计算机系统结构习题及答案

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计算机系统结构试题及答案—西安理工大学

计算机系统结构试题及答案—西安理工大学

解答: 1. 2. 3. 4. 5. 五.应用题 1. 由 4 位数 (其中最低位为下溢处理的附加位) 经 ROM 查表舍入法, 下溢处理成 3 位结果, 设 计使下溢处理平均误差接近于 0 的 ROM 表,列出 ROM 编码表的地址与内容的对应关系。 2. 若某机器要求有:三地址指令 4 条,单地址指令 255 条,零地址指令 16 条。假设指令字 长 为 12 位,每个地址码长位 3 位,能否以扩展操作码为其编码?如果其中单地址指令为 254 条呢 ?说明其理由。 3. 用于文字处理的某专用机,每个文字符用 4 位十进制数字(0~9)编码表示,空格则用︼ 表示,在对传送的文件符号和空格进行统计后,得出数字和空格的出现频度分别为
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 ) 。 C 双工系统 D 机群系统 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
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 B 高级语言机器级,应用语言机器级,汇编语言机器级,微程序机器级 C 应用语言机器级,传统机器语言机器级,汇编语言机器级,操作系统机器级 D 应用语言机器级,操作系统机器级,微程序机器级,传统机器语言机器级 7. 自定义数据表示包括()和标识符数据表示。 A数据描述符 表 示 8. 对于计算机系统结构,下列哪些是透明的? a)数据表示 解答: b)指令系统 c)寄存器组织 d)存储器的模的交叉存取 B向量数组数据表示 C标识符数据表示 D堆栈数据
4.
硬件和软件在什么意义上是等效的?在什么意义上又是不等效的?试举例说明。
5. 想在系列机中发展一种新型号机器,你认为下列哪些设想是可以考虑的?哪些则 是不行的?为什么? (1)新增加字符数据类型和若干条字符处理指令,以支持事务处理程序的编译。 (2)为增强中断处理功能,将中断分级由原来的 4 级增加到 5 级,并重新调 整 中断响应 的优先次序。 (3)在 CPU 和主存之间增设 Cache 存贮器,以克服因主存访问速率过低而造 成 的系统性 能瓶颈。 (4) 将 CPU 与主存之间的数据通路宽度由 16 位扩展成 32 位,以加快主机 内 部信息的传 送。 (5)为增加寻址灵活性和减少平均指令字长,将原来全部采用等长操作码的指令 改成有 3 类不同码长的扩展操作码;将源操作数寻址方式由原来的操作码指明改成增加一个如 VA X —11 那样的寻址方式位字段来指明。

计算机体系结构 习题与答案

计算机体系结构 习题与答案

第二章习题(P69-70)一、复习题1.简述冯∙诺依曼原理,冯∙诺依曼结构计算机包含哪几部分部件,其结构以何部件为中心?答:冯∙诺依曼理论的要点包括:指令像数据那样存放在存储器中,并可以像数据那样进行处理;指令格式使用二进制机器码表示;用程序存储控制方式工作。

这3条合称冯∙诺依曼原理冯∙诺依曼计算机由五大部分组成:运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备,整个结构一般以运算器为中心,也可以以控制器为中心。

(P51-P54)2.简述计算机体系结构与组成、实现之间的关系。

答:计算机体系结构通常是指程序设计人员所见到的计算机系统的属性,是硬件子系统的结构概念及其功能特性。

计算机组成(computer organization)是依据计算机体系结构确定并且分配了硬件系统的概念结构和功能特性的基础上,设计计算机各部件的具体组成,它们之间的连接关系,实现机器指令级的各种功能和特性。

同时,为实现指令的控制功能,还需要设计相应的软件系统来构成一个完整的运算系统。

计算机实现,是计算机组成的物理实现, 就是把完成逻辑设计的计算机组成方案转换为真实的计算机。

计算机体系结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念,各自有不同的含义,但是又有着密切的联系,而且随着时间和技术的进步,这些含意也会有所改变。

在某些情况下,有时也无须特意地去区分计算机体系结构和计算机组成的不同含义。

(P47-P48)3.根据指令系统结构划分,现代计算机包含哪两种主要的体系结构?答:根据指令系统结构划分,现代计算机主要包含:CISC和RISC两种结构。

(P55)4.简述RISC技术的特点?答:从指令系统结构上看,RISC 体系结构一般具有如下特点:(1) 精简指令系统。

可以通过对过去大量的机器语言程序进行指令使用频度的统计,来选取其中常用的基本指令,并根据对操作系统、高级语言和应用环境等的支持增设一些最常用的指令;(2) 减少指令系统可采用的寻址方式种类,一般限制在2或3种;(3) 在指令的功能、格式和编码设计上尽可能地简化和规整,让所有指令尽可能等长;(4) 单机器周期指令,即大多数的指令都可以在一个机器周期内完成,并且允许处理器在同一时间内执行一系列的指令。

计算机体系结构课后答案

计算机体系结构课后答案

计算机体系结构课后答案【篇一:计算机体系结构习题(含答案)】1、尾数用补码、小数表示,阶码用移码、整数表示,尾数字长p=6(不包括符号位),阶码字长q=6(不包括符号位),为数基值rm=16,阶码基值re=2。

对于规格化浮点数,用十进制表达式写出如下数据(对于前11项,还要写出16进值编码)。

(1)最大尾数(8)最小正数(2)最小正尾数(9)最大负数(3)最小尾数(10)最小负数(4)最大负尾数(11)浮点零(5)最大阶码(12)表数精度(6)最小阶码(13)表数效率(7)最大正数(14)能表示的规格化浮点数个数2.一台计算机系统要求浮点数的精度不低于10-7.2,表数范围正数不小于1038,且正、负数对称。

尾数用原码、纯小数表示,阶码用移码、整数表示。

(1) 设计这种浮点数的格式(2) 计算(1)所设计浮点数格式实际上能够表示的最大正数、最大负数、表数精度和表数效率。

3.某处理机要求浮点数在正数区的积累误差不大于2-p-1 ,其中,p是浮点数的尾数长度。

(1) 选择合适的舍入方法。

(2) 确定警戒位位数。

(3) 计算在正数区的误差范围。

4.假设有a和b两种不同类型的处理机,a处理机中的数据不带标志符,其指令字长和数据字长均为32位。

b处理机的数据带有标志符,每个数据的字长增加至36位,其中有4位是标志符,它的指令数由最多256条减少到不到64条。

如果每执行一条指令平均要访问两个操作数,每个存放在存储器中的操作数平均要被访问8次。

对于一个由1000条指令组成的程序,分别计算这个程序在a处理机和b处理机中所占用的存储空间大小(包括指令和数据),从中得到什么启发?5.一台模型机共有7条指令,各指令的使用频率分别为35%,25%,20%,10%,5%,3%和2%,有8个通用数据寄存器,2个变址寄存器。

(1) 要求操作码的平均长度最短,请设计操作码的编码,并计算所设计操作码的平均长度。

6.某处理机的指令字长为16位,有双地址指令、单地址指令和零地址指令3类,并假设每个地址字段的长度均为6位。

计算机体系结构试题及答案

计算机体系结构试题及答案

计算机体系结构试题及答案12008年01月23日22:211、计算机高性能发展受益于:(1)电路技术的发展;(2)计算机体系结构技术的发展。

2、层次结构:计算机系统可以按语言的功能划分为多级层次结构,每一层以不同的语言为特征。

第六级:应用语言虚拟机-> 第五级:高级语言虚拟机-> 第四级:汇编语言虚拟机-> 第三级:操作系统虚拟机-> 第二级:机器语言(传统机器级) ->第一级:微程序机器级。

3、计算机体系结构:程序员所看到的计算机的属性,即概括性结构与功能特性。

For personal use only in study and research; not for commercial use4、透明性:在计算机技术中,对本来存在的事物或属性,从某一角度来看又好像不存在的概念称为透明性。

5、Amdahl提出的体系结构是指机器语言级程序员所看见的计算机属性。

6、经典计算机体系结构概念的实质3是计算机系统中软、硬件界面的确定,也就是指令集的设计,该界面之上由软件的功能实现,界面之下由硬件和固件的功能来实现。

7、计算机组织是计算机系统的逻辑实现;计算机实现是计算机系统的物理实现。

8、计算机体系结构、计算机组织、计算机实现的区别和联系?答:一种体系结构可以有多种组成,一种组成可以有多种物理实现,体系结构包括对组织与实现的研究。

9、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。

10、软件兼容:即同一个软件可以不加修改地运行于系统结构相同的各机器,而且它们所获得的结果一样,差别只在于运行时间的不同。

11、兼容机:不同厂家生产的、具有相同体系结构的计算机。

12、向后兼容是软件兼容的根本特征,也是系列机的根本特征。

13、当今计算机领域市场可划分为:服务器、桌面系统、嵌入式计算三大领域。

14、摩尔定律:集成电路密度大约每两年翻一番。

15、定量分析技术基础(1)性能的评测:(a)响应时间:从事件开始到结束之间的时间;计算机完成某一任务所花费的全部时间。

(完整版)计算机系统结构考试题目及参考答案

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一:名词解释1:虚拟机:由软件实现的机器。

2:CPI:是衡量CPU执行指令效率的重要标志,指执行每条指令所需的平均时钟周期数。

3:摩尔定律:当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。

4:并发性:指两个或多个事件在同一时间间隔内发生的并行性。

5:程序局部性原理:是指程序在执行时呈现出局部性规律,即在一段时间内,整个程序的执行仅限于程序中的某一部分。

相应地,执行所访问的存储空间也局限于某个内存区域。

局部性原理又表现为:时间局部性和空间局部性。

6:CISC/RISC:CISC:即复杂指令系统计算机,指在系统中增加更多和复杂的指令,来提高操作系统效率的计算机。

RISC:即精简指令系统计算机,指在系统中选取使用一些频率最高的、长度固定的、格式种类少的简单指令的计算机。

7:计算机系统结构:指对机器语言计算机的软、硬件功能的分配和对界面的定义。

8:系列机:指先设计好一种系统结构,而后就按这种系统结构设计它的系统软件,按器件状况和硬件技术研究这种结构的各种实现方法,并按照速度、价格等不同要求,分别提供不同速度、不同配置的各档机器。

9:模拟:用机器语言程序解释实现程序移植的方法。

10:仿真:用微程序直接解释另一种机器的指令系统。

11:寻址方式:寻找操作数或指令的有效地址的方式。

12:替换算法:在存储体系中,当出现页面失效时或者主存的所有页面已经全部被占用而又出现页面失效时,按照某种算法来替换主存中某页。

[由于主存中的块比Cache中的块多,所以当要从主存中调一个块到Cache中时,会出现该块所映象到的一组(或一个)Cache块已全部被占用的情况。

这时,需要被迫腾出其中的某一块,以接纳新调入的块。

]二:选择题1,直接执行微指令的是(C)A 汇编程序B 编译程序C 硬件D微指令程序2,对汇编语言程序员不透明的是(C)A 程序计数器B主存地址寄存器C条件码寄存器D指令寄存器3,最早的冯·诺依曼型计算机是以(B)为中心的A运算器B控制器C存储器 D I/O设备4,计算机系统结构的角度的结构来看,机器语言程序员看到的机器属性是(C )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计算机各部分硬件的实现5,不同系列计算机之间实现可移植性的途径,不包括(B )A 采用统一的高级语言B采用统一的汇编语言C 模拟D仿真6,利用时间重叠原理,实现并行处理的是(A)A流水处理机B多处理机 C 阵列处理机D集群系统7,多处理机实现的并行主要是(B)A指令级并行 B 任务级并行C 操作级并行D操作步骤的级并行8计算机系统结构不包括(B)A信息保护B存储速度C数据表示D机器工作状态9,不需要编址的数据存储空间(D )A CPU通用寄存器B 主存储器C I/O寄存器D堆栈10,RISC执行程序的速度比CISC 快的原因是(C)A RISC指令系统中条数较少B 程序在RISC编译生成的目标程序较短C RISC指令平均执行周期数较少D RISC中只允许LOAD和STORE指令存储11,程序员在编写程序时,使用的访存地址是(B)A主存地址B逻辑地址C物理地址D有效地址12,虚拟存储器主要是为了(A)A扩大存储器系统容量B提高存储器系统速度C扩大存储器系统容量和提高存储器系统速度D便于程序的访存操作13,与全相联映像相比,组相联映像的优点是(B)A目录表小B块冲突概率低C命中率高D主存利用率高14,输入输出数据不经过CPU内部寄存器的输入输出方式是(C )A程序控制方式B中断 C DMA方式D上述三种方式15,在配置了通道的计算机系统中,用户程序需要输入输出时引起的中断是(A)A访管中断 B I/O中断C程序性中断D外部中断16,当计算机系统通过执行通道程序,完成输入输出工作时,执行通道程序的是(B)A CPUB 通道C CPU和通道D指定的外设三:填空1,常见的计算机系统结构的分类法有两种:Flynn分类法,冯氏分类法冯氏分类法是根据系统的最大并行度对计算机系统结构进行分类,大多数的位并行的单处理机属于字串位并的处理机方式2,由软件实现的机器称为:虚拟机3,在一个计算机系统中,低层机器的属性往往对高层机器的程序员是透明的。

计算机系统结构--《张晨曦、王志英》课后习题参考答案

计算机系统结构--《张晨曦、王志英》课后习题参考答案

第1章计算机系统结构的基本概念1.1 解释下列术语层次机构: 按照计算机语言从低级到高级的次序, 把计算机系统按功能划分成多级层次结构, 每一层以一种不同的语言为特征。

这些层次依次为: 微程序机器级, 传统机器语言机器级, 汇编语言机器级, 高级语言机器级, 应用语言机器级等。

虚拟机: 用软件实现的机器。

翻译: 先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序, 然后再在这低一级机器上运行, 实现程序的功能。

解释: 对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令, 都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。

执行完后, 再去高一级机器取下一条语句或指令, 再进行解释执行, 如此反复, 直到解释执行完整个程序。

计算机系统结构: 传统机器程序员所看到的计算机属性, 即概念性结构与功能特性。

在计算机技术中, 把这种本来存在的事物或属性, 但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。

计算机组成: 计算机系统结构的逻辑实现, 包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。

计算机实现: 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, 模块、插件、底板的划分与连接, 信号传输, 电源、冷却及整机装配技术等。

系统加速比: 对系统中某部分进行改进时, 改进后系统性能提高的倍数。

Amdahl定律: 当对一个系统中的某个部件进行改进后, 所能获得的整个系统性能的提高, 受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。

程序的局部性原理: 程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的, 而是相对地簇聚。

包括时间局部性和空间局部性。

CPI: 每条指令执行的平均时钟周期数。

测试程序套件: 由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序, 用来测试计算机在各个方面的处理性能。

存储程序计算机: 冯·诺依曼结构计算机。

其基本点是指令驱动。

程序预先存放在计算机存储器中, 机器一旦启动, 就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序, 自动完成由程序所描述的处理工作。

计算机系统结构基本习题和答案

计算机系统结构基本习题和答案

计算机系统结构基本习题和答案计算机系统结构基本习题和答案填空题1、从(使用语言的)角度可以将系统看成是按(功能)划分的多个机器级组成的层次结构。

2、计算机系统结构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,微程序机器级)。

3、应用程序语言经(应用程序包)的(翻译)成高级语言程序。

4、高级语言程序经(编译程序)的(翻译)成汇编语言程序。

5、汇编语言程序经(汇编程序)的(翻译)成机器语言程序。

6、在操作系统机器级,一般用机器语言程序(解释)作业控制语句。

7、传统机器语言机器级,是用(微指令程序)来(解释)机器指令。

8、微指令由(硬件)直接执行。

9、在计算机系统结构的层次结构中,机器被定义为(能存储和执行相应语言程序的算法和数据结构)的集合体。

10、目前M0由(硬件)实现,M1用(微程序(固件))实现,M2到M5大多用(软件)实现。

以(软件)为主实现的机器成为虚拟机。

(虚拟机)不一定全用软件实现,有些操作也可用(固件或硬件)实现。

11、透明指的是(客观存在的事物或属性从某个角度看不到),它带来的好处是(简化某级的设计),带来的不利是(无法控制)。

12、计算机系统结构也称(计算机体系结构),指的是(传统机器级的系统结构)。

它是(软件和硬件/固件)的交界面,是机器语言汇编语言程序设计者或编译程序设计者看到的(机器物理系统)的抽象。

13、计算机组成指的是(计算机系统结构的逻辑实现),包括(机器级内的数据流和控制流)的组成逻辑设计等。

计算机实现指的是(计算机组成的物理实现),它着眼于(器件)技术和(微组装)技术。

14、确定指令系统中是否要设乘法指令属于(计算机系统结构),乘法指令是用专门的高速乘法器实现还是用加法器实现属于(计算机组成),乘法器和加法-移位器的物理实现属于(计算机实现)。

15、主存容量与编址方式的确定属于(计算机系统结构),主存是否采用多体交叉属于(计算机组成),主存器件的选定属于(计算机实现)。

计算机体系结构复习题(有答案)

计算机体系结构复习题(有答案)

《体系结构复习题》一、选择题(15分)1.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2.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3.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4.不同系列的机器之间,实现软件移植的途径不包括()A.用统一的高级语言B.用统一的汇编语言C.模拟D.仿真5.堆栈型机器比通用寄存器型机器优越的是()A.支持先进先出类接替算法的求解B.能更好地支持向量的运算C.支持由逆波兰表达式将高级语言多元赋值语句直接编译生成堆栈指令程序D.能优化存储器的空间利用率6.浮点数尾数基值 r m=8,尾数数值部分长 6 位,可表示的规格化最小正尾数为()A.0.5B.0.25C.0.125D.1/647.在尾数下溢处理方法中,平均误差最大的是()A.截断法B.舍入法C.恒置“1”法D.ROM 查表法8.ILLIAC Ⅳ是一种()A.流水线处理机B.指令重叠处理机C.阵列处理机D.多处理机9.能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属()A.MISDB.SIMDC.MIMDD.SISD10.非线性流水线是指()A.一次运算中使用流水线中多个功能段B.一次运算中要多次使用流水线中的某些功能段C. 流水线中的某些功能段在各次运算中的作用不同D. 流水线中的各个功能段在各种运算中有不同的组合11.流水机器对全局性的相关处理不包括()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12.外部设备打印机适合于连接()A.数组多路通道或选择通道B.字节多路通道或选择通道C.选择通道D.任意一种通道13.虚拟存储器常用的地址映像方式是()A.全相联B.段相联C.组相联D.直接14.下列关于虚拟存储器的说法,比较正确的是()A.访主存命中率随页面大小增大而提高B.访主存命中率随贮存容量增加而提高C.更换替换算法能提高命中率D.在主存命中率低时,改用堆栈型替换算法,并增大主存容量,可提高命中率15.Cache 存储器常用的地址映像方式是()A.全相联映象B.页表法映象C.组相联映象D.段页表映象16.对系统结构透明的是()A.字符行运算指令B.主存地址寄存器C.虚拟存储器D.VLSI 技术17.汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是经()来实现的。

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第1章计算机系统结构的基本概念1、有一个计算机系统可按功能分成4级,每级的指令互不相同,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。

现若需第i级的N条指令解释第i+1级的一条指令,而有一段第1级的程序需要运行Ks,问在第2、3和4级上一段等效程序各需要运行多长时间?答:第2级上等效程序需运行:(N/M)*Ks。

第3级上等效程序需运行:(N/M)*(N/M)*Ks。

第4级上等效程序需运行:(N/M)*(N/M)*(N/M)*Ks。

2、硬件和软件在什么意义上是等效的?在什么意义上又是不等效的?试举例说明。

答:软件和硬件在逻辑功能上是等效的,原理上,软件的功能可用硬件或固件完成,硬件的功能也可用软件模拟完成。

只是反映在速度、价格、实现的难易程度上这两者不同。

3、试以实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系与影响。

答:计算机系统结构、计算机组成、计算机实现互不相同,但又相互影响。

(1)计算机的系统结构相同,但可采用不同的组成。

如IBM370系列有115、125、135、158、168等由低档到高档的多种型号机器。

从汇编语言、机器语言程序设计者看到的概念性结构相同,均是由中央处理机/主存,通道、设备控制器,外设4级构成。

其中,中央处理机都有相同的机器指令和汇编指令系统,只是指令的分析、执行在低档机上采用顺序进行,在高档机上采用重叠、流水或其它并行处理方式。

(2)相同的组成可有多种不同的实现。

如主存器件可用双极型的,也可用MOS型的;可用VLSI单片,也可用多片小规模集成电路组搭。

(3)计算机的系统结构不同,会使采用的组成技术不同,反之组成也会影响结构。

如为实现A:=B+CD:=E*F,可采用面向寄存器的系统结构,也可采用面向主存的三地址寻址方式的系统结构。

要提高运行速度,可让相加与相乘并行,为此这两种结构在组成上都要求设置独立的加法器和乘法器。

但对面向寄存器的系统结构还要求寄存器能同时被访问,而对面向主存的三地址寻址方式的系统结构并无此要求,倒是要求能同时形成多个访存操作数地址和能同时访存。

又如微程序控制是组成影响结构的典型。

通过改变控制存储器中的微程序,就可改变系统的机器指令,改变结构。

如果没有组成技术的进步,结构的进展是不可能的。

综上所述,系统结构的设计必须结合应用考虑,为软件和算法的实现提供更多更好的支持,同时要考虑可能采用和准备采用的组成技术。

应避免过多地或不合理地限制各种组成、实现技术的采用和发展,尽量做到既能方便地在低档机上用简单便宜的组成实现,又能在高档机上用复杂较贵的组成实现,这样,结构才有生命力;组成设计上面决定于结构,下面受限于实现技术。

然而,它可与实现折衷权衡。

例如,为达到速度要求,可用简单的组成但却是复杂的实现技术,也可用复杂的组成但却是一般速度的实现技术。

前者要求高性能的器件,后者可能造成组成设计复杂化和更多地采用专用芯片。

组成和实现的权衡取决于性能价格比等因素;结构、组成和实现所包含的具体内容随不同时期及不同的计算机系统会有差异。

软件的硬化和硬件的软件都反映了这一事实。

VLSI的发展更使结构组成和实现融为一体,难以分开。

4、什么是透明性概念?对计算机系统结构,下列哪些是透明的?哪些是不透明的?存储器的模m交叉存取;浮点数据表示;I/O系统是采用通道方式还是外围处理机方式;数据总线宽度;字符行运算指令;阵列运算部件;通道是采用结合型还是独立型;PDP-11系列的单总线结构;访问方式保护;程序性中断;串行、重叠还是流水控制方式;堆栈指令;存储器最小编址单位;Cache存储器。

答:透明指的是客观存在的事物或属性从某个角度看不到。

透明的有:存储器的模m交叉存取;数据总线宽度;阵列运算部件;通道是采用结合型还是独立型;PDP-11系列的单总线结构;串行、重叠还是流水控制方式;Cache存储器。

不透明的有:浮点数据表示;I/O系统是采用通道方式还是外围处理机方式;字符行运算指令;访问方式保护;程序性中断;堆栈指令;存储器最小编址单位。

P.S.属于计算机系统结构的属性有:数据表示、寻址方式、寄存器组织、指令系统、存储组织、中断机构、I/O结构、保护机构等。

属于组成的属性有:数据通路宽度、专用部件设置、功能部件并行度、控制机构的组成方式,可靠性技术等。

它着眼于机器内各事件的排序方式,控制机构的功能及部件间的关系。

属于实现的属性有:部件的物理结构、器件、模块的划分与连接、微组装技术、信号传输技术等,它着眼于器件技术和微组装技术。

5、从机器(汇编)语言程序员看,以下哪些是透明的?指令地址寄存器;指令缓冲器;时标发生器;条件寄存器;乘法器;主存地址寄存器;磁盘外设;先行进位链;移位器;通用寄存器;中断字寄存器。

答:透明的有:指令缓冲器、时标发生器、乘法器、主存地址寄存器、先进先出链、移位器6、下列哪些对系统程序员是透明的?哪些对应用程序员是透明的?系列机各档不同的数据通路宽度;虚拟存储器;Cache存储器;程序状态字;“启动I/O”指令;“执行”指令;指令缓冲寄存器。

答:对系统程序员透明的有:虚拟存储器;Cache存储器;程序状态字;对应用程序员透明的有:系列机各档不同的数据通路宽度;“启动I/O”指令;“执行”指令;指令缓冲寄存器。

该题答案纯属本人个人见解。

对系统程序员透明是否意味着有计算机系统结构透明,而对应用程序员透明则对应着对计算机组成透明呢?----lanjing以下摘自南京大学出版社出版,李学干主编的辅导书分析系统程序员是编写诸如操作系统、编译程序等各种系统软件的人员。

应用程序员是指利用计算机及所配的系统软件支持来编写解决具体应用问题的程序员。

他们都可以使用汇编语言或机器语言来编写程序,当然也可以用高级语言来编写程序。

所以,对系统程序员或应用程序员不透明的,应包括计算机系统结构所包含的方面。

而属全硬件实现的计算机组成所包含的方面,如系列机各档不同的数据通路宽度、Caceh存储器、指令缓冲寄存器等,无论是对系统程序员,还是对应用程序员都应当是透明的。

对目前高性能计算机系统来讲,大多数都是多用户环境,应用程序(也称算态、目态或用户态程序)中是不允许使用管态(也称系统态、监督态)中所用的特权指令。

例如,大型多用户系统中,程序状态字是用于反映计算机系统在当前程序的各种关键状态(它并不是IBM PC计算机那种狭义的所谓程序状态字),它是操作系统用于管理计算机系统资源及其使用状况的,用户不能直接对程序状态字内容进行读、写和访问的,只能由系统来管理。

“启动I/O”指令是大型机中的一种管态指令,属于特权指令,只能在操作系统程序中使用(见教材中第3章的3.4.1节所介绍)。

用户程序是不能用它来直接启动I/O通道和设备的。

虚拟存储器(参看教材第4章4.1.3节)是一个主存-辅存两级存储层次。

它对应用程序是完全透明的,使应用程序不必作任何修改就可以在系统上运行。

但是,在操作系统中必须配置有相应的管理软件,能对其虚实外部地址的映象和变换、程序的换道、程序由辅存调入主存、主存页面的替换、存储保护等进行管理,所以对系统程序员来说是不透明的。

“执行”指令(参看教材中第5章5.1.2节)是IBM370等系列机上用于解决程序在执行过程中不准修改指令,又允许将指令放在操作数区中做修改,以满足指令在执行过程中允许修改的要求。

这种指令无论是用户程序,还是系统程序,都希望可以被使用的,所以,“执行”指令应设计成对应用程序和系统程序都是不透明的。

解答系列机各档不同数据通路宽度、Cache存储器、指令缓冲寄存器属计算机组成,对系统程序员和应用程序员都是透明的。

虚拟存储器、程序状态字、“启动I/O”指令,对系统程序员是不透明的,而对应用程序员却是透明的。

“执行”指令则对系统程序员和应用程序员都是不透明的。

7、想在系列机中发展一种新型号机器,你认为下列哪些设想是可以考虑的,哪些则不行的?为什么?(1)新增加字符数据类型和若干条字符处理指令,以支持事务处理程序的编译。

(2)为增强中断处理功能,将中断分级由原来的4级增加到5级,并重新调整中断响应的优先次序。

(3)在CPU和主存之间增设Cache存储器,以克服因主存访问速率过低而造成的系统性能瓶颈。

(4)为解决计算误差较大,将机器中浮点数的下溢处理方法由原来的恒置“1”法,改为用ROM存取下溢处理结果的查表舍入法。

(5)为增加寻址灵活性和减少平均指令字长,将原等长操作码指令改为有3类不同码长的扩展操作码;将源操作数寻址方式由操作码指明改成如VAX-11那种设寻址方式位字段指明。

(6)将CPU与主存间的数据通路宽度由16位扩展成32位,以加快主机内部信息的传送。

(7)为减少公用总路线的使用冲突,将单总线改为双总线。

(8)把原0号通用寄存器改作堆栈指示器。

答:可以考虑的有:13467。

不可以考虑的有:258。

原则很简单,看改进后能否保持软件的可移植性。

P.S.为了能使软件长期稳定,就要在相当长的时期里保证系统结构基本不变,因此在确定系列结构时要非常慎重。

其中最主要是确定好系列机的指令系统、数据表示及概念性结构。

既要考虑满足应用的各种需要和发展,又要考虑能方便地采用从低速到高速的各种组成的实现技术,即使用复杂、昂贵的组成实现时,也还能充分发挥该实现方法所带来的好处。

8、并行处理计算机除分布处理、MPP和机群系统外,有哪4种基本结构?列举它们各自要解决的主要问题。

答:除了分布处理,MPP和机群系统外,并行处理计算机按其基本结构特征可分为流水线计算机,阵列处理机,多处理机和数据流计算机四种不同的结构。

流水线计算机主要通过时间重叠,让多个部件在时间上交划重叠地并行招待运算和处理,以实现时间上的并行。

它主要应解决:拥塞控制,冲突防止,流水线调度等问题。

阵列处理机主要通过资源重复实现空间上的并行。

它主要应解决:处理单元灵活、规律的互连模式和互连网络设计,数据在存储器中的分布算法等问题。

多处理机主要通过资源共享,让一组计算机在统一的操作系统全盘控制下,实现软件和硬件各级上的相互作用,达到时间和空间上的异步并行。

它主要应解决:处理机间互连等硬件结构,进程间的同上步和通讯,多处理机调度等问题。

数据流计算机设有共享变量的概念,指令执行顺序只受指令中数据的相关性制约。

数据是以表示某一操作数或参数已准备就绪的数据令牌直接在指令之间传递。

它主要应解决:研究合适的硬件组织和结构,高效执行的数据流语言等问题。

9、计算机系统的3T性能目标是什么?答:计算机系统的3T性能目标是1TFLOPS计算能力,1TBYTE主存容量和1TBYTES的I/O带宽。

第2章数据表示与指令系统1、数据结构和机器的数据表示之间是什么关系?确定和引入数据表示的基本原则是什么?答:数据表示是能由硬件直接识别和引用的数据类型。

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