计算机体系结构考试复习
计算机系统结构复习题(含答案)
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计算机系统结构复习题(含答案)计算机系统结构复习题1、虚拟机的概念虚拟机(Virtual Machine)指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。
2、指令系统的设计方法、概念、主要原因、对象、总线的仲裁算法主要原因:因为指令系统是软件设计人员与硬件设计人员之间的一个主要分界面,也是他们之间互相沟通的一座桥梁。
对象:概念:又称指令集(instruction set)是计算机体系结构设计的核心,是计算机软、硬件接口,是指机器所具有的全部指令的集合。
它反映了计算机所拥有的基本功能。
它是机器语言程序员所看到的机器的主要属性之一。
设计方法:①、首先考虑所应实现的基本功能,确定哪些基本功能应该由硬件实现,哪些功能由软件实现比较合适。
包括指令的功能设计和指令格式的设计;②、在确定哪些基本功能用硬件来实现时,主要考虑3个因素:速度、成本、灵活性;硬件实现的特点:速度快、成本高、灵活性差软件实现的特点:速度慢、价格便宜、灵活性好③、对指令系统的基本要求完整性、规整性、正交性、高效率、兼容性。
总线仲裁算法有:静态优先级算法、固定时间片算法、(动态优先级)算法和(先来先服务)算法3、要实现两条指令在世间上重叠解释步骤是什么?为了实现两条指令在时间上重叠解释:首先需要付出空间代价,如增加数据总线、控制总线、指令缓冲器、地址加法器、相关专用通路,将指令分析部件和指令执行部件功能分开、单独设置,主存采用多体交叉存取,等等。
其次要处理好指令之间可能存在的关联,如转移的处理,指令相关,主存空间数的相关、通用寄存器组的数相关和基址值相关等的处理。
此外,还应合理调配好机器指令的微操作,使“分析”和“执行”的时间尽可能相等,以提高重叠的效率。
4、互连网络的交换方式有(线路交换)、(包交换)和(线路/包交换)5、SIMD互连网络采用(线路)交换,多处理机常采用(包)交换6、与重叠机器一样,流水机器在遇到(转移指令)指令,尤其是(条件转移指令)指令时,效率也会显著下降7、按指令与数据流的多倍性将数据流分为(SISD)、(SIMD)、(MISD)、(MIMD)四类。
计算机体系结构基础知识试题及
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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word版)02325计算机系统结构复习题(含参考答案)_共10页
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02325计算机系统结构复习题一、单项选择题1.多处理机上两个程序段之间同时有先读后写和先写后读两种数据相关,则( C)A.交换串行B.不能并行执行C.必须并行执行D.顺序串行2.输入输出系统硬件的功能对下面哪一类人员是透明的(A)A.应用程序员B.操作系统程序员C.机器语言程序设计员D.系统结构设计人员3.输入流水线的指令既无局部性相关也没有全局性相关,则( B )A.出现瓶颈B.可获得高的吞吐率和效率C.可靠性提高D.流水线的效率和吞吐率恶化4.相对较好的处理浮点数尾数的下溢的方法是( D )A.舍入法B.恒置1法C.截断法D.查表舍入法5.以下属于操作级并行SIMD计算机的是( A )A.阵列处理机B.多处理机C.超标量处理机D.超流水线处理机6.数据表示的含义是( C )A.程序中的数据格式B.数据结构C.硬件能直接识别引用的数据类型D.数据类型7.下面不是流水机器全局相关的处理方法的是( B )A.采取延迟转移B.堆栈法C.猜测法D.加快短循环程序的处理8.面向堆栈的寻址( D )A.能更好地支持向量的运算B.比面向寄存器的寻址访问速度快C.能更好地支持矩阵运算D.有利于子程序嵌套、递归调用参数、返回地址及现场的保存和恢复9.中断的优先级由高到低的是( D )A.程序性→I/O→机器校验B.外部→重新启动→程序性C.I/O→程序性→掉电D.通路错→程序性→I/O→重新启动10.多端口存储器适合于连接( C )A.机数很多的多处理机B.机数可变的多处理机C.紧耦合多处理机D.松耦合多处理机11.关于归约机的描述正确的是( B )A.归约机不是基于数据流的计算模型B.归约机采用需求驱动,执行的操作序列取决于对数据的需求C.归约机不是以函数式语言为机器语言D.归约机采是Von Neumann型计算机12.关于静态流水线的描述正确的是( A )A.某一时间内各段只能按一种功能联接流水的多功能流水线B.功能固定的流水线C.各段之间的连接是固定不变D.某一时间内可执行多种功能13.多处理机机间互连采用总线形式的优点是( A )A.结构简单、造价低、可扩充性好B.适用于处理机机数较多的场合C.系统增减模块不方便D.没有访问公用总线的冲突14.位片处理是指计算机采用___________方式对数据进行处理。
计算机体系结构复习题(有答案)
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《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。
计算机系统结构考试试题
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计算机系统结构考试试题
1. 简答题
a. 请简要阐述计算机系统结构的定义及其重要性。
b. 解释什么是指令集体系结构(ISA),并举例说明不同的ISA 类型。
c. 论述冯·诺伊曼体系结构的特点以及对计算机发展的影响。
2. 计算题
a. 给定一个16位的寄存器,寄存器中保存的数值为56902,将其转换为二进制和八进制表示。
b. 设计一个具有4位地址总线和8位数据总线的存储系统,假设寻址方式为直接地址寻址,计算其寻址范围。
c. 若一个指令的操作码占8位,寄存器地址占3位,立即数占5位,计算其最大可表示的指令数量。
3. 综合题
请设计一个简单的微处理器,包括寄存器组、ALU和控制器。
然后给出一个简单的汇编语言程序,要求能够将两个寄存器中的数值相加并存储到第三个寄存器中。
4. 分析题
请分析Intel x86和ARM架构在计算机系统结构上的异同点,并
讨论其适用领域及性能表现。
5. 论述题
论述存储层次结构在计算机系统中的重要性,并详细说明主存、
缓存和辅存的功能和特点。
同时分析存储层次结构对计算机系统性能
的影响。
在考试中,学生需要结合所学知识,对以上试题进行回答和解答。
对于计算题部分,需要给出详细的计算过程和结果。
对于综合题和分
析题部分,需要清晰地阐述思路和实现方案。
最终的目的是检验学生
对计算机系统结构理论和实践的掌握程度,以及对计算机体系结构相
关概念的理解和应用能力。
希望学生能够在考试中发挥所长,充分展示自己的学习成果和能力。
祝各位同学取得优异的成绩!。
计算机体系结构期末复习题及答案.
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第一题选择题1. SIMD是指(B)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.下列那种存储设备不需要编址?DA. 通用寄存器B. 主存储器C. 输入输出设备D. 堆栈3.按照计算机系统层次结构,算术运算、逻辑运算和移位等指令应属于(A)级机器语言。
A、传统机器语言机器B、操作系统机器C、汇编语言机器 D、高级语言机器4.早期的计算机系统只有定点数据表示,因此硬件结构可以很简单。
但是这样的系统有明显的缺点,下面哪一个不是它的缺点:BA.数据表示范围小B.单个需要的计算时钟周期多C.编程困难D.存储单元的利用率很低7.下面哪个页面替换算法实际上是不能够实现的?DA)随机页面替换算法B)先进先出替换算法C)最久没有使用算法D)最优替换算法9.指令优化编码方法,就编码的效率来讲,那种方法最好?CA. 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10.在早期冯·诺依曼计算机特征中,机器以(C)为中心。
A、存储器B、输入输出设备C、运算器D、控制器1.RISC 计算机的指令系统集类型是 ( C ) 。
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2、相联存储器的访问方式是( D )。
A.先进先出顺序访问B.按地址访问C.无地址访问D.按内容访问3、假设—条指令的执行过程可以分为“取指令”、“分析”和“执行”三段,每—段分别只有—个部件可供使用,并且执行时间分别为Δt、2Δt和3Δt,连续执行n条指令所需要花费的最短时间约为( C )。
(假设“取指令”、“分析”和“执行”可重叠,并假设n足够大)A.6 nΔt B.2 nΔt C.3 nΔt D.nΔt6、下列计算机不属于RISC计算机的是( C )。
A.SUN:Ultra SPARCB.IBM:Power PC620C.IBM:PC/XTD.DEC:ALPHA211647、哪一点不是RISC的特点?( D )A. 减少指令的平均执行周期数B. 重视编译优化技术C. 减少指令和寻址方式的种类D. 增加指令的功能8、哪种兼容方式对系列机来说是必须要求做到的?( B )A. 向前兼容B. 向后兼容C. 向上兼容D. 向下兼容9、在计算机系统中,表征系统运行状态的部件是( D )。
计算机体系结构_期末考试重点复习
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一、名词解释1.透明性2.系列机3.软件兼容4.指令级并行5.定向技术6.VLIW7.Superscalar8.虚拟Cache9.Victim Cache10.Cache 2:1 经验规则11.强制性失效12.冲突失效13.RIAD14.通道15.机群16.延迟分支17.前瞻执行18.伪相联二、填空1.决定CPU性能的因素是CPI﹑IC和f。
2.软件兼容的根本特征是向后兼容。
3.根据操作数存储地址的不同。
把指令集分成堆栈型指令集、累加器型指令集和通用寄存器型指令集。
4.在各种寻址方式中使用频率最高的是立即寻址和偏移寻址。
5.通常可按在CPU中操作数的存储方法、指令中显式表示的操作数个数、操作数的寻址方式、指令集所提供的操作类型、操作数的类型和大小这5个因素对计算机指令集结构进行分类。
6.MIPS中寄存器包括:32个通用寄存器、32个浮点寄存器、一些特别的寄存器。
7.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、指令分析部件、运算控制器。
四个缓冲栈:先行指令缓冲站、先行读数站、先行操作站和后行写数站。
8.计算机系统中提高并行性的技术途径有时间重叠、资源重复和资源共享三种。
9.衡量流水线性能的参数有吞吐率、效率和加速比三种。
10.流水冲突有三种,分别是:结构冲突、数据冲突和控制冲突。
11.通道分为字节多路通道、选择通道和数组多路通道三种。
12.输入/输出系统包括I/O设备和I/O设备与处理机的连接。
13.按照流水线所完成的功能来分,流水线可分为单功能流水线和多功能流水线。
14.在经典5段流水线中,一条指令的执行需要5个时钟周期,,它们分别是:取指令周期(IF)、指令译码/读寄存器周期(ID)、执行/有效地址计算周期(EX)、存储器/分支完成周期(MEM)、写回周期(WB)。
15.解决流水线结构冲突的方法有:流水化功能单元、资源重复、暂停流水线。
16.从编译技术的角度,降低流水线分支损失的方法有:预测分支失败、预测分支成功、延迟分支。
计算机体系结构复习题(有答案)
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计算机系统结构复习题
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复习题一、填空题1.标志符与每个数据相连,合存于_______,用于描述单个数据的_______。
2.总线仲裁算法有:静态优先级算法、固定时间片算法、_______算法和_______算法。
3.计算机仿真用_______解释,计算机模拟用_______解释。
4.按弗林(Michael J.Flynn)的观点,计算机系统可分为单指令流单数据流、_______、多指令流单数据流和_______四大类。
5.要实现两条指令在时间上重叠解释,首先需要付出_______,其次,要处理好指令之间可能存在的_______。
6.与重叠机器一样,流水机器在遇到_______指令,尤其是_______指令时,效率也会显著下降。
7.超长指令字(VLIW)结构是将_______和_______两者相结合。
8.互连网络的交换方法主要有线路交换、包交换、线路/包交换,SIMD互连网络多采用_______交换,多处理机常采用_______交换。
9.数据流机采用_______,执行的操作序列取决于输入数据的可用性;归约机则采用_______,执行的操作序列取决于对数据的要求,对数据的需求又来源于函数式程序设计语言对表达式的归纳。
10.输入输出系统包括输入输出设备、设备_______及与输入输出操作有关的_______件。
11.通用寄存器型机器对堆栈数据结构实现的支持是较差的,它表现为堆栈操作用的___________,堆栈置于___________,访问堆栈的速度低。
12.MISD系统结构是指有n个处理单元,按___________指令的要求,对同一个数据流及其中间结果进行不同处理,一个处理单元的___________作为另一个处理单元的输入。
13.总线仲裁算法有:___________算法、___________算法、动态优先级算法和先来先服务算法。
14.从计算机系统中处理数据的并行性来看,并行性等级从高到低可分为全并行、___________、位并字串、___________。
计算机体系结构 复习题 考试重点
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计算机系统结构一、单项选择题:(10*2=20分)二、填空题( 10*2=20分)1、计算机提高系统可靠性的方法:故障避免技术、故障容忍技术、错误消除技术、错误预报技术:2、计算机I/O设备控制方式有:程序查询控制方式、中断控制方式、DMA控制方式、I/O处理机等3、某个时期投入市场的某种型号机器编制的程序,不加修改地就能运行于在它之后投入市场的机器,称为向后兼容的机器。
4、某档机器编制的程序,不加修改的就能运行于比它高档的机器称为向上兼容的机器。
5、计算机系统部件加速比指可改进部分改进以后的性能提高一般情况下它是大于1的。
6、计算机系统部件可改进比例:可改进部分在原系统计算时间中所占的比例小于等于17、计算机系统所有的性能评测均是针对时间长短进行的。
8、一个具有高性能价格比的计算机系统是一个带宽平衡的系统。
9、传统机器级的机器语言是该机的指令集,程序可以由微程序进行解释(仿真)。
10、微程序机器级的机器语言是微指令集,微程序一般是直接由硬件解释实现的。
11、兼容机的优势:由于采用新的计算机组成和实现技术,因此具有较高的性能价格比;12、对指令集的基本要求是:完整性、规整性、高效率和兼容性。
13、指令Add R3 , (R1 + R2)的寻址方式是:索引寻址;14、指令Add R1 , (1001)的寻址方式是:直接寻址。
15、指令Add R4 , 100(R1)的寻址方式是:偏移寻址;16、指令Add R4 , (R1)的寻址方式是:寄存器间接寻址。
17、计算机系统中流水线因分支指令和其他进入流水线指令所引起的冲突是控制冲突。
18、计算机系统中流水线因一条指令读取操作数访存同时另一条指令需要执行取指令操作而发生的冲突是结构冲突。
19、流水线可以通过定向技术减少数据相关带来的暂停.20、结构相关解决方法:插入暂停周期、将指令存储器和数据存储器分离。
21、主存块可以映像在cache任意位置的映像方式是全相联映像。
计算机体系结构复习
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名词解释填空 选择 简答 计算1. 计算机系统的多级层次结构:2. 系统结构的概念:计算机系统结构指的是计算机系统的软、硬件的界面,即机器语言程序员或编译程序设计者所能看到的传统机器级所具有的属性。
3. 在计算机技术中,对本来存在的事物或属性,但从某种角度看又好象不存在的概念称为透明性。
4. 对于通用寄存器型机器,这些属性主要是指:(选择题)1) 指令系统(包括机器指令的操作类型和格式、指令间的排序和控制机构等)2) 数据表示 (硬件能直接辩认和处理的数据类型)3) 寻址规则 (包括最小寻址单元、寻址方式及其表示)4) 寄存器定义 (包括各种寄存器的定义、数量和使用方式)5) 中断系统 (中断的类型和中断响应硬件的功能等)6) 机器工作状态的定义和切换 (如管态和目态等)7) 存储系统 (主存容量、程序员可用的最大存储容量等)8) 信息保护 (包括信息保护方式和硬件对信息保护的支持)9) I/O 结构(包括I/O 连接方式、处理机/存储器与I/O 设备间数据传送的方式和格式以及I/O 操作的状态等)5. 计算机组成指的是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。
6. 计算机实现指的是计算机组成的物理实现。
7. 数据表示是指计算机硬件能够直接识别、指令集可以直接调用的数据类型。
8. 数据类型、数据结构、数据表示之间的关系第6级 第5级 第4级 第3级 第2级 第1级9.系列机指由同一厂商生产的具有相同体系结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。
10.常见的计算机系统结构分类法有两种:Flynn分类法和冯氏分类法。
冯氏分类法是用系统的最大并行度对计算机进行分类;Flynn分类法是指按照指令流和数据流的多倍性进行分类。
11.定量分析技术(简答题):1)以经常性事件为重点:在计算机系统设计中,经常需要在多种不同的方法之间进行折中,这时应按照对经常发生的情况采用优化方法的原则进行选择。
计算机系统结构复习题(含参考答案)
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02325 计算机系统结构复习题一、单项选择题1.多处理机上两个程序段之间同时有先读后写和先写后读两种数据相关,则( C )A •交换串行 B.不能并行执行C •必须并行执行 D.顺序串行2•输入输岀系统硬件的功能对下面哪一类人员是透明的(A )A •应用程序员 B •操作系统程序员C •机器语言程序设计员D •系统结构设计人员3•输入流水线的指令既无局部性相关也没有全局性相关,则(B )A•岀现瓶颈B •可获得高的吞吐率和效率C •可靠性提高D •流水线的效率和吞吐率恶化4•相对较好的处理浮点数尾数的下溢的方法是( D )A •舍入法B •恒置 1 法C •截断法D•查表舍入法5•以下属于操作级并行SIMD计算机的是(A )A •阵列处理机B •多处理机C •超标量处理机 D・超流水线处理机6•数据表示的含义是A •程序中的数据格式B •数据结构C •硬件能直接识别引用的数据类型D •数据类型7•下面不是流水机器全局相关的处理方法的是A •采取延迟转移B•堆栈法C猜测法 D •加快短循环程序的处理8.面向堆栈的寻址( D )A .能更好地支持向量的运算B •比面向寄存器的寻址访问速度快C能更好地支持矩阵运算D •有利于子程序嵌套、递归调用参数、返回地址及现场的保存和恢复 9.中断的优先级由高到低的是A .程序性T I/O T机器校验B .外部T重新启动T程序性C. I/O T程序性T掉电 D .通路错T程序性T I/O T重新启动10.多端口存储器适合于连接A •机数很多的多处理机B •机数可变的多处理机C.紧耦合多处理机 D •松耦合多处理机11.关于归约机的描述正确的是A •归约机不是基于数据流的计算模型B •归约机采用需求驱动,执行的操作序列取决于对数据的需求C.归约机不是以函数式语言为机器语言D .归约机采是 Von Neumann型计算机12.关于静态流水线的描述正确的是A •某一时间内各段只能按一种功能联接流水的多功能流水线B •功能固定的流水线C. 各段之间的连接是固定不变D. 某一时间内可执行多种功能13.多处理机机间互连采用总线形式的优点是( A )A •结构简单、造价低、可扩充性好B •适用于处理机机数较多的场合C.系统增减模块不方便D •没有访问公用总线的冲突14 •位片处理是指计算机采用 ____________________方式对数据进行处理。
计算机体系结构复习题(终极版)
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计算机系统结构
一、单项选择题:(10*2=20分) 二、填空题( 10*2=20分) 三、名词解释(4*3=12分) 四、简答题:(3*6=18分) 五、分析计算题(4*5=20分) 六、综合应用题(1*10=10分)
第一章: 1、计算机系统的多级层次结构中微程序机器 级、传统机器级的机器语言是什么?由什么方 式实现? 答:
6、分别从处理数据的角度来看,计算机系统中并 行性等级从低到高可分为哪几级?
答:从处理数据的角度来看,并行性等级从低到 高可分为: (1)字串位串:每次只对一个字的一位进行处理。 这是最基本的串行处理方式,不存在并行性; (2)字串位并:同时对一个字的全部位进行处理, 不同字之间是串行的。已开始出现并行性; (3)字并位串:同时对许多字的同一位(称为位 片)进行处理。这种方式具有较高的并行性; (4)全并行:同时对许多字的全部位或部分位进 行处理。这是最高一级的并行。
5、分别从执行程序的角度看,计算机系统中并行 性等级从低到高可分为哪几级? 答:从处理数据的角度来看,并行性等级从低到 高可分为: (1)指令内部并行:单条指令中各微操作之间的 并行; (2)指令级并行:并行执行两条或两条以上的指 令;(3)线程级并行:并行执行两个或两个以上 的线程,通常是以一个进程内派生的多个线程为 调度单位; (4)任务级或过程级并行:并行执行两个或两个 以上的过程或任务(程序段),以子程序或进程 为调度单元; (5)作业或程序级并行:并行执行两个或两个以 上的作业或程序。
计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现。 计算机实现是计算机组成的物理实现。一种 体系结构可以有多种组成。一种组成可以有 多种实现。
《计算机系统结构》总复习
![《计算机系统结构》总复习](https://img.taocdn.com/s3/m/599ca3133d1ec5da50e2524de518964bcf84d28d.png)
主存储器
定义:主存储器是计算机系统中的主要存储器用于存储程序和数据。 组成:由多个存储单元组成每个单元存储一个二进制数。 访问方式:通过地址码直接访问存储单元实现数据的读取和写入。 性能指标:主要包括存储容量、存取时间和可靠性等。
高速缓存
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定义:高速缓存是一种用于存储经常访问 数据的硬件设备
功能:输入输出接口的主要功能是传输数据和命令支持各种外部设备的接入和控制。
发展趋势:随着技术的不断发展输入输出接口也在不断演进和改进未来将更加高效、快速和智能化。
输入输出处理机
输入输出处理机是计算机系统中的重要组成部分负责管理计算机的输入输出设备。
输入输出处理机的主要功能是实现输入输出数据的传输和控制支持各种外部设备的操作。
分布式系统概述
定义:分布式系统是由多个相互通信的计算机组成的系统这些计算机在物理上通过网络连接协同完 成共同的任务。
特点:分布式系统具有并行性、可靠性和可扩展性等特点能够提高系统的整体性能和可靠性。
组成:分布式系统由多个节点组成每个节点都有自己的处理器和存储器节点之间通过网络进行通信。
应用:分布式系统广泛应用于各种领域如云计算、大数据处理、物联网等。
计算机系统结构总复习
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目录
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存储系统
01
04
计算机系统概述
02
处理器系统
03
输入输出系统
05
并行处理与分布式系 统
06
添加章节标题
计算机系统概述
计算机系统的基本组成
硬件:计算机系 统的物理实体包 括中央处理器、 存储器、输入输
出设备等。
软件:计算机 系统的程序和 数据包括系统 软件和应用软
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计算机层次结构
硬联逻辑----微程序控制-----机器指令系统------OS-----汇编程序-------高级语言编译程序或解释程序-------应用程序-------应用程序算法和数学模型
输入输出包括:I/O设备,设备控制器,设备驱动
在同一操作系统中页和块的大小是一样的
指令有哪两个部分组成:操作码和地址码
寻址主要反映在指令的哪一部分
哈夫曼编码
存储单元速度,价格,容量的比例关系:速度相同,价格越高,容量越大,价格相同,速度一高,容量越低
局部性原则:10%的代码上耗费90%的时间
CPU对存储器的访问,在时间、空间、次序往往都集中在一定范围内进行。
1)时间局部性:最近的访问项(指令/数据)很可能在不久的将来再次被访问(往往会引起对最近使用区域的集中访问)
2)空间局部性:一个进程访问的各项其地址彼此很近(往往会访问在存储器空间的同一领域)
3)顺序局部性:按序执行和不按序执行的比例在普通程序中是5:1
地址映像:段式管理,页式管理,段页式管理,段式为逻辑,页式为物理,页为系统确定,段为程序确定
替换算法
虚拟存储器是指“主存-辅存”层次,它能使该层次具有辅存容量、接近主存的等效速度和辅存的每位成本。
•它使得程序员可以按比主存大得多的虚拟存储空间编制程序(即按虚存空间编址)。
•虚拟存储器与Cache有许多相似的地方,但也有重要区别。
虚拟存储器的作用:–分隔地址空间–解决主存的容量问题–程序的重定位
并行性概念:在同一时刻或同一时间间隔内完成两种或两种以上工作,只要在时间上相互重叠,均存在并行性。
分类:
同时性--指两个或多个事情在同一时刻发生的并行性
并发性--指两个或多个事情在同一时间间隔内发生的并行性
资源共享(resource-sharing)利用软件方法,使多个用户分时使用同一个计算机系统。
例如多道程序、分时系统就是资源共享的产物。
它是提高计算机系统资源利用率的有效措施。
一条指令的执行过程可以分为多个阶段,如:取指分析执行
顺序执行:T=3nt;一次重叠:T=(2n+1)t;二次重叠:T=(2+n)t
造成死锁的必要条件•(1)进程排他性的占有某些系统资源;•(2)当进程对资源进一步要求被拒绝而挂起时,以占用资源仍不释放;•(3)不能预先分配资源;•(4)资源占用状况出现死循环,即A1要求的资源被A2占用,A2要求的资源又被A3占用,......如此类推,最后An要求的资源又被A1占用。
防止死锁
•进程挂起后,强制放弃已占用资源,等苏醒后在重新申请;
•进程必须对所需全部资源一次性提出申请,在未满足时不占有任何资源,一旦满足,在整个运行期间抓住不放。
•在进程要就多种资源的情况下,对资源规定一个固定次序,各进程按此次序先后提出申请,以避免几个进程同时要求某资源而出现的死循环。
•把系统可用资源数、各进程一次需用最大资源数,以及每个时刻实际分配的资源数列成表。
在进程提出资源申请时,由操作系统核算一下,如满足其要求后,其他进程提出申请时,若满足它的最大需求(已登记在表内),是否会造成系统死锁。