2002年下半年《计算机系统结构(2325)》试卷评析

2002年下半年《计算机系统结构（2325）》试卷评析
作者名：不祥来源：网友提供05年6月9日
第一部分答题中考生常见的错误
1、错误的性质及比例
a 、概念性30%
b 、理解性25%
c 、基本功不够35%
d 、答题技巧0%
e 、其他10%
2 、学习方法建议
1）对基本概念应该加强理解，许多同学没有弄清基本概念，因而答非所问。

比如，总线仲裁的方式，应该有链式排队，定时查询和独立请求方式。

有些同学对这部分内容根本没有了解，胡乱答：先来先服务，后进先出，随机服务等。

2）有些内容较复杂，如果硬记，是很难记住的。

比如，单级互联网络，如果硬记，输入端和输出端的连接是很难记住的，但如果从连接规划出发，通过几个练习就能较好的掌握这种连接关系。

第二部分计算机系统结构课程特点
计算机系统结构和计算机组成原理讲述的内容有很多不同之处，总起来说有以下几个特点：
1）概念较抽象
在这门课程中对硬件和软件的关系讲的很多，而不讲具体电路。

2）涉及的机型多，范围从小型机、微型机到巨型机，不象组成原理可以主要选一种机型为背景进行讲述。

3）涉及的先修课程多
本课程涉及，计算机组成原理、数据结构、操作系统、汇编语言及编译原理中的许多知识，如果没有学过组成原理，操作系统和汇编语言，那末学习本课程的困难很大。

第三部分复习辅导
各章主要知识点如下：
第一章
本章基本概念和术语很多，许多概念和下面各章内容密切相关，在历次考试中出现机会也较多。

计算机系统结构、指令系统、数据结构、数据表示、系列机、兼容、仿真、模拟、并行性、时间重叠、资源重复、资源共享。

1、层次结构
M1 级是硬件、软件的界面，以M1 开始往上，每加一层软件，就构成了高一级的虚拟机。

2、计算系统结构、组成与实现
本书讲的计算机系统结构是指传统机器级（M1 ）级的程序，设计员所看到的计算机属性。

计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现。

计算机组成的物理实现称计算机实现。

三者关系：
不同的系统结构往往要求不同的计算机组成，而计算机组成的进步又促进系统结构的发展。

元器件等实现技术的进步会促进计算机组成和系统结构的发展。

3、软、硬件取舍
总的来说，提高硬件在计算机功能中的比重有利有弊
好处：速度提高、对存储器需求减少。

坏处：硬设备成本增加、灵活性降低
本节对用硬、软件实现一个功能的成本各有一个计算公式，应该掌握。

4、系统结构设计的基本方法
1）由上而下：对特定应用效果显著，但通用性降低
2）由下而上：通用性好，但对某些应用来说，不能充分发挥硬件的效能。

3）由两头向中间：（这里的‘中间'指硬、软件界面。

）是许多著名的系列机的设计方法。

5、这一章还应该掌握的内容：
系列机和系列机的设计思想
兼容的概念：向上兼容、向后兼容
模拟与仿真：二者的区别。

实现并行姓的手段：时间重叠、资源重复、资源共享
计算机系统分类：SISD 、SIMD 、MIMD
第二章指令和寻址
一、数据表示
1．数据表示和数据结构的区别与联系
2．数据表示与硬件的关系
3．数据表示的发展
二、寻址方式
应讲清寻址方式和编址方式两个概念的区别与联系
编址方式：如何给存储器单元或I/O 设备规定地址
寻址方式：指令如何给出（表示）存储器单元或I/O 设备规定地址
三、指令系统的设计与改进
1．指令格式的优化与改进
1）哈夫曼压缩
2）操作码的优化
3）指令格式的优化
2．增强指令系统的功能
1）如何优化目标程序（指用汇编编程的结果）
2）如何对高级语言提供更好地支持（用一条或尽可能少的指令实现高级语言中一些常用语句或结构。

3）如何对操作系统提供更好地支持（如用一条指令实现P-V 操作）
3．RISC 机
1）设计思想
2）RISC 机的特点
3）RISC 机采用的主要技术
第三章输入输出系统
一、总线
1．总线类型
2．总线的控制方式及优劣：链式、计数查询、独立请求线
3．同步与异步通讯
重点异步通讯的握手方式
4．数据宽度与总线线数
数据宽度的定义
数据宽度与总线线数的关系
5．总线设计的若干问题
总线流量的确定
影响总线可靠性的因素
二、中断系统
1．中断源和中断源的种类
2．中断的分级
3．如何利用中断屏蔽寄存器来改变中断处理的优先级
本章概念很多，如：
中断请求、中断响应、中断屏蔽、中断现场、中断嵌套、向量中断等，需要很好掌握。

三、通道
1．通道的概念
2．通道的种类
3．通道流量的计算
四、外围处理机
外围处理机实际上是通道的发展，只要弄清两者的区别即可。

第四章存储系统
一、并行主存系统（多体交叉）
1．存储体个数与存储系统频宽的关系
2．影响存储系统频宽的因素
3．如何确定合理的存储体个数
二、存储器的三级体系
1．三级体系由哪些存储器组成？
2．三级体系的存取速度接近于哪一级存储器？
3．三级体系的存容量是哪一级存储器的容量？
三、虚拟存储器
1．三种虚拟存储器方式各自的优、缺点和地址映象机构
2．替换算法
3．主存保护
四、高速缓存
1．地址映象方法
高速缓存和主存之间的地址映象方法与虚拟存储器中实存和虚存的地址映象方法相似，但具体实现有很大不同。

前者必须完全由硬件实现，这点必须注意。

2．命中率计算
3．替换策略（与虚拟存储器类似）第五章重叠、流水和向量处理机一、重叠处理方式
影响重叠处理效率的因素
1．访存冲突
2．指令相关
3．数相关
二、流水线处理方式
1．流水线处理是重叠处理的引伸2．流水线分类
1）向下和向上扩展
2）标量流水处理机
3）阵列流水处理机
3．流水线性能及分析
1）吞吐率和吞吐率的计算
2）加速比的定义和计算
3）各部件效率（占空比）计算4．流水线调度
第六章并行处理机
一、两种基本结构
二、适用的算法
三、SIMD 互连网络
1．单级互连网络
1）立方体
2）PM2I
3）混洗交换
2．循环互连网络和多级互连网络
这部分较复杂，对成人自考可不作要求
四、相联处理机
1．了解相联存储器原理
2．相联处理机用法举例
第七章多处理机
一、主要特点及技术问题
1．多处理机为MIMD 系统
2．主要技术问题：
1）如何解决处理机、存储器和I/O 设备的连接2）如何最大限度地开发系统的并行性
3）同步问题
二、硬件结构
1．紧耦合和松耦合
2．机间互连形式
3．多端口存储器形式
4．开关枢纽形式
三、程序并行性
此内容应在并行处理中讲解，本课程不作深入要求。

（南京航空航天大学李真）。