计算机系统结构简答题复习
计算机系统结构复习题(附答案) (1)
计算机系统结构复习题和重点（附答案）一、单项选择题1．实现汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是由（）A．编译程序解释B．编译程序翻译C．汇编程序解释D．汇编程序翻译2．系列机软件必须保证（）A．向前兼容，并向上兼容B．向前兼容，并向下兼容C．向后兼容，力争向上兼容D．向后兼容，力争向下兼容3．浮点数尾数基值r m=8，尾数数值部分长6位，可表示规格化正尾数的个数是（）A．56个B．63个C．64个D．84个4．在IBM370系统中，支持操作系统实现多进程共用公用区管理最有效的指令是（）A．“执行”指令B．“程序调用”指令C．“比较与交换”指令D．“测试与置定”指令5．关于非专用总线三种控制方式中，下列叙述错误．．的是（）A．集中式定时查询，所有部件共用同一条“总线忙”线B．集中式定时查询，所有部件都用同一条“总线请求”线C．集中式独立请求，所有部件都用同一条“总线请求”线D．集中式串行链接，所有部件都用同一条“总线请求”线6．磁盘外部设备适合于连接到（）A．字节多路通道B．数组多路通道或选择通道C．选择通道或字节多路通道D．数组多路通道或字节多路通道7．在Cache存储器中常用的地址映象方式是（）A．全相联映象B．页表法映象C．组相联映象D．段页表映象8．在指令级高度并行的超级处理机中，下列叙述正确的是（）A．超标量处理机利用资源重复，要求高速时钟机制B．超流水线处理机利用资源重复，要求高速时钟机制C．超标量处理着重开发时间并行性，要求高速时钟机制D．超流水线处理机着重开发时间并行性，要求高速时钟机制9．间接二进制n方体网络是一种（）A．多级立方体网络B．多级全排列网络C．单级立方体网络D．多级混洗交换网络10．多端口存储器适合于连接A．紧耦合多处理机B．松耦合多处理机C．机数很多的处理机D．机数可变的多处理机二、填空题11．多处理机实现的是___________、___________间的并行。
计算机体系结构必考知识点
计算机体系结构必考知识点一、知识概述《计算机体系结构必考知识点》①基本定义：计算机体系结构呢，简单说就是计算机的各个组成部分，像处理器、内存、输入输出设备等，它们之间是怎么连接的，还有各自的功能怎么协同工作。
就好比一个足球队，每个球员（硬件组件）都有自己的位置（功能），教练（操作系统等软件）怎么安排他们配合踢球（协同工作），这就是大致的概念。
②重要程度：在计算机这个学科里，这可太重要了。
要是不懂体系结构，就好比你盖房子不知道怎么搭框架，那接下来的装修（软件开发之类的）就无从下手。
计算机系统的性能、功能等都和它有很大关系。
③前置知识：得有基本的数字电路知识，像什么是逻辑门之类的。
还有对计算机各个硬件部件有个简单了解，就像你得知道有CPU这个东西，它大致是干啥的。
如果之前学过计算机组成原理那就更好了，就像你是个盖房子的小工，盖了几次小房子（了解简单的硬件组合），再来盖大楼（学习体系结构）就容易些。
④应用价值：实际应用可多了。
比如说设计新的计算机芯片，要考虑体系结构。
像手机厂商想让手机运行得更快，还不那么耗电，那就得优化手机芯片的体系结构。
再比如说云计算中心设计大型服务器集群，也得按照合理的体系结构来，这样才能高效处理海量的数据。
二、知识体系①知识图谱：在计算机学科的大地图里，计算机体系结构是重要的一块。
它连接着计算机硬件底层，向上又影响着操作系统、软件应用的开发。
就好比它是城市里的交通规划（对计算机里的数据等流动起规划作用），其他的建筑物（软件等）得按照这个交通规划来建设。
②关联知识：和计算机组成原理关联紧密，组成原理就像是讲每个部件的详细构造，体系结构就是把这些部件组合起来看。
和操作系统也有很大关系，操作系统的运行依赖于计算机体系结构提供的环境。
就好像演员（操作系统）得在舞台（体系结构）上表演。
③重难点分析：掌握难度在于概念比较抽象，像多级存储体系结构，什么缓存、主存、外存的关系不好理解。
关键点在于要理解各个部件的交互原理。
计算机系统结构-张晨曦-考试归纳(完整版)
期末考试归纳2020年8月17日11:26虚拟机与物理机的划分，如图所示。
从各个层次的角度看到的计算机是什么样的？从微程序机器级看到的是门电路，从传统机器语言机器级看到的是寄存器，从操作系统机器级看到的是完整的计算机实现：指的是计算机组成的物理实现，主要是关注部件的物理结构，包含器件技术和微组装技术。
举例区分这三者：联系：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。
简单版本：答：如在设计主存系统时，确定主存容量、编址方式、寻址范围等属于计算机系统结构。
确定主存周期、逻辑上是否采用并行主存、逻辑设计等属于计算机组成。
选择存储芯片类型、微计算机系统的设计（判断、计算）1.4 计算机系统结构的发展简答、综述题：冯诺依曼结构的缺陷是什么，可以从哪些角度去改进？缺陷：1.以运算器为中心，所有部件的操作都由控制器集中控制。
导致它的输入输出的操作只能串行执行。
改进角度：对输入输出方式进行改进。
如图所示有三大类的输入输出方式，从上到下使成才能继续执行，而到了DMA方式，CPU不需要每次都等待，而是一批数据传输完成之后再进行干预，最后的冯诺依曼结构的特点是哪些？简答题：系列机是什么？是如何实现可移植性的？系列机是由同一厂家生产的具有相同系统结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。
这些计算机有相同的指令系统，所以从机器语言程序员角度来看，同一系列的各档计算机的属性都是相同的，因此这个属性编制或编译生成的二进制代码都能够不加修改的通用于各档计算机。
向后兼容是系列机的根本特征。
其中向后兼容是系列机的根本特征。
兼容机和系列机的区别？系列机：由同一厂家生产的具有相同系统结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。
兼容机：是由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机仿真：用一台现有机器（宿主机）上的微程序去解释实现另一台机器（目标机）上的指令集。
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。
《计算机系统结构》往年考题
《计算机系统结构》往年考题一、简答题1. 指令流水计算机中，采用独立的指令缓存与数据缓存对系统性能有什么好处。
2. 什么是指令动态调度？使用寄存器重命名能够解决哪些数据冲突？3. 从数据和指令的角度，分别说明引起时间与空间局部性的原因。
4. 直接用虚拟地址索引缓存会存在什么问题？5. 多处理机为什么要维护缓存一致性？二、填空题1. 16个处理器组成的网络，使用均匀函数相联，那么与10号相联的是。
2. 有16个处理器，编号为0,1,…,15，先经过PM2+3，再经过混洗变换后，11号处理器连向___号处理器。
3. 使用混洗交换单级网络将一个PE中的数据播送到所有16个PE中，需要___次交换，需要___混洗。
假设每步只能进行混洗或交换中的一种变换。
4. 16个处理器组成的网络，采用PM2±0，PM2±2链接，网络直径为，结点度为。
5. 可以在向量与标量工作模式中切换的处理器，处理向量时效率是处理标量的9倍。
已知运行一段程序时有1/4的时间在运行向量指令，向量指令的比例为。
6. 向量处理器在串行模式执行以下指令需要拍，使用链接技术需要拍。
v3 <- A (load, 6拍)v2 <- v0 + v1 (add, 6拍)v4 <- v2 * v3 (mul, 7拍)7. 处理器P1和P2执行A, B, C三种指令的周期如下一段程序中A占60%，B占30%，C占和P2运行该程序时的CPI。
8. 已知一处理器指令缓存不命中率为2%，数据缓存不命中率为4%，不命中代价为100周期。
命中时，CPI为2，那么执行一段含有Load/Save指令各15%的程序时，其CPI为。
9. 五段流水线CPU，各段延迟时间分别为2.2ns, 2.5ns, 2.2ns, 2.3ns, 2.3ns。
连续执行10条指令，需要的时间为____，该CPU最高频率为____MHz。
10. 采用预留算法实现的非线性流水线优化调度，其启动循环为(1,3)，则该流水线周期P为，调度后的禁止集(mod)F P为。
计算机体系结构各章简答题及答案
第一章计算机体系构造的根本概念1. 什么是计算机系统的多级层次构造？2. 硬件和软件在什么意义上是等效的？在什么意义上是不等效的？3. 经典计算机系统构造的本质是什么？4. 语言实现的两种根本技术是什么？5. 对于通用存放器型机器来说，机器语言程序设计者所看到的计算机的属性主要有哪些？6. 什么是软件兼容？软件兼容有几种？其中哪一种是软件兼容的根本特征？7. 什么是系列机？它的出现较好地解决了什么矛盾？8. 对计算机开展非常关键的实现技术有哪些？9. 实现软件移植的主要途径有哪些？10. 试以系列机为例，说明计算机系统构造、计算机组成和计算机实现三者之间的关系。
11. 存储程序计算机在系统构造上的主要特点是什么？12. 从系统构造的开展情况看，新型系统构造的设计主要从哪两方面着手？13. 软件技术两个最重要的开展趋势是什么？14. 计算机系统设计人员的技术挑战主要来自哪几个方面？15. 一种计算机系统构造的生命周期是怎样的？16. 商品的标价〔价格〕由哪些因素构成？17. 对计算机系统本钱产生影响的主要因素有哪些？18. 用户CPU时间由哪三个因素决定？19. 目前常用的测试程序分为哪五类？20. 什么叫测试程序组件？在评价计算机系统设计时最常见的测试程序组件是哪个？21. SPEC2000测试程序组件中包括哪几个测试程序组件？22. 测试基于Microsoft公司的Windows系列操作系统平台的最常用测试组件有哪些？23. 常用的专门的性能指标测试程序有哪些？24. 计算机系统构造设计和分析中最经常使用的三条根本原那么是什么？25. 根据Amdahl定律，系统加速比由哪两个因素决定？26. 从执行程序的角度看，并行性等级从低到高可分为哪几级？27. 从处理数据的角度，并行性等级从低到高可以分为哪几级？28. 计算机系统中进步并行性的技术途径有哪三种？29. 多机系统的耦合度可以分为哪几类？30. 单机系统和多机系统中，都是按哪三种技术途径分别开展为哪三类多处理机？31. 三种类型的多处理机〔同构型多处理机、异构型多处理机、分布处理系统〕的主要区别是什么？1. 什么是计算机系统的多级层次构造？从计算机语言的角度，把计算机系统按功能划分成以下多级层次构造：2. 硬件和软件在什么意义上是等效的？在什么意义上是不等效的？硬件和软件在功能实现上是等效的，即一种功能可以由软件实现，也可以由硬件实现。
计算机系统结构复习题
1【简答题】传统的存储程序计算机的主要特征是什么？存在的主要问题是什么？目前计算机系统是如何改进的?正确答案：解：主要特征：(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。
主要问题和改进：（1)问题：以运算器为中心,所有部件的操作都由控制器集中控制，导致慢速输入输出操作占用快速运算器矛盾,影响运算器效率发挥。
改进：各种分布式的I/O处理或输入输出方式如程序控制、DMA(直接存储器访问)方式、 I/O 处理机等。
（2）问题:数据和指令存放在同一存储器中，自我修改程序是难以编制、调试和使用的，不利于指令执行的重叠和流水。
改进:通过存储管理硬件的支持，由操作系统控制在程序执行过程中不准修改程序.(3)问题:访问存储器次数较多影响计算机系统性能。
改进：按内容访问的相联存储器CAM，大量使用通用寄存器,在CPU和主存之间设置高速缓冲存储器cache。
(4)问题：受程序计数器控制，程序执行只能串行、顺序执行.改进：改进CPU的组成，如采用重叠方式、先行控制、多操作部件甚至流水方式把若干条指令的操作重叠起来；采用向量处理技术、多机并行处理，总之通过并行处理技术进一步提升计算机系统速度。
（5）问题：需要指令功能更加丰富，但实现困难;计算机存储器容量大增，采用直接寻址方式指令中地址码位数不够.改进：出现了CISC和RISC指令系统，CISC用硬件实现大量丰富功能,RISC只包含使用频率高的少量指令；采用多种灵活的寻址方式,如间接寻址、相对寻址、变址寻址、基址寻址、页式寻址等。
2【简答题】通用寄存器型指令系统结构在灵活性和提高性能方面的优势主要体现在哪几个方面？正确答案:(1）寄存器的访问速度比存储器快很多;(2）对编译器而言，能更加容易、有效地分配和使用寄存器。
在表达式求值方面，通用寄存器型结构具有更大的灵活性和更高的效率。
《计算机体系结构》期末复习题答案
《计算机体系结构》期末复习题答案系别_________ 班级_________ 姓名__________ 学号__________一、填空题（每空1分）1.按照弗林（Flynn）分类法，计算机系统可以分为4类：SISD计算机、（SIMD计算机）、（MISD计算机）和（MIMD计算机）。
2. 改进之后的冯•诺依曼计算机的只要特点是存储器为中心，总线结构，分散控制。
3. 当前计算机系统中的存储系统是一个层次结构，其各层分别为：（通用寄存器，高速缓存，主存，辅存，脱机大容量存储器）。
4.高速缓冲存储器的地址映象方式有三种，它们分别是：（全向量方式，直接相联方式，组相联方式）。
5.虚拟存储器的三种管理方式是（段式管理，页式管理和段页式管理）。
6.目前计算机中常用数据有（用户定义数据，系统数据和指令数据）三种类型。
7.通常可能出现的流水线的相关性有（资源相关，数据相关和控制相关）。
8.解决中断引起的流水线断流的方法有（不精确断点法和精确断点法）。
9.目前向量处理机的系统结构有两种：（存储器－存储器型和寄存器－寄存器型）。
10.通用计算机基本指令分为5类，它们分别是：（数据传送类，运算类，程序控制类，输入输出类，处理机控制和调试类）。
11．执行指令x1=x2+x3；x4=x1-x5会引起（RAW）类型的数据相关，执行指令x5=x4*x3；x4=x0+x6会引起（W AR）类型的数据相关，执行指令x6=x1+x2；x6=x4*x5会引起（WA W）类型的数据相关。
12．多计算机网络中，通常出现的4种通信模式是（单播模式，选播模式，广播模式和会议模式）。
13.传统的冯•诺依曼计算机是以控制驱动方式工作，以数据驱动方式工作的典型计算机是（数据流计算机），以需求驱动方式工作的典型计算机是（归约机），以模式匹配驱动方式工作的典型计算机是（人工智能计算机）。
二、名词解释（每题2分）1.计算机体系结构：计算机系统结构就是计算机的机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性，是硬件子系统的概念结构及其功能特性。
计算机系统结构密训
计算机系统结构密训计算机系统结构是指计算机硬件和软件组件之间的关系和交互方式。
它涉及到计算机内部各个组成部分的功能、连接方式、层次结构等方面。
计算机系统结构主要包括以下几个方面：1.中央处理器（CPU）：CPU是计算机的核心部件，负责执行指令和处理数据。
它包括算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）和寄存器等部分。
ALU用于执行算术和逻辑运算，CU负责控制指令的执行过程，寄存器用于暂存数据和指令。
2.存储器：存储器用于存储计算机的数据和指令。
主要包括内存（RAM）和外存（硬盘、光盘等）。
内存是计算机中实时存取数据和指令的地方，而外存用于长期存储数据和指令。
3.输入输出设备：输入输出设备用于与计算机进行交互。
常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等，输出设备有屏幕、打印机、音箱等。
输入设备将外界的信息输入到计算机中，输出设备将计算机处理后的数据和结果展示给用户。
4.总线：总线是连接计算机各个组件的通信线路。
它分为数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线负责传输数据，地址总线用于传输存储器地址，控制总线用于传输控制信号。
5.指令集架构：指令集架构是计算机硬件与软件之间的接口规范。
它决定了计算机能够执行的指令和支持的数据类型。
常见的指令集架构有精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）。
6.并行计算：并行计算是指多个处理器同时执行任务，以提高计算机系统的性能。
它可以通过并行算法和并行硬件来实现。
常见的并行计算模式有并行计算、向量计算和并发计算。
7.系统层次结构：系统层次结构描述了计算机系统的层次组织关系。
常见的系统层次结构有冯·诺依曼结构和哈佛结构。
冯·诺依曼结构将数据和指令存储在同一存储器中，哈佛结构则将其分开存储。
计算机系统结构是计算机科学中的重要概念，对于我们理解计算机工作原理、进行系统设计和优化都起着重要的作用。
通过合理设计计算机系统结构，可以提高计算机系统的性能、可靠性和可扩展性。
计算机系统结构考试试题
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！。
深圳大学--集成电路设计与集成系统--计算机体系结构—简答题(1)
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。
计算机系统结构术语解释和简答题
一．名词解释1）虚拟机：指通过软件模拟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）系统加速比：同一个任务在系统改进前花费总时间和在系统改进后花费总时间的比率3）Amdahl定律：计算计算机系统中某个部件改进后能获得多少总性能提高的定律15）顺序流水线：输入端任务流入的顺序和输出端任务流出的顺序相同的流水线16）乱序流水线：输入端任务流入的顺序和输出端任务流出的顺序不同的流水线17）流水线吞吐率：单位时间内流水线完成任务的数量18）流水线加速比：完成同样一批任务，使用流水线花费的时间和不使用流水线花费的时间之比19）流水线的效率：流水线中设备的实际使用时间和整个运行时间的比值20）数据相关：此次运算需要前一次运算的结果作为数据21）名相关：两个操作使用了相同的寄存器或者存储器22）控制相关：根据分支指令的执行结果确定后面程序的运行23）反相关：名相关的一种，指令i读的名和指令j写的名相同，简称i读j写24）结构冲突：硬件资源不足引起的冲突25）数据冲突：当指令在流水线中重叠执行时，因需要晕倒前面的指令的执行结果引起的冲突26）控制冲突：流水线遇到的分支指令或者其他会改变pc值的指令所引起的冲突27）定向技术：把计算结果从产生位置直接放到需要的位置28）多级存储层次：采用多种存储器技术的存储器结构29）命中时间：cpu访问存储系统时，找到所需数据花费的时间30）不命中率：cpu访问存储系统时，没有找到所需数据的比率31）不命中开销：cpu访问存储系统时，没有找到所需数据花费的时间32）全相连映像：主存中的任意一块对应Caceh中的任意一个位置33）直接映像：主存中的任意一块对应Caceh中的唯一一个位置34）组相连映像：主存中的任意一块对应Caceh中的一组位置35）写直达法：写入cache之后，直接写入下一级存储器36）写回法：只写入caceh中，只有该块被替换时，才写入下一级存储器37）强制性不命中：第一次访问时，Cache中没有该程序的任何数据而产生的不命中38）容量不命中：因为Cache容量限制导致某些块被替换出去之后又再次访问该块而放到不到的不命中39）冲突不命中：被替换出去的块又要访问而产生的不命中（不是因为Caceh容量）40）2：1Caceh经验规则：大小为N的直接映像Cache的失效率约等于大小为N/2的两路组相连Cache的失效率41）相连度：42）牺牲Cache：指在Cache和其下一级存储器的数据通路上的一个全相连的小Cache 43）系统响应时间：指计算机对用户的请求做出反映的时间44）可靠性：规定条件下完成预定功能的能力45）可用性：考察某个时间，系统正常运行的概率期望46）RAID：独立冗余磁盘阵列47）互连网络：一种由开关元件按照一定的拓扑结构和控制方式构成的网络48）互连函数：表示输入端号和输出端号连接关系的函数49）网络规模：网络中结点个数50）网络直径：网络中任意两点间的最大距离51）静态互连网络：各结点间有固定连接通路且在运行中不能改变的网络52）动态互连网络：由交换开关构成可以按照程序的要求动态改变连接状态的网络53）集中式共享多处理机：多个处理器共享一个存储器的多处理机系统54）分布式共享多处理机：多个处理器共享多个存储器的多处理机系统55）多Caceh一致性：多个Cache中的同一个数据要求保持一致的特性56）写作废协议：通知其他保留该数据副本的Cache作废副本数据的协议57）写更新协议：通知其他暴力该数据副本的Cache更新该副本数据的协议二．简答题1.什么是软件兼容？软件兼容有哪几种？其中哪一种是软件兼容的根本特征？软件兼容：一个软件可以不经修改或者只经过少量修改就可以由一台计算机移植到另外一台计算机上，差别只是时间不同软件兼容的种类：向上（下）兼容：按某档计算机编制的程序，不加修改就能运行于比他高（低）挡的计算机向后（前）兼容：按某个时期投入市场的某种型号的计算机，不加修改就能运行于在他之后（前）投入市场的计算机根本特征：向后兼容2.试以系列机为例，说明计算机系统结构，计算机组成，计算机实现三者之间的关系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系统结构可以有多种组成，一种组成可以有多种实现，同一系列计算机中各型号的计算机具有相同的系统结构，但采用不同的组成和实现技术，因而就有不同的价格和性能3.计算机系统结构的设计和分析中最经常使用的三条基本原则是什么？1）大概率事件优先原则（对于大概率常见事件，赋予他优先的处理权和资源使用权，以获得全局最优结果2）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3）程序局部性原理（程序的执行时所访问的地址不是随机的，而是相对簇聚4. 根据Amdahl定律，系统的加速比由那两个因素决定？可改进比例和部件加速比5. 计算机系统中提高并行性的技术途径有哪三种？1）时间重叠：在并行性概念中引入时间因素，即多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠的使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转时间而赢得速度，比如流水线技术2）资源重复：在并行性概念中引入空间因素，以数量取胜的原则，通过重复设置硬件资源，大幅度提高计算机系统性能，比如多处理机系统3）资源共享：软件方法，使多个任务按照一定的时间顺序轮流使用同一套硬件设备，比如多道程序和分时系统6. 从当前计算机技术观点来看，CISC结构有什么缺点？1）各种指令的使用频率相差悬殊2）CISC的复杂性带来了计算机系统结构的复杂性，增加了研制的时间和成本，还容易造成设计错误3）CISC中许多指令需要复杂的操作，运行速度慢4）CISC中指令功能的不均衡性，不利于采用先进的计算机系统结构技术来提高系统性能7. RISC的设计原则是什么？1）选取使用频率最高的指令，并补充一些最有用的指令2）每条指令的功能应尽可能简单，并且在一个周期内完成3）所有指令长度均相同4）只有load指令和store指令才访问存储器，其他指令均在寄存器之间进行5）以简单有效的方式支持高级语言8.MIPS采用哪几种寻址方式？答：寄存器寻址，立即数寻址，偏移寻址9.流水线技术有哪些特点？1）流水线把一个处理过程分解为若干个子过程，每个子过程由一个专门的功能部件来实现，因此流水线实际上是把一个大的功能部件分解为多个独立的功能部件，并依靠他们的并行工作来提高效率2）流水线中各段的时间应尽可能相同，否则会引起流水线的堵塞和断流3）流水线每一个功能部件前面都有一个缓冲寄存器，称为流水寄存器4）流水线技术适合于大量重复的时序过程，只有在输入端不断的提供服务，才能充分发挥流水线的效率5）流水线需要有通过时间和排空时间，在这两个时间段中，流水线都不是满负荷工作10.在5段流水线中，一条指令的执行需要几个时钟周期？他们分别是什么？5个时钟周期1）取指令周期2）指令译码周期/读存储器周期3）执行周期/有效地址计算周期4）存储访问周期/分支完成周期5）写回周期11.评价流水线的性能指标是什么？吞吐率和加速比吞吐率：单位时间内流水线所完成的任务数量加速比：使用流水线和1不使用流水线花费时间的比值12.什么叫相关？流水线中有哪几种相关？1）数据相关（此次运算需要前一次运算的结果作为数据）2）名相关（指令所访问的寄存器或存储器单元相同）3）控制相关（分支指令引起的相关）13.单级存储器的主要矛盾是什么？主要采用什么方法解决？主要矛盾：1）速度越快，价格就越高2）容量越大，价格就越低3）容量越大，速度越慢解决方法：采用多级存储层次结构14.在存储层次中应解决那四个问题？1）映像规则问题：当把一个块调入高一级存储器时，可以放到哪些位置上2）查找算法问题：当所要访问的块在高一级存储器时，任何找到改块？3）替换算法问题：当发生失效时，应该替换哪一块？4）写策略问题：当进行写访问时，应进行哪些操作？15.地址映像方法有哪几种？他们各有什么优缺点？1）全相连映像（主存中的任意一块可以放在Cache中的任何位置）缺点；查找复杂，代价高，速度慢优点：Cache空间利用率高，块冲突概率低，Caceh的失效率低2）直接映像：（主存中的任意一块都只对应Cache中的唯一一个位置）缺点：Cache空间利用率低，块冲突概率高，Cache失效率高优点：查找简单，快速3）组相连映像（主存中的任意一块对应Cache中的一组位置）直接映像和全相连映像折中的办法16.写策略主要有哪两种？他们各有什么优点？1）写直达法：容易实现，而且存储器中下一级的数据总是最新的，但是速度慢2）写回法：速度块，写操作能以Cache存储器的速度进行，而且对于同一个单元的多个写最后只需一次写回下一级存储器（不直接写回下一级存储器，而是交给写缓冲器去做）17.伪相连的基本思想是什么？采用这种方法时，在命中情况下，访问Caceh的过程和直接映像访问Cache的过程相同，而且发生失效时，在访问下一级存储器之前，会先检查Caceh另一个位置，看是否匹配，确定这个另一块的简单方法是将索引字段的最高位取反，然后按照新索引去寻找伪相连中对应的块，如果这一块的标识匹配，则称发生了伪命中，否则就只好访问下一级存储器18.采用二级Caceh的基本思想是什么？通过在原有的Cache和存储器中间增加一层Cache，构成两级Cache，把第一级Cache做得足够小，使其速度和快速cpu的时钟周期相匹配，，而把第二级Cache做得足够大，使得他能捕获更多需要1到主存去的访问，从而降低实际失效开销19.采用容量小且结构简单的Cache有什么好处？1）可以有效提高Cache的访问速度，因为硬件越简单速度就越快，小容量Cache可以实现快速标识检测，对减少命中时间有益2）Cache足够小，可以与处理权做在同一芯片上，以避免因芯片外访问而增加时间开销3）保持Cache简单结构可采用直接映像Cache，直接映像Cache的主要优点就是可以让标识检测和数据传送重叠进行，这样可以有效减少命中时间20.“虚拟索引+物理标识”Cache的基本思想是什么？答：直接用虚地址中的页内位移（页内位移在虚拟地址的转换中保持不变），作为访问Cache 的索引，但标识确实物理地址，Cpu发出访存请求后，在进行虚地址转换的同时，可并行进行标识的读取，在完成地址变换后，再把得到的物理地址和标识进行比较21.在分布式存储结构的机器中，将存储器分布到各节点有什么好处？1）如果大多数的访问是针对本结点的局部存储器，则可降低对存储器和互连网络的带宽要求2）对局部存储器的访问延迟低，分布式存储器结构的主要缺点就是处理器之间的通信较为复杂，且各处理器之间访问延迟大22.在分布式存储器结构的机器中，目前有哪两种存储地址空间的组织方案？1）物理上分离的多个存储器作为一个逻辑上共享的存储空间进行编址2）整个地址空间由多个独立的地址空间构成，他们在逻辑上也是独立的，远程的处理器不能对其直接寻找23.在分布式存储器结构的机器中，对应于两种地址空间的组织方案，分别有哪两种通信机制？它们是怎么实现的？1）共享地址空间的机器：理由load和store中的地址隐含的进行数据通信2）多个地址空间的机器：根据简单的网络协议，通过传递消息来请求某些服务或传输数据，从而完成通信24.实现Cache一致性协议时，有哪两种跟踪共享数据状态的技术？1）目录协议：物理存储器中共享数据库的状态及其相关消息被保存在一个叫做目录的地方2）监听协议：每个Cache除了包含物理存储器中块的数据副本以外，也保存着共享状态信息，Cache通常连接在共享存储器的总线上，各个Cache控制器通过监听总线来判断是否由总线上请求的数据块25.目录协议中，Cache块有哪三种状态1）共享：在一个或多个处理器上有这个块的副本，且主存中的值是最新的（所有Cache均相同）2）未缓冲：所有处理器的Cache都没有此块的副本3）专有：仅有一个处理器上有该块的副本，且已对此块进行了写操作，而主存的副本仍是旧的。
计算机系统结构复习题
计算机106 计算机系统结构复习题一、选择题1.Cache存储器写操作时，只写入Cache，仅当需要块替换时，才将其写回主存，称这种修改主存块内容的方法为___写回法_______。
2.仿真和模拟的主要区别在于采用不同的语言进行解释。
仿真采用___________解释，其解释程序在控制存储器中，而模拟采用机器语言程序解释，其解释程序在___________中。
3.16个处理器编号为0～15，采用PM2+3单级网络互连，与13号处理器相连的处理器号是( 利用公式计算机一下。
)A．5 B．7 C．11 D．144.在共享主存的多处理机中，为减少访问主存冲突，采用的方式一般是( )A．虚拟存储器B．共享Cache存储器C．用高速单体主存系统D．并行多体交叉主存系统5.7．下列关于标量流水机的说法不正确的是( )A．没有向量数据表示 B．不能对向量数据进行运算C．可对标量数据进行流水处理 D．可以对向量、数组进行运算6.广义地讲， F. 有着两种含义：一是 G. ，指两个以上事件在 A. 发生；二是 H. ，指两个以上事件在 C. 间隔内发生。
A. 同一时刻B. 不同时刻C. 同一时间D. 不同时间E. 串行性F. 并行性G. 同时性H. 并发性7.页式虚拟存储管理中，实页冲突概率最低的地址映象方式是( )A．直接映象B．全相联映象C．组相联映象D．段相联映象8.组相联映象、LRU替换的Cache存储器，不影响Cache命中率的是( )A．增大块的大小B．增大主存容量C．增大组的大小 D．增加Cache中的块数9.不同系列的机器之间，实现软件移植的途径不包括（）A．模拟 B．仿真C．用统一汇编语言D．用统一高级语言10.采用地址码高位交叉的目的是（）。
A. 扩大存储器的容量B. 提高存储器的速度C. 缩小存储器的容量D. 减小存储器的速度11.超标量处理机主要是采用（）来开发处理机内部的并行性的。
A. 空间B. 重叠C.资源重复D. 时间重叠12.在下列内容中，对系统程序员和应用程序员都透明的是（）。
计算机基础知识简答题及答案
计算机基础知识简答题及答案在计算机科学领域中，有一些基础知识是每个从事计算机工作的人都应该了解的。
以下是一些简单的问题以及它们的答案，帮助您复习和加深对计算机基础知识的理解。
1. 什么是计算机？计算机是一种能够通过程序进行操作、接受数据并输出结果的电子设备。
2. 计算机的五大基本部件是什么？计算机的五大基本部件包括输入设备、输出设备、中央处理器（CPU）、内存和存储设备。
3. 什么是操作系统？操作系统是管理计算机硬件和软件资源的系统软件，它提供了用户与计算机硬件之间的接口。
4. 什么是算法？算法是解决问题或执行任务的一系列有序步骤的描述。
它是一种计算或解决问题的方法。
5. 什么是编程语言？编程语言是一种用于编写计算机程序的形式化语言。
它定义了一组规则和语法，用于编写代码。
6. 什么是数据结构？数据结构是组织和存储数据的方式，它定义了数据之间的关系以及访问这些数据的规则。
7. 什么是数据类型？数据类型是编程语言中用来定义数据存储类型和操作的规范。
它定义了数据值的种类和数据值的操作。
8. 什么是网络？网络是多台计算机通过通信链路相互连接在一起的集合，以实现数据和资源的共享。
9. 什么是TCP/IP协议？TCP/IP协议是一组用于在网络上进行数据交换的通信协议，它定义了数据在互联网上的传输方式。
10. 什么是编译器？编译器是一种将高级编程语言代码转换为机器代码的程序，从而使计算机能够执行代码。
以上是一些计算机基础知识简答题及答案，希望能帮助您更好地理解计算机科学领域的基础知识。
(完整版)系统结构简答题答案
《计算机系统结构》简答题复习资料1.简述标志符数据表示的主要优点(1)简化了指令系统和程序设计；(2)简化了编译程序；(3)便于实现一致性校验；(4)能由硬件自动变换数据类型；(5)支持数据库系统的实现与数据类型无关的要求；(6)为软件调试和应用软件开发提供了支持。
2．简述哈夫曼压缩概念的基本思想。
哈夫曼压缩概念的基本思想是，当各种事件发生的概率不均等时，采用优化技术对发生概率最高的事件用最短的位数(时间)来表示(处理)，而对出现概率较低的，允许用较长的位数(时间)来表示(处理)，就会导致表示(处理)的平均位数(时间)的缩短。
3．RISC存在不足表现在哪些方面？(1)、由于指令少使原来在CISC上由单一指令完成的某些复杂功能现在要用多条RISC指令才能完成，加重了汇编语言程序设计的负担，增加了机器语言程序的长度，占用存储空间多，加大了指令的信息流量。
(2)、对浮点运算执行和虚拟存储器的支持虽有很大加强，但仍显得不足。
(3)、RISC机器的编译程序比CISC的难写。
4．简述设计RISC结构用了哪些基本技术?(1)按RISC一般原则设计；(2)逻辑实现用硬联和微程序结合；(3)用重叠寄存器窗口(4)指令用流水和延迟转移；(5)优化设计编译系统。
5．简述计算机系统“由中间开始”设计的基本思想。
(1)软硬件设计分离和脱节是”由上往下”和“由下往上”设计的主要缺点，由此提出“有中间开始”设计。
“中间”提的是层次结构中的软硬交界面，目前多数实在传统机器级与操作系统机器级之间。
(2)进行合理的软、硬件功能分配时，既要考虑能拿到的硬、器件，又要考虑可能的应用所需的算法和数据结构，先定义好这个交界面。
确定哪些功能由硬件实现，哪些功能由软件实现，同时还要考虑好硬件对操作系统、编译系统的实现提供些什么支持。
然后由这个中间点分别往上往下进行软件和硬件的设计。
6．简述计算机系统结构、组成和实现三者的相互关系。
结构、组成、实现三者互不相同，但又互相影响：相同结构(如指令系统相同)的计算机，可以因速度不同而采用不同的组成。
计算机系统结构
一、填空题1.仿真和模拟的主要区别在于采用不同的语言进行解释。
仿真采用（微程序）解释，其解释程序在控制存储器中，而模拟采用（机器语言程序）解释，其解释程序在主存储器中。
2.程序的局部性包括（时间）上的局部性和（空间）上的局部性。
3.4.开发计算机系统结构并行性的主要技术途径有（时间）重叠，（资源重复）和（资源共享）。
5.指令格式的优化包括（操作码）_的优化和（地址码）的优化两方面军。
6.程序定位的技术分为（直接定位技术）、静态再定位和动态再定位。
7.cache常用的地址映射方式有全相联映像、（直接映射）、（组相联映射）和段相联映像四种。
8.流水线按流水处理级别不同，流水线分为（部件级流水线）、（处理机级流水线）和系统级流水线9.并行处理机按存储器的组成方式不同分为（分布存储器的并行处理结构）和（共享存储器的并行处理结构）两种。
10.多处理在系统结构可分为（紧耦合多处理机）和（松耦合多处理机）两类。
11.计算机系统弗林分类法，把计算机系统分成单指令流单数据流(SISD) 、单指令流多数据流(SIMD) 、（多指令流单数据流（MISD））和(多指令流多数据流(MIMD)) 四大类。
12.在存储体系中，Cache 存储器对应用程序员是（透明）的，对系统程序员是（透明）的( 填“ 透明” 或“ 不透明”) 。
13.虚拟存储器按映象算法不同，存储管理方式有段式、页式和段页式三种。
14.“一次重叠”解释时，第K+1 条指令需等K 条指令执行后才能形成，称此时发生了“ （指令）相关” 。
若第K 条指令的结果数地址与第K+1 条指令的源数地址一样时，称发生了“（数）相关”。
15.并行处理机按存储器的组织方式不同，分为两种不同的基本构形，一种是采用（分布式）存储器结构的并行处理机，另一种是具有（集中式共享）存储器结构的并行处理机。
16.开发并行性是为了并行处理，并行性又包括有（同时）性和（并发）性二重含义。
17.计算机系统为了满足日益复杂的应用需要，在机器指令系统的设计、发展和改进上有两种不同（复杂指令系统）和（精简指令系统）方向。
计算机系统结构复习题
1【简答题】传统的存储程序计算机的主要特征是什么？存在的主要问题是什么？目前计算机系统是如何改进的？正确答案：解：主要特征：(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。
主要问题和改进：(1)问题：以运算器为中心，所有部件的操作都由控制器集中控制，导致慢速输入输出操作占用快速运算器矛盾，影响运算器效率发挥。
改进：各种分布式的I/O处理或输入输出方式如程序控制、DMA(直接存储器访问)方式、 I/O 处理机等。
(2)问题：数据和指令存放在同一存储器中，自我修改程序是难以编制、调试和使用的，不利于指令执行的重叠和流水。
改进：通过存储管理硬件的支持，由操作系统控制在程序执行过程中不准修改程序。
(3)问题：访问存储器次数较多影响计算机系统性能。
改进：按内容访问的相联存储器CAM，大量使用通用寄存器，在CPU和主存之间设置高速缓冲存储器cache。
(4)问题：受程序计数器控制，程序执行只能串行、顺序执行。
改进：改进CPU的组成，如采用重叠方式、先行控制、多操作部件甚至流水方式把若干条指令的操作重叠起来；采用向量处理技术、多机并行处理，总之通过并行处理技术进一步提升计算机系统速度。
(5)问题：需要指令功能更加丰富，但实现困难；计算机存储器容量大增，采用直接寻址方式指令中地址码位数不够。
改进：出现了CISC和RISC指令系统，CISC用硬件实现大量丰富功能，RISC只包含使用频率高的少量指令；采用多种灵活的寻址方式，如间接寻址、相对寻址、变址寻址、基址寻址、页式寻址等。
2【简答题】通用寄存器型指令系统结构在灵活性和提高性能方面的优势主要体现在哪几个方面？正确答案：(1)寄存器的访问速度比存储器快很多；(2)对编译器而言，能更加容易、有效地分配和使用寄存器。
在表达式求值方面，通用寄存器型结构具有更大的灵活性和更高的效率。
计算机系统结构复习题(含参考答案)
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。
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计算机系统结构简答题复习（1）
1、如果外设要求的通道实际流量十分接近或等于通道具有的最大流量时，
则可能发生局部的数据丢失问题，我们怎样解决（三种方法）？
答： 1. 增大通道最大流量。
2. 动态改变设备优先级。
3. 增加一定数量的缓存器，尤其是优先级比较低的设备
2、解决软件移植最好的办法有哪些？
1.采用系列机
2.采用模拟与仿真
3.采用统一的高级语言
3、证明在浮点数的字长和表数范围一定时，尾数基值rm取2或4具有最高
的表数精度
4、假设一条指令的执行过程分为"取指令"、"分析"和"执行"三段，每一段
的时间分别为△t、2△t和3△t。
在下列各种情况下，分别写出连续执行n条指令所需要的时间表达式。
(1)顺序执行方式。
(2) "取指令"、"分析"和"执行"重叠。
计算机系统结构简答题复习（2）
5、RISC处理机的关键技术有哪四种？
1. 延时转移技术
2. 指令取消技术
3. 重叠寄存器窗口技术
4. 指令流调整技术
6、多处理机有那些基本特点？发展这种系统的主要目的有哪些？多处理机
着重解决那些技术问题？
1. 结构灵活
2. 程序并行
3. 并行任务派生
4. 进程同步
5. 多处理机工作时，要根据任务的多少来调用资源，因此，所需要的资源变化复杂
目的是：利用多台处理机并发执行一个作业，使得执行速度比单处理机块着重解决的问题
着重解决的技术问题：
1. 硬件结构上多处理机，主存，I/O子系统之间应有高带宽，低价格，灵活无规则互联，尽可能不发生信息传送冲突
2. 从并行语言并行算法编译等，最大限度的开发程序并行性
3. 大的任务如何分成多个子任务
4. 从操作系统上解决并行任务分配，调度和资源分配；任务或进程间的同步，死锁竞争等问题的解决
7、向量的处理方式有哪三种？各有何特点？
1. 横向处理方式。
向量计算是按行的方式从左至右横向地进行。
2. 纵向处理方式。
向量计算是按列的方式自上而下纵向地进行。
3. 纵横处理方式。
横向处理和纵向处理相结合的方式。
8、向量处理机实现链接的条件是什么？
1.没有向量寄存器冲突和运算部件冲突。
2. 只有第一个结果送入向量寄存器的那一个周期可以链接。
3. 先行的两条指令产生运算结果的时间必须相等。
4.两条向量指令的向量长度必须相等。
9、提高向量处理机性能的常用技术有那些？
1．链接技术
2.向量循环或分段开采技术
3. 向量递归技术
4.稀疏矩阵的处理技术
10、列出互连网络中四种寻径方式？并指出它们各自优缺点?
1.线路交换。
在传递一个信息前需要频繁的建立从源结点到目地结点的物理通路，开销将会很大。
2.存储转发寻址。
包缓冲区大，不利于VLSI的实现；时延大，与结点的距离成正比
3.虚拟直通。
没有必要等到整个消息全部缓冲后再做路由选择，只要接收到用作寻址的消息头部即可判断，通信时延与结点数无关；同样不利于VLSI 的实现。
4.虫蚀寻址。
每个结点的缓冲区小，易于VLSI实现；较低的网络时延。
计算机系统结构简答题复习（3）
11、采用并行处理机的SIMD 计算机主要特点是什么？▲
1.速度快，而且潜力大
2.模块性好，生产和维护方便
3.可靠性高，容易实现容错和重构
4.效率低。
与流水线处理机，向量处理机等比较。
依靠是资源重复，而
不是时间重叠，所以其效率要低一些。
5.潜力大。
主要依靠增加PE个数，与流水线处理机主要依靠缩短时钟
相比，其提高速度的潜力要大得多。
6.依赖于互连网络和并行算法。
互连网络决定了PE之间的连接模式，
也决定了并行处理机能够适应的算法。
7.需要有一台高性能的标量处理机。
如果一台机器的向量处理速度极高，
但标量处理速度只是每秒一百万次，那么对于标量运算占10%的题目
来说，总的有效速度就不过每秒一千万次。
12、设计一台计算机应有哪五类基本指令？▲
1.数据传送类指令
2.运算类指令
3.程序控制指令
4.输入输出指令
5.处理控制和调试指令
13、在流水线遇到瓶颈流水段应该怎样处理该流水段来提高流水线效率？▲
1.将流水线的“瓶颈”部分再细分；
2.通过重复设置瓶颈功能段，让多个瓶颈功能段并行工作。
14、在设计一个计算机系统时，确定数据表示的原则主要有哪几个？▲
确定数据表示的原则主要有三个，一是缩短程序的运行时间，二是减少
CPU与主存储器之间的通信量，三是这种数据表示的通用性和利用率。
15、什么是机群系统？
机群（cluster）系统是互相连接的多个独立计算机的集合，这些计算机
可以是单机或多处理器系统（PC工作站或SMP），每个结点都有自己的
存储器、I/O设备和操作系统。
机群对用户和应用来说是一个单一的系
统，它可以提供低价高效的高性能环境和快速可靠的服务。
计算机系统结构简答题复习（4）
16、机群系统关键技术是什么？▲
1.高效的通信系统；
2.并行程序设计环境；
3.并行程序设计语言；
4.负载平衡技术
5.并行程序调整技术
6.可靠性技术
17、什么是并行处理机？▲
适用于高速数值计算，具有比较固定的结构，依靠的并行措施是资源重复，互联网络规定了处理单元的连接模式，基本上是一台向量处理专用计算机。
18、llliac Ⅳ由哪三大部分组成？
1.专门对付数组运算的处理单元阵列
2.阵列控制器
3.标准的B6700计算机
19、多处理机系统与并行处理机的主要差别是什么？
1.并行处理机的并行性在于指令内部，而多处理机的并行性在于指令
外部
2.并行处理机把同种操作系统集中在一起，由指令直接启动各个PE同
时工作多处理机用专用指令表示并发关系，一个任务开始执行时能
够派生出与他同时执行的另一些任务如果任务多余处理机数，则进
入任务队列等候
3.并行处理机只有一个CU，自然同步，多处理机执行时间可能互不相
同
20、中国“天河二号”超级计算机在那些技术方面取得重大突破？▲
4.多阵列可配置协同并行体系结构；
5.高速率扩展互连通信技术
6.高效异构协同技术；
7.基于隔离的安全控制技术；
8.虚拟化的网络模拟计算技术
9.大规模的系统容错技术；
10.系统能耗综合技术
计算机系统结构简答题复习（5）
计算机系统结构简答题复习（6）
21、在多处理机系统中,Cache一致性问题由什么引起,主要采用哪两种方法
解决?
Cache一致性问题主要由共享可写的数据、进程迁移、I/O 传输等原因产生。
目前主要采用监听协议和基于目录的协议，分别适用于不同结构
22、超标量处理机和超流水线处理机异同点。
超流水线处理机的工作方式与超标量处理机不同，超变量是以增加硬件资源为代价来换取处理机的性能，而超流水线处理机秩序增加少量硬件，是通过个部件硬件的充分重叠工作俩提高处理机性能的。
从流水线的时空图来看，超变量处理机采用的是空间并行性，而超流水线处理机采用的是时间并行性。
23、什么是CISC、RISC？
把一些原来由软件实现的、常用的功能改用硬件的指令系统来实现，这种计算机系统叫复杂指令系统，即CISC；RISC是精简指令系统，它是一种计算机体系结构的设计思想，它不是一种产品，是近代计算机结构发展中史的里程碑。
24、请你分析浮点数的尾数基值为2，同号相加或异号相减，需要设置警戒位
吗？。