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《计算机组成与体系结构》复习知识点PPT(25张)

《计算机组成与体系结构》复习知识点PPT(25张)
《计算机组成与体系结构》总复习
第一章 计算机系统概论
电子数字计算机的五个发展阶段 计算机系统的硬件组成
冯.诺依曼计算机的设计思想、五大功能部件以及各自的功能
计算机的工作过程(两阶段) 计算机的主要性能指标(字长、存储容量和运算速度)
第二章 运算方法和运算器
数值数据的表示
数值数据的机器码表示:定点小数或整数的原码、补 码、反码和移码表示以及各自的性质,相互间的转换
第四章 指令系统
寻址方式
寻址方式 - 指令的寻址方式 (顺序寻址、跳跃寻址) - 操作数的寻址方式
堆栈
寄存器堆栈 存储器堆栈的构成 存储器堆栈的工作方式 (进栈、出栈) 堆栈的应用
第四章 指令系统
指令的分类 指令系统的类型
CISC的特点 RISC的特点
DMA控制器的组成 DMA数据传送过程 DMA方式与程序中断方式的区别

1、有时候,我们活得累,并非生活过于刻薄,而是我们太容易被外界的氛围所感染,被他人的情绪所左右。

2、身材不好就去锻炼,没钱就努力去赚。别把窘境迁怒于别人,唯一可以抱怨的,只是不够努力的自己。

3、大概是没有了当初那种毫无顾虑的勇气,才变成现在所谓成熟稳重的样子。
第五章 中央处理器
CPU的基本功能
CPU的基本组成
运算器(ALU、GRS、PSW、锁存器、移位器、总线) 控制器(PC、IR、ID、时序部件、微操作信号发生器、中断机构) 指令流、数据流 微操作(图5.2)
指令周期
指令周期、CPU周期、节拍电位、节拍脉冲 CLA、ADD指令的指令周期
被乘数和乘数判0、阶码相加(判溢出)、尾数相乘、结果规格化 浮点除法运算

计算机系统结构计算题答案PPT课件

计算机系统结构计算题答案PPT课件
计算机系统结构作业题解
第1章
作1.2 如有一个经解释实现的计算机,可以按功 能划分成4级。每一级为了执行一条指令需要 下一级的N条指令解释。若执行第一级的一条 指令需K(ns)时间,那么执行第2、3、4级的一 条指令各需要用多少时间(ns)?
∵第二级的一条指令需第1级的N条指令解释 ∴第二级的一条指令执行时间为NKns; 第三级的一条指令执行时间为N2Kns; 第四级的一条指令执行时间为N3Kns。
f new CPI new106
30106 1.9106
15.79
改进后性能提高情况可用CPU时间之比表示:
TCPU (old )
/ TCPU (new)
CPIoldI N CPInewI N
/ /
f old f new
1.58
作1.15 假定利用增加向量模块来提高计算机的运 算速度。计算机处理向量的速度比其通常的运 算要快20倍,将可用向量处理部分所花费的时 间占总时间的百分比称为可向量化百分比。
分析:有关系统结构属性所包括的内容,对系统结构 都不透明。
• 对于计算机系统结构透明的是:存储器的模m交 叉存取、数据总线宽度、阵列运算部件、通道是 采用结合型还是独立型、PDP-11系列的单总线结 构、串行、重叠还是流水控制方式、Cache存储 器。
• 对于计算机系统结构不透明的是:浮点数据表示、
1 0.28
3.57
作1.11 某工作站采用时钟频率为15MHz、处理速率为 10MIPS的处理机来执行一个巳知混合程序。假定每次 存储器存取为1周期延迟、试问:
(1) 此计算机的有效CPI是多少? (2) 假定将处理机的时钟提高到30MHz,但存储器子
系统速率不变。这样,每次存储器存取需要两个时钟 周期。如果30%指令每条只需要一次存储存取,而另 外5%每条需要两次存储存取,还假定已知混合程序 的指令数不变,并与原工作站兼容,试求改进后的处 理机性能。

《计算机体系结构》课件

《计算机体系结构》课件

ABCD
理解指令集体系结构、处 理器设计、存储系统、输 入输出系统的基本原理和 设计方法。
培养学生对计算机体系结 构领域的兴趣和热情,为 未来的学习和工作打下坚 实的基础。
CHAPTER
02
计算机体系结构概述
计算机体系结构定义
计算机体系结构是指计算机系统的整 体设计和组织结构,包括其硬件和软 件的交互方式。
CHAPTER
06
并行处理与多核处理器
并行处理概述
并行处理
指在同一时刻或同一时间间隔内 完成两个或两个以上工作的能力

并行处理的分类
时间并行、空间并行、数据并行和 流水并行。
并行处理的优势
提高计算速度、增强计算能力、提 高资源利用率。
多核处理器
1 2
多核处理器
指在一个处理器上集成多个核心,每个核心可以 独立执行一条指令。
间接寻址
间接寻址是指操作数的有效地址通过寄存器间接给出,计算机先取出 寄存器中的地址,再通过该地址取出操作数进行操作。
CHAPTER
04
存储系统
存储系统概述
存储系统是计算机体系结构中 的重要组成部分,负责存储和 检索数据和指令。
存储系统通常由多个层次的存 储器组成,包括主存储器、外 存储器和高速缓存等。
《计算机体系结构》ppt 课件
CONTENTS
目录
• 引言 • 计算机体系结构概述 • 指令系统 • 存储系统 • 输入输出系统 • 并行处理与多核处理器 • 流水线技术 • 计算机体系结构优化技术
CHAPTER
01
引言
课程简介
计算机体系结构是计算机科学的一门核心课程,主要研究计算机系统的基本组成、组织结构、工作原 理及其设计方法。

02325计算机系统结构复习资料---精品管理资料

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第一章 计算机系统结构的基本概念从处理数据的角度看,并行级别有位串字串,位并字串,位片串字并,全并行.位串字串和位并字串基本上构成了SIMD.位片串字并的例子有:相联处理机STARAN ,MPP 。

全并行的例子有:阵列处理机ILLIAC IV 。

从加工信息的角度看,并行级别有存储器操作并行,处理器操作步骤并行,处理器操作并行,指令、任务、作业并行. 存储器操作并行是指可以在一个存储周期内并行读出多个CPU 字的,采用单体多字、多体单字或多体多字的交叉访问主存系统,进而采用按内容访问方式,位片串字并或全并行方式,在一个主存周期内实现对存储器中大量字的高速并行操作。

例子有并行存储器系统,以相联存储器为核心构成的相联处理机。

处理器操作步骤并行是指在并行性概念中引入时间因素,让多个处理过程在时间上错开,轮流重复地执行使用同一套设备的各个部分,加快硬件周转来赢得速度.例子有流水线处理机. 处理器操作并行是指一个指令部件同时控制多个处理单元,实现一条指令对多个数据的操作。

擅长对向量、数组进行处理.例子有阵列处理机. 指令、任务、作业并行是指多个独立的处理机分别执行各自的指令、任务、作业.例子有多处理机,计算机网络,分布处理系统。

并行性的开发途径有时间重叠(Time Interleaving),资源重复(Resource Replication),资源共享(Resource Sharing). 时间重叠是指在并行性概念中引入时间因素,让多个处理过程在时间上错开,轮流重复地执行使用同一套设备的各个部分,加快硬件周转来赢得速度.例子有流水线处理机。

资源重复是指一个指令部件同时控制多个处理单元,实现一条指令对多个数据的操作.例子有阵列处理机,相联处理机。

资源共享是指用软件方法让多个用户按一定时间顺序轮流使用同一套资源以提高资源的利用率,从而提高系统性能。

例子有多处理机,计算机网络,分布处理系统. SISD :一个指令部件控制一个操作部件,实现一条指令对一个数据的操作。

第一章计算机系统结构习题PPT

第一章计算机系统结构习题PPT
(2)如果3个部件改进前执行时间占整个系统执行时间的比 例分别是30%、30%和20%,那么,3个部件都改进后系统的 加速比是多少?未改进部件执行时间在改进后的系统执行时 间中占的比例多少?
计算机系统结构习题
【例3】假设高速缓存Cache的工作速度为主存的5倍,且
Cache被访问命中的概率为90%,那么,采用Cache后能使整
假设4个程序都分别执行100*106条指令,计算这4个程序 分别在计算机A、B、C上执行的MIPS。根据这些速率值,你 能否直接评价这3台计算机相对性能的优劣?如果不能,你能 否找到一种方法对3台计算机的相对性能进行排序?
计算机系统结构习题分析
• 1-6 【分析】 所谓透明就是看不到,不属于其管理的部分 。对计算机系统结构是否是透明,首先要弄清楚教材有关 计算机系统结构的定义和所包含的属性内容。简单来说, 凡是编写机器语言和汇编语言程序要用到的数据表示、指 令系统、寻址方式、寄存器组织、机器级I/O结构、存贮 容量及其编址方式、中断机构、系统管态和目态间的切换 、信息保护方式和机构等对计算机系统结构都是不透明的 。而全部由硬件实现,或是在机器语言、汇编语言编程中 不会出现和不需要了解的部分,以及只影响机器的速度和 价格的逻辑实现(计算机组成)和物理实现(计算机实现 )的那些部分,对计算机系统结构都是透明的。
概论
• 2.目的 • 通过对本课程的学习,使我们能进一步树立和 加深对计算机系统的整体概念,特别着眼于正确 掌握有关计算机系统结构的基本概念、基本原理 ,了解目前采用的比较成熟的基本结构,掌握结 构设计的基本思想和方法,提高分析问题和解决 问题的能力。同时,通过对本课程的学习,了解 到近20年里,在并行处理和系统结构技术上的一 些重要进展及今后可能的发展趋势。

计算机系统结构第三章PPT课件

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第5级 0 0 0 1 1
06.11.2020
第三章 总线中断与输入输出系统
16
一、中断系统
2)机器有五级中断,中断级屏蔽位“1”表示开放,“0”表 示屏蔽;中断响应次序为1-2-3-4-5,各级中断处理程序的中 断级屏蔽位设置如下表所示。
①中断处理次序为什么?
②若在运行用户程序时,同时发生4、5级中断请求,而在5级
17
一、中断系统
3)机器有五级中断,中断响应次序为1-2-3-4-5,现要求 中断处理次序为3-5-2-4-1 。 ①设计各级中断处理程序的中断级屏蔽位,令“1”表示开 放,“0”表示屏蔽; ②若在运行用户程序时,同时发生4、5级中断请求,而在 5级中断服务尚未完成时,又发生1、2、3级中断,请画出 处理机执行程序的全过程示意图。
中中断级屏蔽位的状态,并正确画出发生多种中断级请求时, CPU执行程序时的状态转移过程示意图。
06.11.2020
第三章 总线中断与输入输出系统
3
本章的基本要求
关于通道处理机的基本要求
✓了解采用通道处理机的目的。 ✓掌握字节多路、数组多路和选择三类通道的工作原理; ✓了解三种通道各自的适用场合。 ✓熟练掌握通道处理机和I/O系统的流量设计与分析。 ✓掌握字节多路通道流量的计算和通道工作周期的设计,能
中断服务尚未完成时,又发生1、2、3级中断,请画出处理机
执行程序的全过程示意图。
中断处理
中断级屏蔽位
程序级别 1级 2级 3级 4级 5级
第1级 0 0 0 0 0
第2级 1 0 1 1 1
第3级 1 0 0 0 0
第4级 1 0 1 0 1
06.11.2020
第5级 1 0 1 0 0

《计算机系统结构》总复习

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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
添加 标题
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
汇报人:
目录
添加目录标题
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

计算机系统结构 总复习

计算机系统结构 总复习
4
∑ 而且设置有足够地缓冲寄存器,若以最快的方式用该流水计算: AiBi i =1
① 画出时空图;(9 分) ② 计算实际的吞吐率、加速比和效率。(6 分) 15. 静态多功能流水线由 6 个功能段组成,如图 E_3 所示。其中,s1、s4、s5、s6 组
成乘法流水线,s1、s2、s3、s6 组成加法流水线,各个功能段时间均为△t,假设 该流水线的输出结果可以直接返回输入端,而且设置有足够地缓冲寄存器,若以 最快的方式用该流水计算:∏(Ai+Bi)(其中 i=1..4,∏为连乘符号) ① 画出时空图;(9 分) ② 计算实际的吞吐率、加速比和效率。(6 分) 16. (20 分)设指令流水线由取指令、分析指令和执行指令 3 个部件构成,每个部件 经过的时间为△t,连续流入 12 条指令。分别画出标量流水处理机以及 ILP 均为 4 的超标量处理机、超长指令字处理机、超流水处理机的时空图,并分别计算它们 相对于标量流水处理机的加速比。 17. (15 分)给定以下的假设,试计算直接映象 Cache 和两路组相联 Cache 的平均访 问时间以及 CPU 时间。 ① 理想 Cache(命中率为 100%)情况下的 CPI 为 2.0,时钟周期为 2ns,平均每条指 令访存 1.2 次。 ② 两种 Cache 容量均为 64KB,块大小都是 32 字节。 ③ 组相联 Cache 中的多路选择器使 CPU 的时钟周期增加了 10%。 ④ 这两种 Cache 的失效开销都是 80 ns。 ⑤ 命中时间为 1 个时钟周期。 ⑥ 64 KB 直接映象 Cache 的失效率为 1.4%,64 KB 两路组相联 Cache 的失效率为 1.0%。
① 画出处理过程的时空图。(9 分) ② 计算其吞吐率、加速比和效率。(6 分) 12. 有一条动态多功能流水线由 5 段组成(如图 E_2 所示),加法用 1、3、4、5 段,
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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。

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