计算机体系结构试题及答案版本

合集下载

计算机体系结构考试卷子及答案

计算机体系结构考试卷子及答案

1.某台主频为1GHz的计算机执行标准测试程序,程序中指令类型、执行数量和平均时钟周期数如下:求该计算机的有效CPI、MIPS和程序执行时间。

(10分)2.将计算机系统中某一功能的处理速度加快15倍,但该功能的处理时间仅占整个系统运行时间的40%,则采用此增强功能方法后,能使整个系统的性能提高多少?3.如果某计算机系统有3个部件可以改进,则这3个部件进改进后达到的加速比分别为:S1=30,S2=20,S3=10。

(1)如果部件1和部件2改进前的执行之间占整个系统执行的时间比例都为30%,那么,部件3改进前的执行时间占整个系统执行时间的比例为多少,才能使3个部件都改进后的整个系统的加速比Sn达到10?(2)如果3个部件改进前执行时间占整个系统执行时间的比例分别是30%,30%和20%,那么,3个部件都改进后系统的加速比是多少?未改进部件执行时间在改进后的系统执行时间中占的比例是多少?(10分)4.假设某应用程序中有4类操作,通过改进,各操作获得不同的性能提高。

具体数据如下表所示:(1)改进后,各类操作的加速比分别是多少?(2)各类操作单独改进后,程序获得的加速比分别是多少?(3)4类操作均改进后,整个程序的加速比是多少?5.一台模型机的9条指令的使用频度如下:(10分)ADD(加):26%SHR(右移):2%SUB(减):17%CLL(循环左移):5%JOM(按页转移):11%CLA(累加器清零):15%STO(存):2%STP(停机):12%JMP(转移):10%试设计这9条指令的Huffman编码的操作码表示以及其等长扩展操作码表示,并计算这两种表示的平均操作码长度。

6.有一个“Cache-主存”存储层次。

主存共分为8个块(0~7),Cache为4个块(0~3),采用直接映像方式。

(1)对于如下主存块地址流:0、2、6、1、3、7、0、1、4、5、4、6、0、7、2,如主存中内容一开始未装入Cache,请列出每次访问后Cache中各块的分配情况;(2)对于(1),指出既发生块失效又发生块争用的时刻;(3)对于(1),求出此期间的Cache命中率。

计算机组织架构考试题库及答案

计算机组织架构考试题库及答案

计算机组织架构考试题库及答案计算机组织架构是计算机科学的一个重要分支,它研究的是计算机系统中硬件和软件的组成、结构、操作和设计方法。

以下是计算机组织架构的考试题库及答案,供您参考。

一、选择题1. 计算机组织架构主要研究的是计算机系统中硬件和软件的( )。

A. 组成B. 结构C. 操作D. 设计方法答案:A、B、C、D2. 计算机的中央处理器(CPU)主要由( )两部分组成。

A. 控制器和运算器B. 控制器和内存C. 运算器和内存D. 控制器和输入输出设备答案:A3. 下列哪种存储器是计算机的主要存储设备?( )A. 只读存储器(ROM)B. 随机访问存储器(RAM)C. 磁盘存储器D. 光盘存储器答案:B4. 计算机的指令包括操作码和( )。

A. 地址码B. 操作数C. 寄存器D. 指针答案:B5. 计算机的输入输出设备中,属于输入设备的是( )。

A. 打印机B. 鼠标C. 显示器D. 键盘答案:B、D二、填空题1. 计算机的中央处理器(CPU)主要由控制器和______两部分组成。

答案:运算器2. 计算机的存储器分为内存和外存,其中内存主要包括______和______。

答案:随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)3. 计算机的指令由操作码和______组成。

答案:操作数4. 计算机的______负责将指令译码,并控制计算机的运行。

答案:控制器5. 计算机的______用于存储正在运行的程序和数据。

答案:内存三、简答题1. 请简述计算机组织架构的主要研究内容。

答案:计算机组织架构主要研究计算机系统中硬件和软件的组成、结构、操作和设计方法,包括计算机的中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备、指令系统等方面的设计和技术。

2. 请简述中央处理器(CPU)的主要功能。

答案:中央处理器(CPU)是计算机的核心部件,主要负责执行计算机指令、控制计算机运行、进行数据运算和处理等功能。

它主要由控制器和运算器两部分组成,通过控制器的控制,协调运算器和其他硬件设备的工作,完成对指令的执行和数据的处理。

计算机体系结构基础知识试题及

计算机体系结构基础知识试题及

计算机体系结构基础知识试题及答案解析一、选择题1. B2. A3. D4. C5. B6. C7. A8. D9. B 10. C二、填空题1. 互联网2. 中央处理器3. 存储器4. 输入/输出设备三、简答题1. 计算机体系结构是指计算机硬件与软件之间的逻辑结构和功能关系,即计算机的整体结构和组成方式。

2. CPU(中央处理器)是计算机体系结构的核心,它负责执行计算机的指令并控制计算机的运行。

3. 存储器是计算机中用于存储数据和程序的部件,包括主存储器(RAM)和辅助存储器(硬盘、固态硬盘等)。

4. 输入/输出设备用于实现计算机与外部设备之间的数据交换,包括显示器、键盘、鼠标、打印机等。

四、论述题计算机体系结构是计算机科学中的重要组成部分,它对于计算机的设计和开发具有重要意义。

计算机体系结构的基本原理可以通过一系列试题来进行检测和考察。

下面是一套基础的计算机体系结构试题及其答案解析。

首先是选择题部分,这部分试题主要考察对计算机体系结构基础知识的理解和应用能力。

通过选择正确的答案来判断考生对相关知识的掌握情况。

根据试题解析,我们可以得出正确的答案和解释。

接下来是填空题部分,这部分试题主要考察考生对计算机体系结构相关术语的理解和记忆能力。

通过填写正确的术语来补全句子,从而测试考生对相关知识的熟悉程度。

最后是简答题部分,这部分试题通过提出开放式问题,要求考生对计算机体系结构的相关概念和原理进行简要的叙述。

考生需要用清晰、准确的语言来回答问题,展示自己对知识的理解和运用能力。

综上所述,计算机体系结构基础知识试题及答案解析是一套用于考察计算机科学学习者对计算机体系结构基本原理的掌握程度的试题。

通过做题和解析,考生可以检测自己的学习效果,并加深对相关知识的理解。

希望这套试题能为广大学习者提供帮助,推动计算机科学的进一步发展。

(完整版)第3章计算机网络体系结构(习题答案)

(完整版)第3章计算机网络体系结构(习题答案)

第3章计算机网络体系结构一、填空题1.协议主要由(语法)、(语义)和(同步)三个要素组成。

2.OSI模型分为(物理层)、(数据链路层)、(网络层)、(传输层)、(会话层)、(表示层)和(应用层)七个层次。

3.OSI模型分为(资源子网)和(通信子网)两个部分。

4.物理层定义了(机械特性)、(电气特性)、(功能特性)和(规程特性)四个方面的内容。

5.数据链路层处理的数据单位称为(帧)。

6.数据链路层的主要功能有(链路管理)、(成帧)、(信道共享)、(帧同步)、(流量控制)、(差错控制)、(透明传输)和(寻址)。

7.在数据链路层中定义的地址通常称为(硬件地址)或(物理地址)。

8.网络层所提供的服务可以分为两类:(面向连接的)服务和(无连接的)服务。

9.传输层的功能包括(服务选择)、(连接管理)、(流量控制)、(拥塞控制)和(差错控制)等。

二、名词解释同步协议实体对等层对等层通信服务 CIDR 协议数据单元服务数据单元同步同步指的是广义的、在一定条件下发生什么事情的特性,而且条件和时间有关,具有时序的含义。

协议计算机网络中意图进行通信的结点必须要遵守一些事先约定好的规则。

这些为进行数据交换而建立的规则、标准或约定即称为协议,也称为网络协议。

实体任何接收或者发送数据的硬件单元或者软件进程模块都可以称为通信实体,简称实体。

对等层不同的网络结点,若它们遵循的是同一种网络体系结构的话,那么在不同结点上完成同样功能的层次称为对等层。

对等层通信在分层的网络体系结构中,每个层次只知道自己从上层接收来数据并处理后再传递给下一层,结果通信目的方该层次的对等层就收到与己方处理的一模一样的数据。

就好像在两个对等层之间有一条“通道”直接把数据传送过去一样,这种情况就称为对等层通信。

服务下一层能被上一层看见的功能称为服务。

协议数据单元、服务数据单元对等层上传送的数据单位称为协议数据单元,而直接相邻的两个层次之间交换的数据单位称为服务数据单元。

(完整版)计算机系统结构考试题目及参考答案.doc

(完整版)计算机系统结构考试题目及参考答案.doc

(完整版)计算机系统结构考试题目及参考答案.doc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。

计算机体系结构试卷试题(答案全)

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。

计算机系统结构试题及答案(四)

计算机系统结构试题及答案(四)

计算机系统结构试题及答案一、选择题(50分,每题2分,正确答案可能不只一个,可单选或复选)1.(CPU周期、机器周期)是内存读取一条指令字的最短时间。

2.(多线程、多核)技术体现了计算机并行处理中的空间并行。

3.(冯•诺伊曼、存储程序)体系结构的计算机把程序及其操作数据一同存储在存储器里。

4.(计算机体系结构)是机器语言程序员所看到的传统机器级所具有的属性,其实质是确定计算机系统中软硬件的界面。

5.(控制器)的基本任务是按照程序所排的指令序列,从存储器取出指令操作码到控制器中,对指令操作码译码分析,执行指令操作。

6.(流水线)技术体现了计算机并行处理中的时间并行。

7.(数据流)是执行周期中从内存流向运算器的信息流。

8.(指令周期)是取出并执行一条指令的时间。

9.1958年开始出现的第二代计算机,使用(晶体管)作为电子器件。

10.1960年代中期开始出现的第三代计算机,使用(小规模集成电路、中规模集成电路)作为电子器件。

11.1970年代开始出现的第四代计算机,使用(大规模集成电路、超大规模集成电路)作为电子器件。

12.Cache存储器在产生替换时,可以采用以下替换算法:(LFU算法、LRU算法、随机替换)。

13.Cache的功能由(硬件)实现,因而对程序员是透明的。

14.Cache是介于CPU和(主存、内存)之间的小容量存储器,能高速地向CPU提供指令和数据,从而加快程序的执行速度。

15.Cache由高速的(SRAM)组成。

16.CPU的基本功能包括(程序控制、操作控制、时间控制、数据加工)。

17.CPU的控制方式通常分为:(同步控制方式、异步控制方式、联合控制方式)反映了时序信号的定时方式。

18.CPU的联合控制方式的设计思想是:(在功能部件内部采用同步控制方式、在功能部件之间采用异步控制方式、在硬件实现允许的情况下,尽可能多地采用异步控制方式)。

19.CPU的同步控制方式有时又称为(固定时序控制方式、无应答控制方式)。

计算机体系结构考试题目及参考答案

计算机体系结构考试题目及参考答案

1、简述:1)计算机体系结构研究的目的;2)计算机系统中并行性的层次划分。

目的是:研究计算机体系结构的目的是提高计算机系统的性能。

所谓并行性(parallelism)是指在同一时刻或是同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不相同的工作。

只要时间上互相重叠,就存在并行性。

从执行程序的角度看,并行性等级从低到高可分为:(1) 指令内部并行:指令内部的微操作之间的并行。

(2) 指令级并行:并行执行两条或多条指令。

(3) 任务级或过程级并行:并行执行两个或多个过程或任务(程序段)。

(4) 作业或程序级并行:在多个作业或程序间的并行。

从处理数据的角度,并行性等级从低到高可以分为:(1) 字串位串:同时只对一个字的一位进行处理。

(2) 字串位并:同时对一个字的全部位进行处理。

(3) 字并位串:同时对许多字的同一位(称位片)进行处理。

(4) 全并行:同时对许多字的全部或部分位进行处理。

2、简述:1)计算机体系结构、计算机组成、计算机实现的研究内容;2)这三者之间的关系(要求附图说明)与系列机的定义。

(书P4)1)计算机体系结构包括:计算机指令系统,计算机组成,和计算机硬件(实现)计算机组成:计算机系统中各个功能部件及连接的设计;计算机实现:包括逻辑设计,集成电路工艺,封装等。

三个不同的概念,具有层次关系同一种体系结构定义下有多种组成方案,同一种组成方案下又有多种实现方法在同一体系结构下,采用不同的计算机组成和实现,生产出一系列性能不同而软件兼容的机器,满足不同用户需求——系列机2、简述:1)程序局部性原理;2)程序局部性原理在多级存储体系中的应用。

1)程序局部性原理包括时间局部性和空间局部性时间局部性:如果被访问过的存储器地址在较短时间内被再次访问,则程序具有良好的时间局部性。

在一定的时间内,重复访问同一个地址的次数越多,时间局部性越好。

空间局部性:如果程序访问某个存储器地址后,又在较短时间内访问临近的存储器地址,则程序具有良好的空间局部性。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

计算机体系结构试题及答案1、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。

4、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。

(b)流量:单位时间内所完成的工作量。

(c )假定两台计算机x 、y;x 比y 快意思为:对于给定任务,x 的响应时间比y少。

x的性能是y的几倍是指:响应时间x / 响应时间y = n ,响应时间与性能成反比。

16、大概率事件优先原则:(基本思想)对于大概率事件(最常见的事件),赋予它优先的处理权和资源使用权,以获得全局的最优结果。

17、Amdahl定律:加快某部件执行速度所获得的系统性能加速比,受限于该部件在系统中所占的重要性。

系统加速比= 总执行时间(改进前)/ 总执行时间(改进后)= ,,18、Amdahl定律推论:如果仅仅对计算机中的一部分做性能改进,则改进越多,系统获得的效果越小。

如果只针对整个任务的一部分进行优化,那么多获得的加速比不大于1 / (1- 可改进比例)。

19、cpu 性能:Cpu时间= 总时钟周期数/ 时钟频率Cpi =总时钟周期数/ ic (cpi :平均每条指令的时钟周期数;ic :执行过程当中的指令条数。

)Cpu性能公式:总cpu 时间= cpi × ic / 时钟频率其中:cpi 反映了计算机实现技术、计算机指令集的结构和计算机组织;Ic 反映了计算机指令集的结构和编程技术;时钟频率:反映了计算机实现技术,生产工艺和计算机组织。

20、并行性:是指在同一时刻或是同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不相同工作。

第二章1、根据cpu 内部存储单元类型对指令集结构进行分类,般可分为堆栈型指令集结构、累加器型指令集结构和通用寄存器型指令集结构。

2、通用寄存器型指令集机进一步细分为3种类型:寄存器-寄存器型(R-R)、寄存器-存储器型(R-M)、存储器-寄存器型。

3、寻址方式:(1)寄存器寻址:例:ADD R4, R3 含义:Regs[R4]<-Regs[R4]+Regs[R3](2)立即值寻址:例:ADD R4,#3含义:Regs[R4]<-Regs[R4]+3(3 )偏移寻址:例:ADD R4, 100(R1)含义:Regs[R4]+Mem[100+Regs[R1]](4 )寄存器间接寻址:例:ADD R4, (R1)含义:Regs[R4]<-Regs[R4]+Mem[Regs[R1]](5 )索引寻址:例:ADD R3, (R1+R2)含义:Regs[R3]<-Regs[R3]+Mem[Regs[R1]+Regs[R2]](6)直接寻址或绝对寻址:例:ADD R1, (1001)含义:Regs[R1]<-Regs[R1]+Mem[1001](7 )存储器间接寻址:例:ADD R1,a(R3)含义:Regs[R1]<-Regs[R1]+Mem[Mem[Regs[R3]]]8)自增寻址:例:ADDR 1, (R2)+ 含义:Regs[R1]<-Regs[R1]+Mem[Regs9)自减寻址10)缩放寻址4、指令集结构的功能设计:指令集结构中操作的分类操作类型(1)算术与逻辑运算算术和逻辑运算:加、减、与、或等(3)控制支、跳转、过程调用和返回、自陷等(4)系操作系统调用、虚拟存储器管理。

(5)浮点加、减等操作(6)十十进制加、十进制乘、十进制到字符的转换实例整数的(2)LOAD/STORE数据传(7 )字符串字符串移比较动、(8 )图形像素操作,压缩操作5、复杂指令机(CISC):是指强化指令功能,实现软件功能向硬件功能转移,基于这种指令集结构而设计实现的计算机系统。

CISC指令集存在的缺点:(1)在这种指令系统中,各种指令的使用频率相差悬殊。

(2)CISC 指令集结构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。

(3)CISC 指令集结构的复杂性给VLSI 设计带来了很大负担,不利于单片集成。

(4)在CISC指令集结构中,许多复杂指令需要很复杂的操作,因而运行速度慢。

(5)在CISC指令集结构中,由于各条指令功能的不均衡,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6、20世纪80年代发展起来的精简指令集计算机:其目的是尽可能地降低指令集结构的复杂性,以达到简化实现,提高性能的目的,也是当今指令集结构功能设计的一个主要趋势。

其设计时遵循的原则:选取使用频率最高的指令,并补充一些最有用的指令。

(1)(2每条指令的功能尽可能简单,并在一个机器周期内完成。

)(3所有指令长度均相同。

)(4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。

(5以简单有效的方式支持高级语言。

)7、操作数类型:整数(定点)、浮点、十进制、字符、字符串、向量、堆栈等。

8、操作数类型的表示有两种方法:(1)由操作码的编码指定。

(2)数据可以附上由硬件解释的标记,由这些标记指定操作数的类型,从而选择适当运算。

9、操作数类型大小有:字节(8)、半字(16b)、单字(32b)、双字(64b)第三章1、流水线技术:是指将一个重复的时序过程,分解为若干个子过程,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。

2、流水线分类:(1)按功能的多少来分:单功能流水线、多功能流水线;(2)按同一时间内各段之间的连接方式来分:静态流水线、动态流水线(3)按流水线的级别来分:部件级流水线(运算操作流水线)、处理机级流水线(指令流水线)、处理机间流水线(宏流水线)(4)按各个流水段之间是否有反馈回路来分:线性流水线、非线性流水线(5)按数据表示分:标量流水处理机、向量流水处理机3、先行控制器处理机结构:包括三个独立的控制器和四个缓冲栈。

其中三个控制器为:存储控制器、指令控制器、运算控制器。

四个缓冲栈:先行指令缓冲栈、线性读数缓冲栈、现行操作栈,后行写数栈。

4、吞吐率:是指单位时间内流水线所完成的任务数或输出结果的数量。

TP = n / Tk实际吞吐率小于最大吞吐率Tk = (k+n-1) △t5、加速比:是指流水线的速度与等功能非流水线的速度之比( s);效率:是指流水线的设备利用率( E)。

6、若流水线各段的时间相等:吞吐率:TP=n/(k+n-1) △t TPmax=1/ △t若各段执行时间不相等时,完成几个任务:TP=n /( ∑ti + (n-1)max( △t1, △t2,△ tk)7、加速比和使用效率的关系:E = s/m 或S = mE8、效率和吞吐率的关系:E = TP △t0或TP = E/ △t11、效率:E = n个任务占用的时空区/ k个流水段的总的时空区= T0 / K ·TkE = n/(k+n-1) S = k · n /(k+n-1) TP = n / (k+n-1)△t12、单功能流水栈:是指只能完成一种固定功能的流水栈。

13、多功能流水栈:流水栈的各段通过不同连接实现不同功能。

14、非线性流水线调度:任务时要找出一个最小的循环周期,按照个周期向流水线输入新任务,流水线的各个功能段都不会发生冲突,而且流水线的吞吐率和效率最高15、非线性流水线:某些流水段之间有反馈回路或前馈回路。

16、启动距离:连续输入连个任务之间的时间间隔。

17、流水线冲突:几个任务争用同一个流水段。

18、禁止向量:预约表中每一行任意两个“ x”之间距离的集合。

19、冲突向量:C = (Cm·Cm-1·, · C2·C1)其中m时禁止向量中的最大值20、数据相关:在执行本条指令的过程中,如果用到的指令、操作数、变量等是前面指令的执行结果,这种相关称为数据相关。

21、控制相关:由条件分支指令、转子程序指令、中断等引起的相关。

22、三种数据相关:限度后写相关、先写后读相关、写写相关。

第四章1、指令级并行:当指令之间不存在相关时,它们在流水线中时可以重叠起来并行执行的,这种指令序列中存在的潜在并行性称为指令级并行。

2、在开发循环级并行的各种技术中,最基本的技术有:指令调度技术、循环展开技术和换名技术。

第五章(存储系统) 1、存储系统定义: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、软件或软件与硬件相结合的方法连接起来成为一个存储系统。

这个存储器系统对应用程序员时透明的,并且,以应用程序员看,它是一个存储器,这个存储器的速度接近最快的那个存储器,存储容量与容量最大的那个存储器相等,单位容量的价格接近最便宜的那个存储器。

2、存储系统分为两类:( 1)Cache 存储系统:由 Cache 与主存储器构成,目的是提高存储器速度。

(2)虚拟存储系统:由主存储器和硬盘构成,目的是扩大存储器容量。

3、存储系统的价格: C =( C1S1+C2S2) /( S1+S2)4、存储系统的速度:表示方法:访问周期、存取周期、存储周期、存取时间等。

相关文档
最新文档