系统结构研讨题
系统结构研讨题201504
系统结构研讨题注:所有ppt、程序、报告电子版需要交给老师。
1、成绩评定:只是做PPT理论上讨论的,70-80分只做PPT并编程,测试,80-90分PPT、编程、测试、分析、打印word报告,90分以上要求每人必须至少作一次报告,否则研讨分数为0(一)计算机系统结构导论(上课 2 研讨 1 学时)1.谈谈你用过哪些计算机系统?它是面向那些应用市场?2.谈你所知道的应用对系统结构的影响3.谈你所知道的算法对系统结构的影响4.谈你所知道的价格对系统结构的影响5.举例说明计算机系统结构的发展趋势,例如多核、云计算、GPU、平板等。
6.计算机系统与组成的研究侧重有什么不同?(二)计算机系统结构的合成(上课 2 研讨 1 学时)1.谈谈数据表示对系统性能的影响2.举例寻址方式对性能的影响3.指令优化的目的和方法4.谈现在已有存储器的价格、性能、特点及对计算机系统结构发展的影响(三)存储系统结构(上课 3 研讨 2 学时)1.以PC或服务器等举例说明并行存储系统的作用2.安装一种Cache命中率分析工具,并现场安装、演示,要求写出安装文档等相关文档3.谈谈Cache的重要性,并演示程序证明(可以是CPU、GPU或者其它设备)4.Cache除了在CPU中,还存在哪些设备中,并说明其工作原理和对性能的影响5.以PC为例说明虚拟存储器对性能的影响。
6.谈谈内存对性能的影响,用程序说明,并测试,写出详细文档7.PC系统使用一年后需要硬盘整理,除此外还存在哪些和硬盘相关的提高性能的方法?8.windows、安卓、linux的文件系统有什么不同?如何使用这些文件系统能使系统的运行效率高?9.试比较云存储和单机文件系统?10.试比较局域网内的多机文件系统和本地文件?(四)流水线结构(上课 4 研讨 2 学时)1.以(2年内发布的)CPU为例说明流水线的作用。
2.以现有CPU为例说明流水线数量和性能关系3.试比较多核技术与多流水线技术4.为什么CPU不是采用单一的多流水线技术,而是采用了多核技术5.用程序说明数据相关对性能的影响,并用测试结果进行分析6.说明中断对性能的影响,试用程序证明7.比较CPU、GPU、MIC架构特点和流水线的特点。
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。
软件体系结构 习题答案
软件体系结构习题答案软件体系结构习题答案1. 什么是软件体系结构?软件体系结构是指软件系统的整体结构和组织方式,它描述了软件系统中各个组件之间的关系以及它们的功能和行为。
软件体系结构通常包括多个层次,从整体到细节逐渐展开,以便更好地理解和设计软件系统。
2. 为什么软件体系结构很重要?软件体系结构对于软件系统的开发和维护具有重要意义。
它可以提供一个框架,指导软件开发者进行系统设计和实现。
良好的软件体系结构可以提高软件系统的可维护性、可扩展性和可重用性,同时降低开发和维护的成本。
3. 软件体系结构有哪些常见的模式?常见的软件体系结构模式包括分层模式、客户端-服务器模式、发布-订阅模式、模型-视图-控制器模式等。
每种模式都有其特定的应用场景和优缺点,开发者可以根据具体需求选择合适的模式。
4. 什么是分层模式?分层模式是一种常见的软件体系结构模式,将软件系统划分为多个层次,每个层次负责不同的功能。
通常包括表示层、业务逻辑层和数据访问层。
这种模式可以提高系统的可维护性和可扩展性,同时降低各个层次之间的耦合度。
5. 客户端-服务器模式是什么?客户端-服务器模式是一种常见的软件体系结构模式,将软件系统划分为客户端和服务器两部分。
客户端负责用户界面和用户交互,而服务器负责处理客户端的请求并提供相应的服务。
这种模式可以实现分布式计算和资源共享,提高系统的可伸缩性和可靠性。
6. 发布-订阅模式是什么?发布-订阅模式是一种常见的软件体系结构模式,用于实现消息传递和事件通知。
发布者将消息发布到一个或多个主题,而订阅者可以选择订阅感兴趣的主题并接收相关的消息。
这种模式可以实现解耦和灵活的通信方式,适用于分布式系统和异步通信。
7. 模型-视图-控制器模式是什么?模型-视图-控制器(MVC)模式是一种常见的软件体系结构模式,用于实现用户界面和业务逻辑的分离。
模型负责处理数据和业务逻辑,视图负责显示用户界面,而控制器负责协调模型和视图之间的交互。
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。
系统结构题目1
第一章1、常见的计算机系统结构分类法有三种:____Flynn分类法_________、_冯氏分类法____________和___Handler分类法______。
2、由软件实现的机器称为__虚拟机__________。
在一个计算机系统中,低层机器的属性对高层机器的程序员往往是__透明___________的。
3、____软件__________是促使计算机系统结构发展最重要的因素,_应用___________是促使计算机系统结构发展最根本的动力,而____器件_______是促使计算机系统结构发展最活跃的因素。
4、程序的局部性包含程序的___时间________局部性和程序的______空间______局部性。
5、从多级层次结构出发,计算机系统可以有__由上往下_________、__由下往上_________和__从中间开始__________3种不同的设计方法。
6、实现程序可移植性的主要途径有__统一高级语言__________、__采用系列机___________和__模拟与仿真________。
7、为了在不同系统结构的机器之间实现软件移植,可采用_模拟_______或__仿真______方法。
8、软件兼容有__向上兼容_________、_向下兼容__________、__向前兼容_________和_向后兼容__________4种、其中_向后兼容__________是软件兼容的根本特征。
9、广义来说,并行性既包含___同时________性,又包含___并发________性。
10、从执行程序的角度看,并行性等级从低到高可分为__指令内部_________并行、__指令级_________并行、__线程级_________并行、__任务级或过程级_________并行和______作业或程序级_____并行。
11、从处理数据的角度看,并行性等级从低到高可分为__字串位串_________并行、____字串位并_______并行、___字并位串________并行和___全________并行4种。
体系结构各章思考题 期末必考
《软件体系结构》各章思考题第1章软件体系结构概论1、根据自己的经验,谈谈对软件危机的看法。
2、就项目管理方面而言,软件重用项目与非重用项目有哪些不同之处。
3、实际参与/组织一个软件重用项目的开发,然后总结你是如何组织该项目的开发的。
4、为什么要研究软件体系结构?5、根据软件体系结构的定义,你认为软件体系结构的模型应该由哪些部分组成?6、在软件体系结构的研究和应用中,你认为还有哪些不足之处?第2章软件体系结构建模1、选择一个规模合适的系统,为其建立“4+1”模型。
2、引入了软件体系结构以后,传统软件过程发生了哪些变化?这种变化有什么好处?3、软件体系结构的生命周期模型与软件生命周期模型有什么关系?第3章软件体系结构风格1、层次系统结构和基于消息的层次系统结构有什么区别?2、试分析和比较B/S,二层C/S和三层C/S,指出各自的优点和缺点。
3、组织或参与一个采用B/S和C/S混合体系结构的软件项目的开发,总结开发经验。
4、组织或参与一个采用三层体系结构的软件项目的开发,总结开发经验。
5、SIS和DSSA分别用在哪些场合?6、在软件开发中,采用异构结构有什么好处,其负面影响有哪些?第4章软件体系结构描述1、体系结构描述有哪些方法?有哪些标准和规范?2、体系结构描述语言与程序设计语言有什么区别?3、选择一个规模适中的系统,使用UML为其建模。
第5章动态软件体系结构1、什么是动态软件体系结构?动态软件体系结构与静态软件体系结构有什么区别?2、基于构件的动态软件体系结构模型的层次结构是什么?3、试比较Dynamic Wright和Darwin的特点。
4、试用Dynamic Wright描述B/S结构第6章Web服务体系结构1、什么是Web服务体系结构?与传统的结构相比,使用Web服务有哪些好处?2、在Web服务中,如何实现其松散耦合的特点?3、试分析服务提供者、服务请求者和服务代理三者的作用,以及它们之间的工作流程。
计算机系统结构试题及答案
计算机系统结构试题模拟试卷(有答案)一、名词解释1.系统结构:是对计算机系统中各机器级之间界面的划分和定义,以及对各级界面上、下的功能进行分配。
2.SIMD:单指令流多数据流计算机系统。
3.资源共享4.Cache:高速缓冲存储器5.模拟:是对真实事物或者过程的虚拟二、选择1.Cache是介于CPU和( C )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。
A.寄存器B.DRAMC.主存D.硬盘2.并行性开发的途径为时间重叠、资源共享和( C )等。
A.时间并行B.资源分布C.资源重复D.时间并发3.冯•诺依曼型计算机的设计思想是( C )。
A.存储数据并按地址顺序执行B.存储程序并按地址逆序执行C.存储程序并按地址顺序执行D.存储程序并乱序执行4.在计算机系统的层次结构中,属于硬件级的是( D )。
A.应用语言级B.高级语言级C.汇编语言级D.机器语言级5.消除流水线性能瓶颈的方法:瓶颈段细分和( B )。
A.瓶颈段串联B.瓶颈段并联C.瓶颈段拆分D.瓶颈段流水三、简答1.试述现代计算机系统的多级层次结构。
2.试述RISC设计的基本原则和采用的技术。
3.试述全相联映像与直接映像的含义及区别。
直接映像: 指主存的一个字块只能映像到Cache的一个准确确定的字块中。
直接映象是一种最简单的地址映像方式,它的地址变换速度快,而且不涉及其他两种映像方式中的替换策略问题。
但是这种方式的块冲突概率较高,当称序往返访问两个相互冲突的块中的数据时,Cache的命中率将急剧下降,因为这时即使Cache中有其他空闲块,也因为固定的地址映像关系而无法应用。
全相联映像:指主存的一个字块可以映像到整个Cache的任何一个字块中。
这种方式只有当Cache中的块全部装满后才会出现块冲突,所以块冲突的概率低,可达到很高的Cache命中率;但实现很复杂。
当访问一个块中的数据时,块地址要与Cache块表中的所有地址标记进行比较已确定是否命中。
系统结构试题
一、(20分)选择题:1、在计算机系统结构来看,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)编程要用到的硬件知识D)计算机各部件的硬件实现2、对汇编语言程序员透明的是(A )。
A)I/O方式中的DMA访问方式B)浮点运算C)程序性中断D)存取操作数3、用循环表示PM2-1的互连函数,应该是(A)。
A)(6 4 2 0)(7 5 3 1)B)(0 2 4 6)(1 3 5 7)C)(0 1 2 3 4 5 6 7)D)(7 6 5 4 3 2 1 0)4、在提高CPU性能的问题上,从系统结构角度,可以(C)。
P10A)提高时钟频率B)减少程序指令条数C)减少每条指令的时钟周期数D)减少程序指令条数和减少每条指令的时钟周期数5、能实现指令、程序、任务级并行的计算机系统属于(D)。
A)SISD B)SIMD C)MISD D)MIMD6、计算机系统结构不包括(A )。
P4A)主存速度B)机器工作状态C)信息保护D)数据表示7、"一次重叠"中消除"指令相关"最好的方法是(A)。
A)不准修改指令B)设相关专用通路C)推后分析下条指令D)推后执行下条指令8、重叠寄存器技术主要用于解决在RISC系统中因( B )而导致的问题。
P121A)JMP指令影响流水线B)CALL指令的现场保护C)只有LOAD和STORE指令带来的访问存储器不便D)存储器访问速度10、推出系列机的新机器,不能更改的是(A )。
A)原有指令的寻址方式和操作码B)系统的总线的组成C)数据通路宽度D)存储芯片的集成度11、在流水机器中,全局性相关是指(D)。
A)先写后读相关B)先读后写相关C)指令相关D)由转移指令引起的相关12、下列说法不正确的是(D)。
A)线性流水线是单功能流水线B)动态流水线是多功能流水线C)静态流水线是多功能流水线D)动态流水线只能是单功能流水线13、结构不对称的静态互联网络是是(A)。
计算机系统结构题库
《计算机系统结构》题库一.单项选择题(在下列每小题的四个备选答案中,只有一个答案是正确的,请把你认为是正确的答案填入题后的()内,每小题2分)第一章: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---高级机器语言机器级---汇编语言机器级D.汇编语言机器级---应用语言机器级---高级语言机器级答案:B 分数:2 所属章节1—12.汇编语言源程序变成机器语言目标程序是经来实现的。
A. 编译程序解释B. 汇编程序解释C. 编译程序翻译D. 汇编程序翻译答案:D 分数:2 所属章节1—13.直接执行微指令的是:A. 汇编程序B. 编译程序C. 硬件D. 微指令程序答案:C 分数:2 所属章节1—14.对系统程序员不透明的是:A. Cache存储器B. 系列机各档不同的数据通路宽度C. 指令缓冲寄存器D. 虚拟存储器答案:D 分数:2 所属章节1—25.对应用程序员不透明的是:A. 先行进位链B. 乘法器C. 指令缓冲器D. 条件码寄存器答案:D 分数:2 所属章节1—26.对机器语言程序员透明的是:A. 中断字B. 主存地址寄存器C. 通用寄存器D. 条件码答案:B 分数:2 所属章节1—27.计算机系统结构不包括:A. 主存速度B. 机器工作状态C. 信息保护D. 数据表示答案:A 分数:2 所属章节1—28.对计算机系统结构透明的是:A. 字符行运算指令B. 是否使用通道行I/O处理机C. 虚拟存储器D. VLSI技术答案:D 分数:2 所属章节1—29.对汇编语言程序员透明的是:A.I/O方式中的DMA访问方式B. 浮点数据表示C. 访问方式保护 D 程序性中断.答案:A 分数:2 所属章节1—210.属计算机系统结构考虑的应是:A. 主存采用MOS还是TTLB. 主存采用多体交叉还是单体C. 主存容量和编址方式D. 主存频宽的确定答案:C 分数:2 所属章节1—211.从计算机系统结构上讲,机器语言程序员所看到的机器属性是: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. 计算机各部件的硬件实现答案:C 分数:2 所属章节1—212.计算机组成设计不考虑:A. 专用部件设置B. 功能部件的集成度C. 控制机构的组成D. 缓冲技术答案:B 分数:2 所属章节1—213.在多用户机器上,应用程序员不能使用的指令是:A. “执行”指令B. “访管”指令C. “启动I/O”指令D. “测试与置定”指令答案:C 分数:2 所属章节1—214.以下说法中,不正确的是:软硬件功能是等效的,提高硬件功能的比例会:A. 提高解题速度B. 提高硬件利用率C. 提高硬件成本D. 减少所需要的存储容量答案:B 分数:2 所属章节1—315.在系统结构设计中,提高软件功能实现的比例会:A. 提高解题速度B. 减少所需要的存储容量C. 提高系统的灵活性D. 提高系统的性能价格比答案:C 分数:2 所属章节1—316.下列说法中不正确的是:A.软件设计费用比软件重复生产费用高B.硬件功能只需实现一次,而软件功能可能要多次重复实现C.硬件的生产费用比软件的生产费用高D.硬件的设计费用比软件的设计费用低答案:D 分数:2 所属章节1—317. 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、向下设计答案:D 分数:2 所属章节1—318. “从中间开始”设计的“中间”目前多数是在:A.传统机器语言级与操作系统机器级之间B.传统机器语言级与微程序机器级之间C.微程序机器级与汇编语言机器级之间D.操作系统机器级与汇编语言机器级之间答案:A 分数:2 所属章节1—319.系列机软件应做到:A.向前兼容,并向上兼容B.向后兼容,力争向上兼容C.向前兼容,并向下兼容D.向后兼容,力争向下兼容答案:B 分数:2 所属章节1—520. 推出系列机的新机器,不能更改的是:A.原有指令的寻址方式和操作码B.系统总线的组成C.数据通路宽度D.存储芯片的集成度答案:A 分数:2 所属章节1—521. 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. 仿真答案:B 分数:2 所属章节1—522. 利用时间重叠概念实现并行处理的是:A. 流水处理机B. 多处理机C. 并行(阵列)处理机D. 相联处理机答案:A 分数:2 所属章节1—523. 多处理机主要实现的是:A. 指令级并行B. 任务级并行C. 操作级并行D. 操作步骤的并行答案:B 分数:2 所属章节1—5第二章:1.程序员编写程序时使用的地址是()。
体系结构试题及答案
一.名词解释计算机系统结构: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。
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计算机。
同构型多处理机系统:由多个同类型或至少担负同等功能的处理机组成,它们同时处理同一作业中能并行执行的多个任务。
堆栈型机器:CPU 中存储操作数的单元是堆栈的机器。
累加器型机器:CPU 中存储操作数的单元是累加器的机器。
通用寄存器型机器:CPU 中存储操作数的单元是通用寄存器的机器。
数据相关:考虑两条指令i和j,i在j的前面,如果下述条件之一成立,则称指令j与指令i数据相关:(1)指令j使用指令i产生的结果;(2)指令j与指令k数据相关,而指令k又与指令i数据相关。
定向:用来解决写后读冲突的。
在发生写后读相关的情况下,在计算结果尚未出来之前,后面等待使用该结果的指令并不见得是马上就要用该结果。
如果能够将该计算结果从其产生的地方直接送到其它指令需要它的地方,那么就可以避免停顿。
向量处理机:指令级并行:简称ILP。
是指指令之间存在的一种并行性,利用它,计算机可以并行执行两条或两条以上的指令。
指令的动态调度:是指在保持数据流和异常行为的情况下,通过硬件对指令执行顺序进行重新安排,以提高流水线的利用率且减少停顿现象。
是由硬件在程序实际运行时实施的。
指令的静态调度:是指依靠编译器对代码进行静态调度,以减少相关和冲突。
它不是在程序执行的过程中、而是在编译期间进行代码调度和优化的。
失效率:CPU访存时,在一级存储器中找不到所需信息的概率。
失效开销:CPU向二级存储器发出访问请求到把这个数据调入一级存储器所需的时间。
强制性失效:当第一次访问一个块时,该块不在Cache中,需要从下一级存储器中调入Cache,这就是强制性失效。
容量失效:如果程序在执行时,所需要的块不能全部调入Cache中,则当某些块被替换后又重新被访问,就会产生失效,这种失效就称作容量失效。
计算机系统结构研究性课题
计算机体系结构-服务器的NUMA技术完成人姓名:_____________________系别:_____________________学号:_____________________专业班级:_____________________电子信箱: _____________________2011/10/27 摘要:通过和SMP,MPP对比性介绍,展示出NUMA技术的优点和缺点,且针对NUMA 模式的重要理论存储管理,调度器做了简单的介绍,使大家理解NUMA的重要技术,然后详细介绍了几种NUMA构架方案,通过具体的实例进一步认识了NUMA 技术的优势和其先进的思路,通过NUMA-Q的市场前景,使大家明白了NUMA构架的意义和应用前景,通过本文大家可以对NUMA模式的概况有一个清晰的认识。
目录引言 (3)相关基本理论描述 (3)SMP模式 (3)MPP模式 (3)NUMA模式 (4)NUMA存储管理 (5)NUMA调度器 (6)CC—NUMA基本架构 (6)Alpha 21364处理器 (7)Opteron处理器 (8)新型架构 (11)HP V2600 NUMA服务器 (12)IBM NUMA-Q体系结构(原Sequent) (13)SGI DSM CC-NUMA (14)意义与展望 (14)NUMA意义 (15)NUMA前景 (15)小结 (16)参考文献 (16)计算机系统结构-服务器的NUMA技术一引言随着计算机处理速度的不断加快,如果在硬件上不能取得重大突破,计算机在硬件上的极限将要达到一个物理极限,但在科学工程计算,事务处理,网络服务器等领域,对计算机速度的要求依然很高。
未来计算机速度的提升该何去何从,如何才能在性能和价格上达到最优?针对这种种难题,采用并行计算机技术是一个很好的办法,目前在并行技术中有两大构架分别为采用SMP构架和MPP构架,由于这两种构架都存在一定缺陷所以又提出了NUMA构架,本文将对NUMA 构架进行一个概述。
系统结构习题
系统结构习题第一章1. 1 解释下列术语:层次结构,计算机系统结构,计算机组成,计算机实现,透明性,由上而下设计,由下而上设计,由中间向两边设计,软件兼容,向上兼容,固件,系列机,兼容机,模拟,仿真,虚拟机,宿主机,指令流,数据流,单指令流单数据流,多指令流多数据流,CPI,MIPS,Amdahl定律。
1.2 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?目前的计算机系统是如何改进的?1.3 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,先行进位链,条件码寄存器,乘法器,主存地址寄存器,移位寄存器,通用寄存器,中断字寄存器,磁盘外设。
1.4 如有一个经解释实现的计算机,可以按功能分成4级。
每一级为了执行一条指令需要下一级N条指令解释。
若执行第一级的一条指令需Kns时间,那么执行第2、3、4级的一条指令各需要用多少时间?1.5 假定你是一个计算机设计者,对高级语言结构的使用研究表明,过程调用是最常用的操作之一。
你已设想了一个优化设计方案,它能减少过程调用和返回所需的取/存指令次数。
为了进行验证,对未加优化和已优化的方案进行实验测试,假定所使用的是相同的优化编译器。
实验测得的结果如下:(1)未优化的时钟周期比优化的快5%;(2)未优化方案中的取/存指令数占总指令数的30%;(3)优化方案中的取/存指令数比未优化的少1/3,对于其他指令,两种方案的动态执行数没有变化;(4)所有指令,包括取/存指令,均只需要1个时钟周期。
要求你定量地判断,哪一种设计方案的计算机工作速度更快。
1.6 假设在一台40MHz处理器上运行200 000条指令的目标代码,程序主要由四种指令组成。
根据程序跟踪实验结果,已知指令混合比和每种指令所需的指令数如下:(1)计算在单处理机上用上述跟踪数据运行程序的平均CPI。
(2)根据(1)所得CPI,计算相应MIPS速率。
1.7 对于一台40MHz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。
体系结构试题及答案
一.名词解释2:1Cache经验规则:大小为N的直接印象Cache的失效率约等于大小为N/2的两路组相联Cache的失效率。
通道处理机:通道的专用处理机,来专门负责整个计算机体系的输入/输出工作。
通道处理机只能执行有限的一组输入/输出指令。
透明性: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。
向量处理机:设置了向量数据表示和相应的向量指令的流水线处理机称为向量处理机。
虚拟Cache:直接用虚拟地址进行访问的Cache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。
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计算机。
同构型多处理机系统:由多个同类型或至少担负同等功能的处理机组成,它们同时处理同一作业中能并行执行的多个任务。
堆栈型机器:CPU 中存储操作数的单元是堆栈的机器。
累加器型机器:CPU 中存储操作数的单元是累加器的机器。
通用寄存器型机器:CPU 中存储操作数的单元是通用寄存器的机器。
数据相关:考虑两条指令i和j,i在j的前面,如果下述条件之一成立,则称指令j与指令i数据相关:(1)指令j使用指令i产生的结果;(2)指令j与指令k数据相关,而指令k又与指令i数据相关。
定向:用来解决写后读冲突的。
在发生写后读相关的情况下,在计算结果尚未出来之前,后面等待使用该结果的指令并不见得是马上就要用该结果。
如果能够将该计算结果从其产生的地方直接送到其它指令需要它的地方,那么就可以避免停顿。
指令级并行:简称ILP。
是指指令之间存在的一种并行性,利用它,计算机可以并行执行两条或两条以上的指令。
指令的动态调度:是指在保持数据流和异常行为的情况下,通过硬件对指令执行顺序进行重新安排,以提高流水线的利用率且减少停顿现象。
是由硬件在程序实际运行时实施的。
指令的静态调度:是指依靠编译器对代码进行静态调度,以减少相关和冲突。
计算机组成与系统结构试题及答案整理
计算机组成与系统结构课程试题及答案整理一、选择题1、运算器的核心部件是(D)A.数据总线B.数据选择器C.累加寄存器D.算术逻辑运算部件2、下列(C)不是输入设备A.画笔及图形板B.键盘C.打印机D.鼠标器3、在下列四句话中,最能准确反映计算机主要功能的是(C)A.计算机可以存储大量信息B.计算机能代替人的脑力劳动C.计算机是一种信息处理机D.计算机可实现高速运算4、计算机的算术逻辑单元和控制单元称为(D)A. ALUB. CADC.UPD. CPU5、某机字长8位,采用补码形式(其中1位为符号位),则机器数所能表示的范围是(C)A.-127 ~ 127B.-128 ~ +128C.-128 ~ +127D.-128 ~ +1286、DMA访问主存时,向CPU发出请求,获得总线使用权时再进行访存,这种情况称作(C)A.停止CPU访问主存B. DMA与CPU交替访问C.周期挪用D.DMA7、程序计数器的功能是(A)A.存放下一条机器指令的地址B.存放微指令地址C.计算程序长度D.存放指令8、就微命令的编码方式而言,若微操作命令的个数已确定,则(B)A.编码表示法与直接表示法的微指令字长大小关系不确定B.编码表示法比直接表示法的微指令字长短C.编码表示法与直接表示法的微指令字长是相等的D.直接表示法比编码表示法的微指令字长短9、(B )寻址便于处理数组问题。
A.间接寻址B.变址寻址C.相对寻址D.立即寻址10、硬布线控制器是采用[(A)方法进行设计的。
A.组合逻辑B.微程序C.组合逻辑和微程序结合D.都不对二、简答题11、堆栈有哪两种基本操作?它们的含义是什么?参考答案:堆栈的两种基本操作是入栈和出栈。
入栈操作过程:先移动栈顶指针:(SP)-1→SP;后压入数据:数据→(SP)出栈操作过程:先弹出数据:((SP))→寄存器;后动栈顶指针:(SP)+l→SP12、Cache的替换策略是什么?参考答案:随机法是用一个随机数产生器产生一个随机的替换块号;先进先出法是替换最早调入的存储单元;近期最少使用法替换近期最少使用的存储。
计算机体系结构复习题(有答案)
计算机系统结构试题汇总(带答案)
______,调出有关处理该中断服务程序,准备运行。
19.设多体单字低位交叉的存贮器,单体容量为 I 的 m 个分体,其 Mj 的编址模式为 m×i+j,
其中 i=0,1,…,I-1;j=______,如 m=4,M2 体对应二进制地址码最低二位的状态为______。 20.自定义数据表示包括标志符数据表示和______两类,标志符应由编绎程序建立,对______
I1: RI←A1+A2 I2: R2←A3+A4 I3: R3←A5+A6 I4: R4←A7+A8 I5: R5←A9+A10 I6: R6←R1+n2 I7: R7←R3+R4 I8: R8←R5+R6 I9: F←R7+R8 这并不是唯一可能的计算方法。假设功能段的延迟为△t。 1.画出流水线时空图。(8 分) 2.计算流水线的实际吞吐率、加速比和效率。(每个 4 分,共 12 分)
6. 透明性:指一种本来存在的事物或属性,从某种角度看似乎不存在的现象。 7. LRU 算法:即近期最少使用算法,它选择近期最少访问的页面作为被替换的页面。 8.RISC:精简指令系统计算机,这种系统中,尽量简化指令功能,只保留那些功能简 单,能在一个节拍内执行完成指令,较复杂的功能用一段子程序来实现。 9.超标量处理机:通常把一个时钟周期内能够同时发射多条指令的处理机称为超标量 处理机。 10.流水线的链接技术:指一条指令的结果寄存器可能成为后继指令的操作数寄存器的 技术。
五、(10 分) 已知四个程序在三台计算机上的执行时间(s,秒)如下:
程序
执行时间(s,秒)
计算机 A
计算机 B
计算机 C
程序 1
1
10
软件体系结构试题库(软件工程)试题和答案
一、判断题1、软件重用是指重复使用已有的软件产品用于开发新的软件系统,以达到提高软件系统的开发质量与效率,降低开发成本的目的.答案:√2、可重用技术对构件库组织方法要求不仅要支持精确匹配,还要支持相似构件的查找. 答案:√3、软件体系结构充当一个理解系统构件和它们之间关系的框架,特别是那些始终跨越时间和实现的属性。
答案:√5、构件可以由其他复合构建和原子构件通过连接而成。
()答案:√6、体系的核心模型由5种元素组成:构建、连接体、配置、端口和角色()答案:√7、软件体系结构的核心由5种元素组成:构件、连接件、配置端口和角色。
其中,构件、连接件和配置是最基本的元素()答案:√8、开发视图主要支持系统的功能需求,即系统提供给最终用户的服务()答案:X9、构件、连接件以及配置是体系结构的核心模型最基本的元素()答案:√10、HMB风格不支持系统系统自顶向下的层次化分解,因为它的构件比较简单。
答案:×11、正交软件体系结构由组织层和线索的构件构成。
答案:√13、线索是子系统的特例,它由完成不同层次功能的构建组成,每一条线索完成整个系统中相对独立的一部分功能。
()答案:√14、层次系统中支持抽象程度递增的系统设计是设计师可以把一个复杂系统按照递增的步骤进行分解,同时支持功能增强,但是不支持重用。
答案:×16、在软件设计中占据着主导地位的软件体系结构描述方法是图形表达工具.答案:√18、体系结构设计是整个软件生命周期中关键的一环,一般在需求分析之后,软件设计之前进行.答案:√19、基于软构件的系统描述语言是较好的一种以构件为单位的软件系统描述语言。
答案:√21、基于构件的动态系统结构模型分为三层,风别是应用层、中间层、和体系结构层。
答案:√23、基于构件的动态系统结构模型分为应用层,中间层和体系结构层。
答案:√29、一般的说,一个模式有一下4个基本成分,1。
模式名称,2。
问题,3。
解决方案,4。
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系统结构研讨题
注:所有ppt、程序、报告电子版需要交给老师。
要求每人必须至少作一次报告,否则研讨分数为0
(一)计算机系统结构导论(研讨 1 学时)
1.谈谈你用过哪些计算机系统?它是面向那些应用市场?
2.谈你所知道的应用对系统结构的影响
3.谈你所知道的算法对系统结构的影响
4.谈你所知道的价格对系统结构的影响
5.举例说明计算机系统结构的发展趋势,例如多核、云计算、GPU、平板等。
6.计算机系统与组成的研究侧重有什么不同?
(二)计算机系统结构的合成(研讨 1 学时)
1.谈谈数据表示对系统性能的影响
2.举例寻址方式对性能的影响
3.指令优化的目的和方法
4.谈现在已有存储器的价格、性能、特点及对计算机系统结构发展的影响(三)存储系统结构(研讨 2 学时)
1.以PC或服务器等举例说明并行存储系统的作用
2.安装一种Cache命中率分析工具,并现场安装、演示,要求写出安装文档等相关
文档
3.谈谈Cache的重要性,并演示程序证明(可以是CPU、GPU或者其它设备)
4.Cache除了在CPU中,还存在哪些设备中,并说明其工作原理和对性能的影响
5.以PC为例说明虚拟存储器对性能的影响。
6.谈谈内存对性能的影响,用程序说明,并测试,写出详细文档
7.PC系统使用一年后需要硬盘整理,除此外还存在哪些和硬盘相关的提高性能的方
法?
8.windows、安卓、linux的文件系统有什么不同?如何使用这些文件系统能使系统
的运行效率高?
9.试比较云存储和单机文件系统?
10.试比较局域网内的多机文件系统和本地文件?
(四)流水线结构(研讨 2 学时)
1.以(2年内发布的)CPU为例说明流水线的作用。
2.以现有CPU为例说明流水线数量和性能关系
3.试比较多核技术与多流水线技术
4.为什么CPU不是采用单一的多流水线技术,而是采用了多核技术
5.用程序说明数据相关对性能的影响,并用测试结果进行分析
6.说明中断对性能的影响,试用程序证明
7.比较CPU、GPU、MIC架构特点和流水线的特点。
(五)并行处理机(研讨 1 学时)
1.如何进行性能测试,为什么要考虑计算能力、内存、Cache、计算规模?热
别是计算规模需要从小测到大才能测出性能,编程测试一下你的系统性能。
2.编程说明多核技术和并行技术对性能的影响
3.编程说明现在CPU中SIMD技术对性能提高的作用,试编程测试(例如
MMX,SSE,AVX等)
4.分析CPU、GPU和MIC中的互连网络,试编程测试
5.谈谈哪些多年前多机或并行机中技术用到了现在的CPU(或者系统)中,
做了哪些修改?
6.谈谈互连网络对多机系统性能的影响?
7.什么是APU,谈谈APU的发展,试编程测试。
(六)多核和多处理机(研讨 2 学时)
1.试比较多核CPU与多处理机。
讨论线程、进程、多机、内核、流水线的关
系
2.试分析算法与系统结构的关系,并用程序测试分析。
3.分析语言与性能的关系,试编程举例并分析原因。
4.讨论多核调度中的若干问题,并编程测试和分析。
(七)现代计算机系统结构的发展(研讨 1 学时)
1.谈谈集群性能和什么有关系?针对这些试进行编程测试,并分析
2.有什么集群性能测试工具,试安装并演示
3.有什么集群管理工具,试安装并演示
4.有什么集群作业管理工具,试安装并演示
5.试比较云计算和集群
6.云计算软件安装并演示
7.云计算中性能如何测试?
8.云计算和集群对应的应用有什么不同?为什么?
9.云计算的基础是什么?
10.向云存储中保存某比较大的视频文件时,会出现极短时间内完成保存的现象,试分析原
因。