《计算机系统结构》复习题
计算机系统结构(复习题)
《计算机系统结构》复习题(一）一、单项选择题1．同号相减或异号相加，阶差为1，只需要设置位警戒位. 【】A．0 B. 1 C。
2 D。
32．计算机系统多级层次结构中，操作系统机器级的直接上层是？【】A．传统机器级B．高级语言机器级C．应用语言机器级D．汇编语言机器级3．以下不．是设计RISC的原则的是？【】A．指令多用硬联控制实现B．指令条数多，通常超过100条C．指令寻址方式一般不超过两种D．所有指令都在一个机器周期内完成4。
下列操作码的编码方法中，操作码平均长度最短的是: 【】A、固定长编码B、Huffman编码C、不等长扩展编码D、等长扩展编码5．在采用延迟转移技术时，在以下几种调度方法中，效果最好的是哪一种方法? 【】A。
将转移指令前的那条指令调度到延迟槽中B.将转移目标处的那条指令调度到延迟槽中C。
将转移不发生时该执行的那条指令调度到延迟槽中D。
在延迟槽中填入NOP空操作指令6．在以下输入输出控制器的管理方式中，外设的工作速度对计算机性能影响最小的是？【】A。
程序控制轮询方式B。
程序控制中断方式C. 直接存储器访问方式D. I/O处理机方式7. 计算机系统多级层次结构中，操作系统机器级的直接上层是？【】A．传统机器级B．高级语言机器级C．应用语言机器级D．汇编语言机器级8．多处理机的互连方式采用总线形式的优点是？【】A.硬件成本低且简单B。
适用于处理机机数较多的场合C。
有很高的潜在通信速率D。
不便于改变系统硬件设置9．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10．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11．解释指令的流水线方式中，同一时间内，流水线的各段只能按同一种功能的连接方式工作称为。
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。
计算机体系结构复习题
4
(1) 选择适合于流水线工作的算法应先计算A1+B1、
A2+B2、A3+B3和A4+B4； 再计算(A1+B1) ×(A2×B2) (A3+B3) ×(A4+B4)；
然后求总的结果。
(2) 画出时空图 (3) 计算性能
A 段 5
B
C
D
C× D A× B
A× B× C× D
A = A 1＋ B 1 4 3 2 1 输 入 0 1 2 3 4 5 6 7 A B 8 C D 9 10 11 1 2 A× B C× D 13 14 时间 B = A 2＋ B 2 C = A 3＋ B 3 D = A 4＋ B 4
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。
4、计算机系统设计的量化设计原则有哪些？说 出它们的含义？ 答：加速经常性事件的原则：对经常发生的情 况采用优化方法的原则进行选择，以得到更多 的总体上的改进。 Amdahl定律：加快某部件执行速度所能获得的 系统性能加速比，受限于该部件的执行时间占 系统中总执行时间的百分比。 CPU性能公式：执行一个程序所需的CPU时间， CPU时间 = 执行程序所需的时钟周期数×时钟 周期时间 程序的局部性原理：程序执行时所访问的80%是 程序代码的20%的部分。
6
7
8
9 A B
1 0 11 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 C D A× B C× D
时间
输 入
A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4
(完整word版)02325计算机系统结构复习题(含参考答案)_共10页
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计算题
1. 将计算机系统中某一功能的处理速度加快10倍，但该功能的处理时间仅为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？根据Amdahl 定律可知： 系统加速比 ＝ ＝＝由题可知： 可改进比例 = 40% = 部件加速比 = 10 系统加速比 =采用此增强功能方法后，能使整个系统的性能提高倍。
2. 假设一台计算机的I/O 处理占10％，当其CPU 性能改进到原来的10倍时，而I/O 性能仅改进为原来的两倍时，系统总体性能会有什么改进？加速比＝1/（10%/2+90%/10）=本题反映了Amdahl 定律，要改进一个系统的性能要对各方面性能都进行改进，不然系统中最慢的地方就成为新系统的瓶颈。
3. 双输入端的加、乘双功能静态流水线有1、2、3、4四个子部件，延时分别为Δt, Δt, 2Δt, Δt ，“加”由1→2→4组成，“乘”由1→3→4组成，输出可直接返回输入或锁存。
现执行∑=*+41])[(i iiic b a（1） 画出流水时空图，标出流水线输入端数据变化情况。
（2） 求运算全部完成所需的时间和流水线效率。
（3） 找出瓶颈子过程并将其细分，重新画出时空图并计算流水时间和效率。
（1）（2）由上图可知，全部运算完的时间是23Δt 。
923723437=∆⨯∆=t t η（3）部件 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 结果输入 a 1 a 2 a 3 a 4 a 1+b 1 a 2+b 2 a 3+b 3 a 4+b 4 ① ③ ⑤ b 1 b 2 b 3 b 4 c 1 c 2 c 3 c 4 ② ④ ⑥Δt4 3 2 1由上图可知，流水时间为20Δt 。
1003720537=∆⨯∆=t t η4. 有一条流水线如下所示。
50ns50ns100ns200ns(1) 求连续输入5指令，该流水线的实际吞吐率和效率；(2) 该流水线的瓶颈在哪一段？请采取两种不同的措施消除此“瓶颈”。
最新系统结构总复习题(附答案)
《计算机系统结构》期末考试复习题一、选择题：1、我们称由（B ）实现的机器为虚拟机器。
A、硬件B、软件C、微程序D、固件2、计算机系统结构设计者所关心的是（C ）所看到的的计算机结构。
A、硬件设计人员B、逻辑设计人员C、机器语言或汇编语言程序员D、高级语言程序员3、计算机组成是计算机系统结构的（B ）。
A、硬件实现B、逻辑实现C、软件实现D、以上三种4、在计算机系统设计时，为了提高系统性能，应当注意（A ）。
A、加快经常性使用指令的执行速度B、要特别精心设计少量功能强大的指令B、要减少在数量上占很小比例的指令的条数D、要加快少量指令的速度5、SIMD计算机可以处理（D ）。
A、多指令流、单数据流B、单指令流单数据流C、多指令流多数据流D、单指令流多数据流6、在提高CPU性能的问题上，从系统结构角度，可以（C ）。
A、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7、冯.诺依曼计算机是（B ）。
A、以存储器为中心B、以CPU为中心C、以处理输入/输出危重点D、以存储器与计算器为中心8、解决软件移植最好的办法就是（C ）。
A、采用模拟方法B、采用仿真的方法C、采用统一高级语言D、采用统一标准设计计算机结构9、对计算机系统结构，下列透明的是（A ）。
A、数据总线宽度B、浮点数表示C、CPU寄存器个数D、存储器的编址方法10、以下对系统程序员不透明的是（B ）。
A、系列机各档不同的数据通路宽度B、虚拟存储器C、指令缓冲寄存器D、存储器读写缓冲寄存器11、在浮点数表示中，尾数的位数多少主要影响（ B ）。
A、表数范围B、表数精度C、表数效率D、运算实现容易程度12、当浮点数的尾数基值为（A ）时，其表数效率最高（假如不考虑隐藏位）。
A、16B、8C、4D、213、当浮点数的尾数基值为（ D ）时，其表数精度最高，表数范围最大。
A、2B、8C、16D、2或414、当浮点数的尾数用原码表示，基值为2，阶码用移码表示，基值为2时，若尾数部分占23位（不含符号位），阶码占8位（含符号位），则表示的最大负数和最大正数分别为（ C ）。
02325计算机系统结构复习题(含参考答案)
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
17．计算机系统的层次结构由高到低分别为（A）
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
三、填空题
1．引起中断的各种事件称为__中断源___，中断源向中断系统发出请求中断的申请，称为___中断请求_____。
2．____逻辑地址____是程序员编程用的地址，___主存物理___是程序在主存中的实际地址。
3．输入输出系统包括输入输出设备、设备___控制器___及与输入输出操作有关的__硬、软__件。
5．多功能流水线指的是同一流水线的各个阶段之间可以有多种不同的_____连接方式____以实现多种不同的___运算和功能________。
6．集中式总线控制根据优先次序的不同可以有____串行连接_____、定时查询和___独立访问____三种不同方式。
7．页式虚拟存储器中，影响命中率的主要因素有页面大小__访问页地址流、替换算法_____和分配给该程序的__实页数_____。
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
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-复习题
《计算机体系结构》复习题一、填空题1. 推动计算机系统结构发展的主要动力是( )。
2. ( )的发展是促使计算机系统结构不断发展的最活跃因素。
3. 衡量计算机系统性能可采用各种尺度，但最为可靠的衡量尺度是( )。
4. CPI表示执行每条指令所需的( )。
5. 计算机系统中的数据表示是指可由硬件直接辨认的( )。
6. 在向量处理中经常会遇到稀疏向量，为了节省存储空间和处理时间( )的表示方法。
7. 在当今的RISC机的指令系统中，全都是( )指令格式。
8. 增强向量流水处理性能的方法主要有：多功能部件并行操作和采用( )技术。
9. 数组多路通道与设备之间的数据传送的基本单位是( )。
10. 数据流系统结构是基于数据驱动和( )的计算模型。
11. 现代计算机系统是由（）和（）组成的十分复杂的系统。
（），12. 计算机系统应能支持软件可移植，实现可移植性的常用方法有3种，即（），统一高级语言。
（）13. 可以将当前大多数通用寄存器型指令集结构进一步细分为3种类型，即（）、和存储器-存储器型指令集结构。
14.MIPS指令DADDIU R14，R5，#6属于（）类型的指令格式；MIPS指令SD R4，300（R5）属于（）类型的指令格式。
15.描述流水线的工作，常采用时空图的方法。
在时空图中，横坐标表示（），纵坐标代表（）。
16.在MIPS指令实现的简单数据通路中，在WB周期中，有两大类指令执行操作：（）和（）指令。
17.存储器的层次结构中，“Cache－主存”层次是为了弥补主存（）的不足，“主存－辅存”层次是为了弥补主存（）的不足。
18.Cache实现的映像规则有全相联映像、（）和（）三种。
19.反映存储外设可靠性能的参数有可靠性、（）和（）。
20.根据系统中处理器个数的多少，可把现有的MIMD计算机分为两类，每一类代表了一种存储器的结构和互连策略。
第一类机器称为（）结构，第二类机器具有（）。
二、单项选择题1．计算机系统结构的外特性是指( )所看到的外特性。
《计算机系统结构》及参考答案精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《计算机系统结构》练习题一一、单项选择题1．页式虚拟存储器的地址变换对于 D 是透明的.A. 操作系统设计者B. 任何程序员C. 系统结构设计者D. 应用程序员2．以下各类中断中，属于自愿中断的是 C .A. 外部中断B. I/O中断C. 执行“访管”指令D. 机器校验中断3. 高速外部设备磁盘机适合连接于 C .4. 页式虚拟存储器页表的作用是 A .A. 反映虚页在主存的存储情况B. 仅反映虚页是否调入主存C. 反映主存实页与Cache的对应关系D. 反映虚页在辅存的存储情况5．软件和硬件的功能在逻辑上是 C 的.D.软件优于固件6. 计算机中最优化的操作码编码方法是 D .码码C.扩展操作码 D.哈夫曼编码7. 从计算机系统执行程序的角度看，并行性等级由低到高分为四级 A .A．指令内部——指令之间——进程之间——程序之间B．指令之间——指令内部——进程之间——程序之间C．进程之间——指令之间——指令内部——程序之间D．程序之间——进程之间——指令之间——指令内部8. 计算机系统多级层次结构中，操作系统机器级的直接上层是 D .A．传统机器级B．高级语言机器C．应用语言机器级D．汇编语言机器级9.全相联地址映像是指 A .A.任何虚页都可装入主存中任何实页的位置B.一个虚页只装进固定的主存实页位置C.组之间是固定的，而组内任何虚页可以装入任何实页位置D.组间可任意装入，组内是固定装入10．对于同一系列机，必须保证软件能够 C .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11．设有16个处理单元的并行处理机系统, 采用共享主存的方式. 若同时存取16个数据, 为避免存储器访问冲突, 共享主存的多体数量应该为 C 才合理.A. 15B. 16C. 17D. 1912. 软件兼容的根本特征是 C .A. 向前兼容B. 向后兼容C. 向上兼容D. 向下兼容13.在下列机器中，能够实现软件兼容的机器是 B .A. 完全不同种类的机型B. 系统结构相同的机器C. 宿主机和目标机D. 虚拟机14．输入输出系统硬件的功能对 C 是透明的。
《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。
计算机系统结构总复习题(填空选择判断)
二、填空题1、按照Flynn分类法,根据指令流和数据流的不同组织方式,计算机系统的结构可以分为SISD(单指令流单数据流)、MISD、MIMD或单指令流多数据流和多指令流多数据流。
2、Amdahl等人在1964年把系统结构定义为：由程序设计者所看到的一个计算机系统的属性，即概念性结构和功能特性。
3、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。
在计算机系统的设计过程中，指令系统的设计是非常关键的，它必须由软件设计人员和硬件设计人员共同来完成。
4、实现程序移植的主要途径有统一高级语言、系列机、模拟和仿真。
5、系列机软件兼容必须做到向后兼容，尽可能争取向上兼容。
6、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。
7、浮点数尾数基值增大。
可使运算中的精度损失减小可表示数的精度变降低。
8、浮点数阶码位数影响数的可表示范围大小，尾数位数影响数的可表示精度大小。
9、设计指令系统时，在功能方面的基本要求是：指令系统的完整性、规整性、高效率和兼容性。
10、根据多台外围设备共享通道的不同情况，可将通道分为三种类型：字节多路通道、选择通道和数组多路通道。
11、输入输出设备的异步性、实时性、与设备无关性三个特点是现代计算机系统必须具备的共同特性。
12、评价存贮器性能的基本要求是大容量、高速度和低价格。
13、虚拟存贮器主要是为解决主存容量满足不了要求发展出来的。
14、Cache存贮器是为解决主存速度满足不了要求发展出来的。
15、虚拟存贮器是增加辅助软硬件。
使主、辅存形成整体，速度接近于主存的。
容量是辅存的。
16、Cache存贮器是增加辅助硬件，使之速度接近于Cache的，容量是__主_存的。
17、Cache存贮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”)18、程序在时间上的局部性表现在，最近未来要用的信息可能就是现在正在使用的信息，这是因为程序中有存在着循环。
计算机系统结构复习题
计算机系统构造复习1、从使用语言角度，可将系统按功能划分为多层次机器级构造，层次构造分别是：应用语言机器级、高级语言机器级、汇编语言机器级、操作系统机器级、传统机器语言机器级和微程序序机器级。
2、各机器级的实现主要靠翻译和解释或两者结合进展。
翻译是先用转换程序将高一级机器级上的程序整个地变换成低一级机器级上等效的程序，然后再在低一级机器级上实现的技术。
解释则是在低级机器上用它的一串语句或指令来仿真高级机器上的一条语句或指令的功能，是通过对高级的机器级语言程序中的每条语句或指令逐条解释来实现的技术。
3、计算机系统构造在计算机系统机器级层次中指传统机器级的系统构造。
4、计算机系统构造研究的是软、硬件之间的功能分配以及对传统机器级界面确实定，提供机器语言、汇编语言程序设计或编译程序生成系统为使其设计或生成的程序能在机器上正确运行应看到的遵循的计算机属性。
5、计算机系统构造的属性包括：数据表示、寻址方式、存放器组织、指令系统、存储系统组织、中断机构、系统机器级的管态和用户态的定义和切换、机器级的I/O构造、系统各局部的信息保护方式和保护机构等属性。
6、机器透明性：指相对于每一机器级设计人员，都客观存在的功能或属性看不到的现象，称相对于此级设计人员来说，这此功能或属性是具有透明性，即透明的。
7、计算机组成指的是计算机系统构造的逻辑实现，包括机器级部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
它着眼于机器级部各事件的排序方式与控制机构、各部件的功能及各部件间的联系。
8、计算机组成设计要解决的问题是在所希望到达的性能和价格下，怎样更好、更合理地把各种设备各部件组织成计算机，来实现所确定的系统构造。
9、当前，计算机组成设计主要是围绕提高速度，着重从提高操作的并行度、重叠度，以及功能的分散和设置专用功能部件来进展的。
10、计算机组成设计要确定的方面一般应包括：数据通路宽路、专用部件的设置、各种操作对部件的共享程度、功能部件的并行度、控制机构的组成方式、缓冲和排队技术、预估预判技术、可靠性技术等。
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（）。
计算机体系结构复习题(有答案)
计算机系统结构复习题
计算机系统结构复习题一、选择填空题1．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2．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3．信息按整数边界存储的主要优点是（a ）。
A．访存速度快B．节约主存单元C．指令字的规整化D．指令的优化4．平均码长最短的编码是（ b ）。
A．定长编码B．哈夫曼编码C．扩展编码D．要根据编码使用的频度计算平均码长后确定5．非线性流水线的特征是（b ）。
A．一次运算中使用流水线中的多个段B．一次运算中要多次使用流水线中的某些功能段C．流水线中某些功能段在各次运算中的作用不同D．流水线的各功能段在不同的运算中可以有不同的连接6．以下说法不正确的是（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7．Cray-1向量处理机启动存储器、流水部件及寄存器打入各需一拍，现有向量指令串：V3←存储器（从存储器中取数：6拍）V4←V0+V1 （向量加：6拍）V5←V3×V4 （向量乘：7拍）向量长度均为N，则指令串最短的执行时间是（ a ）。
A．16+N拍B．17+N拍C．18+N拍D．19+N拍8．Cray-1的两条向量指令：V1←V2+V3V4←V1×V5属于（ b ）。
A．没有功能部件冲突和源向量冲突，可以并行B．没有功能部件冲突和源向量冲突，可以链接C．没有源向量冲突，可以交换执行顺序D．有向量冲突，只能串行9．Cray-1向量处理机要实现指令间的链接，必须满足下列条件中的（c ）。
A．源向量相同，功能部件不冲突，有指令相关B．源向量不同，功能部件相同，无指令相关C．源向量、功能部件都不相同，指令有写后读冲突D．源向量、功能部件都不相同，指令有读后写冲突10．按cache地址映像的块冲突概率从高到低的顺序是（）。
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。
计算机体系结构复习题
计算机体系结构复习题计算机体系结构复习要点计算机体系结构：计算机体系结构是程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。
(Amdahl提出的系统结构实际上指传统机器语⾔级程序员所能看到的计算机属性。
)系列机——在⼀个⼚家⽣产的具有相同的体系结构，但具有不同的组成和实现的⼀系列不同型号的机器。
Amdahl定律：系统中某⼀部件由于采⽤某种更快的执⾏⽅式后整个系统性能的提⾼与这种执⾏⽅式的使⽤频率或占总执⾏时间的⽐例关系。
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等。
它着眼于物理机器级内各事件的排序⽅式与控制⽅式、各部件的功能以及各部件之间的关系。
计算机的实现：指的是计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。
它着眼于器件技术和微组装技术，其中器件技术在实现技术中起主导作⽤。
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。
软件兼容：同⼀个软件可以不加修改第运⾏于体系结构相同的各档及其，⽽且它们所获得的结果⼀样，差别只在于运⾏时间不同。
系列机的软件兼容⽅式4种：向上兼容、向下兼容、向前兼容、向后兼容。
向上（下）兼容指的是按某档计算机编制的程序，不加修改就能运⾏于⽐他⾼（低）档的计算机。
向后（前）兼容指的按某个时期投⼊市场的某种型号计算机编制的程序，不加修改就能运⾏于在它之后（前）投⼊市场的计算机。
向后兼容⼀定要保证，他是系列机的根本特征。
兼容机：它是指由不同制造商⽣产的具有相同系统结构的计算机。
兼容机:不同⼚家⽣产的、具有相同体系结构的计算机。
系统加速⽐——系统改进前与改进后总执⾏时间之⽐。
CPI:指令时钟数响应时间——从事件开始到结束之间的时间，也称执⾏时间课本重点习题：（郑纬民《计算机系统结构》）3.5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？计算机系统结构的设计是在功能这⼀层次上考虑问题，当然也不排斥硬件这⼀层次，但不只包括硬件设计。
- 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、"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、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)。
计算机系统结构复习填空（15*1分），选择（15*1分），简答题（5/6 30分），综合题（4*10分）1、从使用语言角度，可将系统按功能划分为多层次机器级结构，层次结构分别是：应用语言机器级、高级语言机器级、汇编语言机器级、操作系统机器级、传统机器语言机器级和微程序机器级。
2、各机器级的实现主要靠翻译和解释或两者结合进行。
翻译是先用转换程序将高一级机器级上的程序整个地变换成低一级机器级上等效的程序，然后再在低一级机器级上实现的技术。
解释则是在低级机器上用它的一串语句或指令来仿真高级机器上的一条语句或指令的功能，是通过对高级的机器级语言程序中的每条语句或指令逐条解释来实现的技术。
3、计算机系统结构在计算机系统机器级层次中指传统机器级的系统结构。
4、计算机系统结构研究的是软、硬件之间的功能分配以及对传统机器级界面的确定，为机器语言、汇编语言程序设计或编译程序生成系统提供使其设计或生成的程序能在机器上正确运行应看到的遵循的计算机属性。
5、计算机系统结构的属性包括： 1.数据表示、2.寻址方式、3.寄存器组织、4.指令系统、5.存储系统组织、6.中断机构、7.系统机器级的管态和用户态的定义和切换、8.机器级的I/O 结构、9.系统各部分的信息保护方式和保护机构等。
6、机器透明性：指相对于每一机器级设计人员，都客观存在的功能或属性看不到的现象，称相对于此级设计人员来说，这些功能或属性是具有透明性，即透明的。
7、计算机组成指的是计算机系统结构的逻辑实现，包括机器级内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
它着眼于机器级内部各事件的排序方式与控制机构、各部件的功能及各部件间的联系。
8、计算机组成设计要解决的问题是在所希望达到的性能和价格下，怎样更好、更合理地把各种设备各部件组织成计算机，来实现所确定的系统结构。
9、当前，计算机组成设计主要是围绕提高速度，着重从提高操作的并行度、重叠度，以及功能的分散和设置专用功能部件来进行的。
10、计算机组成设计要确定的方面一般应包括： 1.数据通路宽路、2.专用部件的设置、3.各种操作对部件的共享程度、4.功能部件的并行度、5.控制机构的组成方式、6.缓冲和排队技术、7.预估预判技术、8.可靠性技术等。
11、计算机实现指计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，器件、模块、插件、底板的划分与连接，专用器件的设计，微组装技术，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。
它着眼于器件技术和微组装技术，其中，器件技术在实现技术中起着主导作用。
13、软、硬件取舍的三个基本原则是：（1）.考虑在现有硬件、器件(主要是逻辑器件和存储器)条件下，系统要有高的性能价格比，主要从实现费用、速度和其他性能要求来综合考虑。
（2）.考虑到准备采用和可能采用的组成技术，使它尽可能不要过多或不合理地限制各种组成、实现技术的采用。
（3）.从“软”的角度考虑如何为编译和操作系统的实现以及为高级语言程序的设计提供更多更好的硬件支持。
14、程序在系统上运行的时间应该是衡量机器时间（速度）性能最可靠的标准。
15、计算机性能通常用峰值性能及持续性能来评价。
峰值性能是指在理想情况下计算机系统可获得的最高理论性能值，它不能反映出系统的实际性能。
16、持续性能的表示有算术性能平均值、调和性能平均值和几何性能平均值三种。
17、算术性能平均值通常对系统执行时间评价；调和性能平均值与运行全部程序所需的时间成反比，比较准确地衡量计算机的时间（速度）性能；几何性能平均值是对不同机器进行性能比较时，可以对性能采取归一化，即可以以某台机器性能作为参考标准，让其他机器的性能与参考标准去比，不论哪台机器作参考机，几何性能平均值均能正确地反映出结果的一致性。
18、计算CPU的程序执行时间Tcpu有3个因素，即程序执行的总指令条数IC、平均每条指令的时钟周期数CPI、主时钟频率fc。
19、MIPS是机器单位时间执行指令的条数。
它与时钟周期数CPI有关，CPI越少，MIPS 就越高，一定程度上反映机器的性能越好。
MIPS很大程度依赖于机器的指令系统，用它很难准确衡量指令系统不同的机器之间的性能。
因此MIPS只能用于比较相同机器指令系统的计算机之间的性能。
即使是同一台机器，程序不同，其CPI也不同，其性能的差异会很大。
其次MIPS还与机器硬件有关，如浮点运算部件的机器，虽MIPS很低，但浮点运算速度会很高，而在软件实现浮点运算机器上，MIPS虽然很高，但浮点运算速度可能很低。
MFLOPS只能反映机器执行浮点操作的性能，并不能反映机器的整体性能。
20、简述Amdahl定理？答：系统中某一部件由于采用某种更快的执行方式后整个系统性能的提高与这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。
Told：没有采用改进措施前执行某任务的时间Tnew：采用改进措施后执行某任务的时间Sp ：加速比（系统改进后的性能与未改进时的性能的比值）Sp= Told/ TnewFe:计算机执行某个任务的总时间中可被改进部分的时间所占比例。
r new：改进部分采用改进措施后比没有采用改进措施的性能提高倍数。
（部件加速比）21、程序访问的局部性包括时间上和空间上的两个局部性。
22、什么是时间上的局部性？指最近将来要用到的信息很可能就是现在正在使用的信息，这是因为程序存在着循环。
23、什么是空间上的局部性？指最近将来要用到的信息很可能与现在正在使用的信息在程序位置上是邻近的，这是因为指令通常是顺序存放、顺序执行的，数据也通常是以向量、阵列、树、表等形式簇聚地存放在一起。
24、系统结构的差异决定软件的移植工作量，要实现软件移植工量小，常采用三种方法来实现：统一高级语言、采用系列机、模拟和仿真。
25、模拟是指？仿真是指？B机器的每条机器指令用 A机器一段机器语言程序解释,如同A 机器上也有 B 机器的指令系统一样,这种用机器语言程序解释实现软件移植的方法称为模拟.进行模拟的 A 机器称为宿主机,被模拟的 B机器称为虚拟机.用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法就称为仿真。
进行仿真的机器称为宿主机,被仿真的B机器称为目标机。
为仿真所写的解释程序称为仿真微程序。
26、多级存储体系的采用是依据_局部性原理_原理建立，且存储速度提高，但存储体价格下降。
27、B机上的每条指令都由A机上的一段微程序解释执行称为仿真。
28. 流水线分为静态流水线和动态流水线。
静态：某一时间内各段只能按同一种功能连接流水。
动态：同一时间内可按不同运算或功能连接。
29、衡量浮点操作的指标是 MFLOPS ，衡量指令执行速度的指标是____MIPS____。
30、指令系统设计的两大典型风格是___CISC___和____RISC___________。
31、克服流水中的瓶颈段的两种方法是：瓶颈流水段的细分和瓶颈流水段的重复。
32、流水线中出现的3种相关是：结构相关，数据相关，控制相关。
33、系统结构的差异决定软件的移植工作量，避免软件移植瓶颈，常采用三种方法来解决，三种方法是统一高级语言、采用系列机、模拟和仿真。
34、向量的处理三种方式有：（1）横向处理方法；（2）纵向处理方法；（3）纵横向处理方法。
35、处理器间采用单向环网时的互连函数是：PM2+0或PM2-0。
36、以硬件为基础实现多Cache（缓存）一致性方法有：写作废法、写更新法、目录表法。
37、编址方式常分为三种,它们是___隐含编址__,__独立编址__和统一编址。
38、阵列处理机的基本结构分为两种：（1）分布式存储器的阵列机；（2）共享存储器的阵列机。
39、程序并行性相关性有三种，即数据相关、数据反相关、数据输出相关。
40. 寻址方式的三种面向：面向主存，面向寄存器，面向堆栈。
41. 指令系统的特性：1.规整性；2.对称性；3.独立性和全能性；4.正交性；5.可组合性；6.可扩充性42.中断的响应次序是在同时发生多个不同中断类的中断请求时，中断响应硬件中的排队器所决定的响应次序。
43.中断的处理次序46、数据表示指的是能由机器硬件直接识别和引用的数据类型。
数据结构是要通过软件映像，变换成机器中所具有的数据表示来实现的。
数据表示和数据结构是软，硬件的交界面。
47、自定义数据表示包括标志符数据表示和数据描述符两类；高级数据表示：自定义数据表示，向量数组数据表示，堆栈数据表示。
48、在指令系统设计、发展和改进上，RISC采用：通过减少指令种数和简化指令功能来降低硬件设计的复杂度，提高指令的执行速度。
49、在指令系统设计、发展和改进上，CISC采用：进一步增强原有指令的功能以及设置更为复杂的新指令取代原先由软件子程序完成的功能，实现软件功能的硬化。
51、流水线的表示法有三种：连接图法、时空图法、预约表法。
52、定向技术法的基本思想：如果后续指令要使用前面指令的运算果值，则通过硬件专门电路将该运算结果提前传送到有关缓冲寄存器，使后续指令得以不停顿地进入流水线。
53、衡量流水线性能的主要指标有：吞吐率、加速比和效率。
54. I/O系统的三种控制方式：a.程序控制I/O(包括全软的，程序查询的，中断驱动的)b.直接存储器访问（DMA）c.I/O处理机方式（通道方式，外围处理机方式PPU）55.标量流水机全局性相关的处理：(1)使用猜测法。
（2）加快和提前形成条件码。
（3）采取延迟转移。
（4）加快短循环程序的处理。
55.指令系统的发展和改进：P64 简答题CISC可分别从面向目标程序，面向高级语言，面向操作系统的优化实现三个方面来叙述。
RISC:逻辑采用硬联和微程序相结合；在CPU中设置大量工作寄存器并采用重叠寄存器窗口。
56.RISC重叠寄存器窗口的作用：(1).减少访存，尽量让指令在寄存器之间进行，提高执行速度，缩短指令周期，简化寻址方式和指令格式。
(2).更简单有效的支持高级语言中大量出现的过程调用，减少过程调用中为保存主调过程现场，建立被调过程新现场，以及返回时恢复主调过程现场等所需的辅助操作。
(3).更简单，直接地实现过程中的参数传递。
57.设计RISC机器的一般原则及可采用的基本技术是哪些？设计RISC机器的一般原则：1.精简指令的条数；2.简化指令的格式，让指令字等长，并让所有指令都在一个机器周期执行完；3.扩大机器中通用寄存器的个数，只让存取两类指令可以访问，其他的指令一律只能对寄存器进行操作；4.指令的实现以组合电路硬联实现为主，少量指令可采用微程序解释；5.精心设计高质量的编译程序来优化支持高级语言程序的实现。
设计RISC机器的基本技术：1.按设计RISC机器的一般原则来精选和优化设计指令系统；2.逻辑上采用硬联组合电路为主，适当辅以微程序控制来实现；3.在CPU内设置大量的寄存器，并采用重叠寄存器组的窗口；4.指令采用重叠和流水的方式解释，并采用延迟转移；5.采用高速缓冲存储器Cache缓冲指令和数据。