二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)请在答题卡上作答。
计算机体系结构试题及答案

计算机体系结构试题及答案一、简答题1、请你简述冯·诺依曼结构的工作原理。
指出:它的结构特点是什么?冯·诺依曼结构是指计算机采用存储程序的工作方式,包含五个部分:算术逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)、存储器(Memory)、输入/输出设备(I/O)、数据通路(Bus)。
它的工作原理是,程序从存储器中读取指令,指令分解成操作码和地址,控制单元根据操作码控制算术逻辑单元完成运算,然后将结果存储到存储器中或输出到I/O设备中。
其结构特点是:CPU与存储器采用同一总线,存储程序的方式,将数据和指令存储在同一存储器中,指令操作码和地址采用相同位数的二进制代码表示。
2、请你简述计算机的指令周期,以及每个阶段的作用。
指令周期是指计算机执行一条指令所经历的若干个阶段,一般包括取指令(Fetch)、指令译码(Decode)、执行指令(Execute)、存储结果(Write Back)四个阶段。
具体作用如下:取指令:从存储器中读取指令。
指令译码:对指令进行解析,确定指令的类型和操作数。
执行指令:根据指令类型和操作数进行相应的运算。
存储结果:将执行结果存储到指定的地址中,或者输出到I/O设备中。
3、请你简述计算机CPU的主要组成部分及其作用。
计算机CPU包含三个主要组成部分:算术逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)、寄存器组。
具体作用如下:算术逻辑单元(ALU):执行算术和逻辑运算,例如加、减、乘、除、与、或、非等运算。
控制单元(CU):控制计算机的运行,包括指令译码、节拍发生、中断处理、目标跳转等操作。
寄存器组:存储一些特殊的数据,例如程序计数器(PC)、指令寄存器(IR)、通用寄存器等。
4、请你简述计算机的系统总线及其作用。
计算机的系统总线是一种用于传送信息的共享通信通路,分为三类:地址总线(Address Bus)、数据总线(Data Bus)、控制总线(Control Bus)。
其主要作用是实现各个组件之间的数据传输和控制信号传送,如CPU向存储器读写数据、I/O设备访问存储器等。
计算机试题简答题及答案大全

计算机试题简答题及答案大全计算机科学与技术领域的发展与日俱增,对于相关知识的掌握要求也越来越高。
作为计算机学习者,我们不能仅仅停留在理论知识的掌握上,还需要通过实际操作来加深对计算机的理解。
在学习的过程中,试题是一种非常重要的学习资源,通过解答试题可以帮助我们巩固知识,提高应用能力。
本文将为大家提供一些计算机试题的简答题及答案大全,希望对大家的学习有所帮助。
1. 什么是计算机的硬件和软件?答:计算机的硬件是指计算机中可以看到和摸得到的实体部分,包括主机、显示器、键盘、鼠标等。
软件是指计算机中的程序和数据,包括操作系统、应用程序等。
2. 什么是计算机的输入设备和输出设备?答:计算机的输入设备用于向计算机输入数据和指令,例如键盘、鼠标、扫描仪等;输出设备用于将计算机处理后的结果显示或输出出来,例如显示器、打印机、投影仪等。
3. 什么是计算机的存储器?答:计算机的存储器是计算机的核心部件之一,用于存储数据和程序。
主要包括内存和外存两部分,内存用于临时存储数据和程序,外存用于长期存储数据和程序。
4. 什么是计算机网络?答:计算机网络是指将多台计算机互联起来,实现资源共享和信息传输的系统。
常见的计算机网络包括局域网、广域网和互联网等。
5. 什么是操作系统?答:操作系统是计算机系统中的核心软件,负责管理和控制计算机的硬件和软件资源,为用户和应用程序提供接口和服务。
6. 什么是数据库?答:数据库是指存储和管理大量有组织的数据的系统,可以提供高效的数据访问和管理功能。
常见的数据库软件有Oracle、MySQL等。
7. 什么是编程语言?答:编程语言是用于编写计算机程序的语言,是计算机和程序员之间进行交流的工具。
常见的编程语言包括C、Java、Python等。
8. 什么是算法?答:算法是指解决问题的步骤和方法,是计算机程序的核心部分。
好的算法可以提高程序的效率和质量。
9. 什么是数据结构?答:数据结构是组织和存储数据的方式,包括数组、链表、栈、队列等。
体系测试题及答案

体系测试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 体系结构中,以下哪一项不是基本构件?A. 处理器B. 总线C. 存储器D. 打印机2. 在计算机体系结构中,下列哪个选项是衡量性能的关键指标?A. 内存大小B. CPU频率C. 硬盘容量D. 显示器分辨率3. 以下哪个不是计算机体系结构的分类?A. 冯·诺依曼体系结构B. 哈佛体系结构C. 网络体系结构D. RISC体系结构4. 计算机体系结构中的流水线技术主要用于:A. 提高内存访问速度B. 减少数据传输延迟C. 提高指令执行效率D. 增强图形处理能力5. 以下哪个不是计算机体系结构中的并行技术?A. 指令级并行B. 数据级并行C. 线程级并行D. 磁盘阵列6. 在计算机体系结构中,缓存的目的是:A. 存储操作系统B. 存储临时文件C. 减少CPU与内存之间的速度差异D. 存储用户数据7. 以下哪个是衡量计算机体系结构性能的指标?A. 像素B. 分辨率C. 时钟频率D. 硬盘转速8. 计算机体系结构中的多核处理器技术主要用于:A. 减少能耗B. 提高计算速度C. 增加存储容量D. 改善图形显示9. 以下哪个是计算机体系结构中的虚拟化技术?A. 多任务处理B. 多线程处理C. 多核处理D. 虚拟内存10. 在计算机体系结构中,以下哪个技术可以提高系统的可靠性?A. 冗余设计B. 电源管理C. 热插拔技术D. 网络通信答案:1.D 2.B 3.C 4.C 5.D 6.C 7.C 8.B 9.D 10.A二、填空题(每空1分,共10分)1. 计算机体系结构中的______是指将指令和数据分开存储和处理。
2. 计算机体系结构中的______技术可以提高指令的执行速度。
3. 计算机体系结构中的______技术允许多个指令在不同的阶段同时执行。
4. 计算机体系结构中的______是指使用多个处理器来提高计算能力。
5. 计算机体系结构中的______是指通过软件来模拟硬件的功能。
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计算机体系结构试题库简答题(100题)1.简述CISC结构计算机的缺点。
答:●在CISC结构的指令系统中,各种指令的使用频率相差悬殊。
据统计,有20%的指令使用频率最大,占运行时间的80%。
也就是说,有80%的指令在20%的运行时间内才会用到。
●CISC结构指令系统的复杂性带来了计算机体系结构的复杂性,这不仅增加了研制时间和成本,而且还容易造成设计错误。
●CISC结构指令系统的复杂性给VLSI设计增加了很大负担,不利于单片集成。
●CISC结构的指令系统中,许多复杂指令需要很复杂的操作,因而运行速度慢。
●在CISC结构的指令系统中,由于各条指令的功能不均衡性,不利于采用先进的计算机体系结构技术(如流水技术)来提高系统的性能。
2.RISC结构计算机的设计原则。
答:A.选取使用频率最高的指令,并补充一些最有用的指令;B.每条指令的功能应尽可能简单,并在一个机器周期内完成;C.所有指令长度均相同;D.只有load和store操作指令才访问存储器,其它指令操作均在寄存器之间进行;E.以简单有效的方式支持高级语言。
3.影响现代微处理器主频提升的主要原因由哪些?答:线延迟、功耗。
4.指令集格式设计时,有哪三种设计方法?答:固定长度编码、可变长编和混合编码)三种设计方法。
5.简述存储程序计算机(冯·诺依曼结构)的特点。
答:(1)机器以运算器为中心。
(2)采用存储程序原理。
(3)存储器是按地址访问的、线性编址的空间。
(4)控制流由指令流产生。
(5)指令由操作码和地址码组成。
(6)数据以二进制编码表示,采用二进制运算。
6.在进行计算机系统设计时,一个设计者应该考虑哪些因素对设计的影响?答:在进行计算机系统设计时,设计者应该考虑到如下三个方面因素的影响:●技术的发展趋势;●计算机使用的发展趋势;●计算机价格的发展趋势。
7.简述程序翻译技术的特点。
答:翻译技术是先把N+1级程序全部变换成N级程序后,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。
8.简述程序解释技术的特点。
答:解释技术是每当一条N+1级指令被译码后,就直接去执行一串等效的N级指令,然后再去取下一条N+1级的指令,依此重复进行。
9.经典体系结构的定义是什么?计算机体系结构是机器级程序员所看到的计算机的属性,即概念性结构与功能特性。
10.“线延迟墙”指的是什么?随着集成电路工艺的进步,芯片内晶体管大小不断变小,其逻辑门延迟也随之减小,而走线延迟所占的比重也随之越来越大,导致电路频率不能随着工艺的减小而线性减小。
11.Moore定律阐述的是什么?微处理器晶体管数目每18个月翻一倍。
它揭示了集成电路工艺发展的规律。
12.解释响应时间和吞吐率的差别。
响应时间也称执行时间,是指从事件开始到结束之间的时间。
吞吐率(Throughput)指在单位时间内所能完成的工作量(任务)。
用户以响应时间为标准,多道程序系统以吞吐率为标准。
13.简述程序的时间局部性原理的含义。
程序在执行时所访问地址的分布不是随机的,而是相对地簇聚;这种簇聚包括指令和数据两部分。
程序局部性包括:程序的时间局部性:程序即将用到的信息很可能就是目前正在使用的信息。
14.简述程序的空间局部性原理的含义。
程序在执行时所访问地址的分布不是随机的,而是相对地簇聚;这种簇聚包括指令和数据两部分。
程序局部性包括:程序的空间局部性:程序即将用到的信息很可能与目前正在使用的信息在空间上相邻或者临近。
15.在指令集结构设计中,应该考虑哪些主要问题,这些问题有哪些主要的设计选择?答:在进行指令机结构设计中,应该考虑如下主要问题:●指令集功能设计:主要有RISC和CISC两种技术发展方向;●寻址方式的设计:设置寻址方式可以通过对基准程序进行测试统计,察看各种寻址方式的使用频度,根据适用频度设置相应必要的寻址方式;●操作数表示和操作数类型:主要的操作数类型和操作数表示的选择有,浮点数据类型(可以采用IEEE 754标准)、整型数据类型(8位、16位、32位的表示方法)、字符型(8位)、十进制数据类型(压缩十进制和非压缩十进制数据表示)等等。
●寻址方式的表示:可以将寻址方式编码与操作码中,也可将寻址方式作为一个单独的域来表示。
指令集格式的设计:有固定长度编码方式、可变长编码方式和混合编码方式三种选择。
16.程序控制指令有什么功能?答:具有测试、分析、判断能力,控制程序的运行顺序和方向。
17.程序控制指令主要包括哪些指令?答:有转移指令、循环控制、子程序、过程调用等。
18.请简述指令集结构设计中寻址方式设计的一般方法。
答:在寻址方式设计时,首先对一些典型的基准程序进行分析,统计基准程序中使用各种寻址方式的频率,然后根据所要设计的计算机系统所面向的应用领域,确定选择哪些使用频率高的寻址方式予以支持。
对于一些特殊的寻址方式(如偏移寻址等),偏移量的确定也必须应用同样的方法加以确定。
19.表示寻址方式的主要方法有哪些?答:表示寻址方式有两种常用的方法:一种是将寻址方式编于操作码中,由操作码在描述指令的同时也描述了相应的寻址方式;另一种是为每个操作数设置一个地址描述苻,由该地址描述抚表示相应操作数的寻址方式。
20.简述表示寻址方式的两种方法的优缺点。
答:将寻址方式编于操作码中的方式译码快,但操作码和寻址方式的结合不仅增加了指令的条数,导致了指令的多样性,而且增加了CPU对指令译码的难度。
为每个操作数设置一个地址描述苻的方式译码较慢,但操作码和寻址独立,易于指令扩展。
21.简述流水线的特点。
(1)流水过程由多个相联系的子过程组成。
(2)每个子过程由专用的功能段实现。
(3)各个功能段所需时间尽量相等。
(4)流水线有“通过时间”(第一个任务流出结果所需的时间)。
在此之后流水过程才进入稳定工作状态,一拍流出一个结果。
(5)流水技术适合于大量重复的时序过程,只有输入端连续提供任务,流水线效率才可充分发挥。
22.在流水线中解决数据相关的技术有哪些?答:(1)定向技术;(2)暂停技术;(3)采用编译器调度。
23.DLX流水线分为哪几个功能段?答:取指、译码、执行、访存、写回五个操作功能段。
24.在基本DLX流水线基础上,避免控制相关的方法有哪些?答:(1)改进硬件功能,把分支目标地址和条件的计算移到译码段进行;(2)采用预测分支失败机制(3)采用延迟分支机制。
25.评述解决数据相关的技术在DLX流水线的应用。
答:在DLX中,由于ALU和数据存储器都要接受操作数,设置从寄存器文件EX/MEM和MEM/WB 到这两个单元输入的定向路径,还有DLX的零监测单元在EX周期完成分支条件检测操作,也设置到该单元的定向路径,减少了数据相关带来的暂停;但并不是所有数据相关带来的暂停都可通过定向技术来消除,采用暂停技术,设置一个“流水线互锁”的功能部件,一旦流水线互锁检测到数据相关,流水线暂停执行发生数据相关指令后续的所有指令,直到该数据相关解决为止。
利用编译器技术,重新组织代码顺序也可消除数据相关带来的必然暂停。
26.在存储器层次结构设计中,论述首先要解决的四个问题及其含义。
答:A、块的放置策略:块如何放置在存储器层次中?B、块的替换策略:一次失效时,如何替换一个块?C、块的标识策略:一个块在存储器层次中如何找到它?D、写的策略:写的时候将会发生什么?27.降低Cache命中时间的措施有哪些?答:容量小、结构简单的Cache;将写操作流水化以加快写命中28.降低Cache失效率的措施有哪些?答:A、增加Cache块大小B、提高相联度C、采用Victim CacheD、采用伪相联Cache(列相联)E、采用硬件预取技术F、由编译器控制的预取G、编译器优化29.降低Cache失效损失的措施有哪些?答:A、读失效优先于写;B、采用子块放置策略;C、早期启动和关键字优先;D、在Cache失效时,利用非阻塞Cache减少暂停;E、采用二级Cache。
5、在单机系统中保持Cache一致性的措施有哪些?答:采用写穿透策略和写回策略可以在单机系统中保持Cache一致性。
30.全相联和直接映象相比,各有何优缺点?答:全相联映象的特点:利用率最高,冲突概率最低,实现最复杂。
直接映象的特点:利用率最低,冲突概率最高,实现最简单。
31.简述“Cache-主存”层次和“主存-辅存”层次的区别。
32.根据下图中的编号,说明虚拟地址如何经过TLB转换成物理地址。
页帧地址页偏移量34位物理地址答:首先以CPU给出的地址中的高30位为虚拟也好,将其和TLB中的32个页表项的Tag 相比较,同时检查访问的合法性(由TLB中页表项的高5位确定)。
如果某一页表项的Tag预虚拟也好相同,且访问合法,那么由32:1多路选择器读出该页表项的低21位,这21位就是所访问页的真实物理地址的高21位,最后将其和页偏移量合并成34位物理地址。
33.虚拟存储器中,为帮助操作系统保护进程不被其他进程破坏,简要说明计算机硬件要完成哪三项工作?答:主要完成如下三项工作:●提供至少两种模式,用于区分正在运行的进程是用户进程还是操作系统进程。
有时称后者为内核(kernel)进程、超级用户(supervisor)进程或管理(executive)进程。
●使CPU状态的一部分成为用户进程可读但不可写的。
这包括基地址/上界地址寄存器、用户/管理模式位和异常许可/禁止位。
用户进程无权修改这些状态,因为如果用户进程能改变地址范围检查、赋给自己管理特权或禁止异常出现,操作系统就无法控制它们了。
●提供一种机制,使得CPU能从用户模式进入管理模式和从管理模式进入用户模式。
前一种模式变换一般是通过系统调用(system call)来完成。
系统调用由一条特殊指令实现,该指令将控制权传送到管理程序空间中一个特定位置。
系统调用点处的PC值会被保存起来,CPU状态将被置为管理模式。
调用结束后返回用户模式很像从子程序返回,它将恢复原先的用户/管理模式。
34.根据下图,说明分离处理总线工作过程。
地址数据等待答:首先某一设备发出读请求,并将地址1提交给总线之后,不再占用总线,这时其它总线主设备也可发出读请求,并将地址信号提交给总线(地址2、地址3)。
总线根据所接受的地址进行存储器访问,读出数据,将数据信息放在地址总线上。
第一个总线主设备法出第之后,不断“侦听”总线,如果总线上不是其所请求读出的数据,那么该总线主设备必须等待(等待1),只有当总线上出现了该总线主设备所请求读出的数据后(数据1),那么该总线主设备取回数据,完成总线访问(完成1)。
由此可以看出,在有多个主设备时,总线就可以通过数据打包来提高总线带宽,这样可以不必在整个传输过程中都占有总线,这种技术叫做“分离处理(split transaction)”或者“流水处理”或者“包开关总线”等。