文档视界 最新最全的文档下载
当前位置:文档视界 › 深入理解计算机系统:程序结构和执行

深入理解计算机系统:程序结构和执行

深入理解计算机系统:程序结构和执行
深入理解计算机系统:程序结构和执行

计算机系统结构有详细答案

(仅供参考,不作为考试标准), 选择题分,每题分)2(30计算机系统结构设计者所关心的是________所看到的的计算机结构。 A)硬件设计人员B)逻辑设计人员 D)高级语言程序员C)机器语言或汇编语言程序员 。意________,应当注提系在计算机统设计时,为了高系统性能度的令执行速快A)加经常性使用指大的指令特B)要别精心设计少量功能强数的占减少在数量上很小比例的指令条C)要度D)要加快少量指令的速 。的问题统中因________而导致系主重叠寄存器技术要用于解决在RISC 流水线影A)JMP指令响保护令B)CALL指的现场问存储器不便来只C)有LOAD和STORE指令带的访度速器访问D)存储 ________ 效率高计为使流水算机运行要A)各过程段时间不同B)连续处理的任务类型应该不同 D)连续处理的任务数尽可能少C)连续处理的任务类型应该相同 栈型替是的________。换算法堆不属于B)近期最少A)近期最使用法久未用法 D)页面失效频率法出进C)先先法 象联组,相映的优点。是________象联全与相映相比B)块冲突概率低C)命中率高D)主存利用率小录A)目表高 是方好关相指除中叠次一重消令最的法________。B)设相关专用令指改准A)不修通路 令指条下析分后推C) 令指条下行执后推D) 流的用采,时关据数到,中作水操遇相________。有法办解决器译编化优A)用办的排新重令指过通,测检序法据数B)向定重技术 C)延迟转移技术 D)加快和提前形成条件码 经多级网络串联来实现全排列网络,只能用________。 A)多级立方体网络B)多级PM2I网络 D)上述多级混洗交换网络任何网络C) 序传送的________。是以虫蚀寻径流水方式在各寻径器是顺B)包A)消息C)片节D)字 ________ 处理机超标量作指条令部件个B) 只有一操期A)在一个时钟周内分时发射多多钟C)在一个时周期内同时发射条指令件有只一个取指部D)

计算机系统结构模拟试题(5)

计算机组成原理模拟试题(2) 一、填空题:04分,每题02分 1、X=-0.1001 [X]原=_____________ [X]补=_____________[-X]补=_____________ Y=0.0101 [Y]原=_____________ [Y]补=_____________ [-Y]补=_____________ [X+Y]补=_____________ 2、对西文输出的字符设备,在计算机的内存储器中存储的是字符数据的每个字符的_____________码,输出(包括显示或打印)的则是每个字符的_____________,设备中的字符发生器的主要功能是解决从字符的_____________码和字符的_____________间的对应关系。 二、单选题:20分,每题02分 3、32 x 32点阵汉字的机内编码需要。 A: 16个字节 B: 32个字节 C: 32×2个字节 D: 32×4个字节 4、某机字长32位,采用原码定点整数表示,符号位为1位,数值位为31位,则可表示的最大正整数为,最小负整数为。 A: B: C: D: 5、在定点二进制运算器中,减法运算一般通过来实现。 A: 原码运算的二进制减法器 B: 补码运算的二进制减法器 C: 补码运算的十进制加法器 D: 补码运算的二进制加法器 6、在浮点数运算中产生溢出的原因是。 A: 运算过程中最高位产生了进位或借位 B: 参加运算的操作数超出了机器的表示范围 C: 运算的结果的阶码超出了机器的表示范围 D: 寄存器的位数太少,不得不舍弃最低有效位 7、无论如何划分计算机的功能部件,控制器部件中至少含有。 A: PC、IP B: PC、IR C: IR、IP D: AR、IP 8、某存储器容量为32K×16位,则 A: 地址线为16根,数据线为32根 B: 地址线为32根,数据线为16根

计算机体系结构第五章练习题参考解答

第 五 章 5.34 在一个采用组相联映象方式的Cache 存储系统中,主存由B 0~B 7共8块组成,Cache 有2组,每组2块,每块大小为16B 。在一个程序执行过程中,访存的主存块地址流为:B 6,B 2,B 4,B 1,B 4,B 6,B 3,B 0,B 4,B 5,B 7,B 3。 (1)写出主存地址的格式,并标出各字段的长度。 (2)写出Cache 地址的格式,并标出各字段的长度。 (3)指出主存与Cache 之间各个块的映象关系。 (4)若Cache 的4个块号为C 0、C 1、C 2和C 3,列出程序执行过程中的Cache 块地址流。 (5)若采用FIFO 替换算法,计算Cache 的块命中率。 (6)若采用LRU 替换算法,计算Cache 的块命中率。 (7)若改为全相联映象方式,再做(5)和(6)。 (8)若在程序执行过程中,每从主存装入一块到Cache ,平均要对这个块访问16次,计算在这种情况下的Cache 命中率。 解:(1)(2)采用组相联映象时,主存和Cache 地址的格式分别为: 主存按Cache 的大小分区,现主存有8个块,Cache 有2×2=4个块,则主存分为8/4=2 个区,区号E 的长度为1位。又每区有2个组,则组号G 、g 的长度都为1位。而每组有2个块,则块号B 、b 的长度又都为1位。每块大小为16个存储字,故块内地址W 、w 的长度都为4位。 (3)根据组相联映象的规则,主存块0~7与Cache 块0~3之间的映象关系为:主存块0、1、4、5与Cache 块0、1之间全相联,主存块2、3、6、7与Cache 块2、3之间全相联。 (4)根据组相联映象的规则,该主存块地址流相应的一种Cache 块地址流如下表所示(组内替换算法为FIFO )。 时间: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 主存块地址流: B 6 B 2 B 4 B 1 B 4 B 6 B 3 B 0 B 4 B 5 B 7 B 3 Cache 块地址流: C 2 C 3 C 0 C 1 C 0 C 2 C 2 C 0 C 0 C 0 C 3 C 2 (5)组内替换算法采用FIFO 时,Cache 块0~3的使用过程如下表所示。 时间: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 主存块地址流: B 6 B 2 B 4 B 1 B 4 B 6 B 3 B 0 B 4 B 5 B 7 B 3 Cache 块0 Cache 块1 Cache 块2 Cache 块3 命中 命中 命中 可见命中三次,Cache 块命中率为H i = 3/12 = 0.25。 (6)组内替换算法采用LRU 时,Cache 块0~3的使用过程如下表所示。

北邮研究生 高级计算机系统结构

计算机系统结构的发展历程 课程:高级计算机系统结构 姓名: 学号: 班级:

2015年12月 一、计算机系统结构 随着当今社会和科技的飞速发展,自四十年代计算机问世以来,计算机科学更是发展迅速,应用领域不断扩展计算机的普及和广泛应用,现代社会正朝着高度信息化,自动化方向发展。计算机逐渐成为社会必不可少的支柱力量。 计算机系统是按人的要求接收和存储信息,自动进行数据处理和计算,并输出结果信息的机器系统。计算机是脑力的延伸和扩充,是近代科学的重大成就之一。计算机系统由硬件系统和软件系统组成。前者是借助电、磁、光、机械等原理构成的各种物理部件的有机组合,是系统赖以工作的实体。后者是各种程序和文件,用于指挥全系统按指定的要求进行工作。 而计算机系统结构是计算机的的机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性。所谓外特性,就是计算机的概念性结构和功能特性,主要研究计算机系统的基本工作原理,以及在硬件、软件界面划分的权衡策略,建立完整的、系统的计算机软硬件整体概念。其也称为计算机体系结构,它是由计算机结构外特性,内特性,微外特性组成的。经典的计算机系统结构的定义是指计算机系统多级层次结构中机器语言机器级的结构,它是软件和硬件/固件的主要交界面,是由机器语言程序、汇编语言源程序和高级语言源程序翻译生成的机器语言目标程序能在机器上正确运行所应具有的界面结构和功能。 以最常见的冯诺依曼计算机为例,计算机系统结构包含了以下几个方面: 1.指令集架构(Instruction set architecture;简称ISA):被视为一种机器语言, 包含了许多相关的指令集(存储器定址、处理器控制,寄存器控制等等……)。 2.微体系结构/微架构(Microarchitecture)或称计算机组织(Computer

计算机系统结构试题及答案(二)

计算机系统结构试题及答案 一、单项选择题(本大题共20小题,每小题2分,共20分) 1.以下正确的是()。 A)机箱是计算机的外特性,属系统结构的研究范围 B)集成电路芯片的设计是计算机组成原理的研究范围 C)加法器的设计是计算机实现的研究内容 D)计算机性能评价是计算机系统结构的研究范围 2.在流水线相关处理中,采用()会产生“写-写”相关和“先读后写”相关。 A)猜测法B)顺序流动 C)异步流动 D)相关专用通路3.非线性流水线是指() A)存在分叉连接的流水线B)存在反向连接的流水线 C)一个任务使用多个功能段的流水线D)动态连接的流水线4.网络直径与网络的()有关 A)度B)链路总数 C)结点间通信经过的最多链路数D)通信延迟 5.下列关于存储器的描述,哪个是正确的() A)多体交叉存储器主要解决扩充容量问题 B)Cache的功能全由硬件完成 C)Cache与主存统一编址,即主存空间的某一部分属于Cache D)“主存—外存”的存储层次是为了弥补主存速度的不足 6.在单指令流多数据流计算机中各处理单元必须()。 A)以同步方式在同一时间内执行不同的指令 B)以同步方式在同一时间内执行相同的指令 C)以异步方式在同一时间内执行相同的指令 D)以异步方式在同一时间内执行不同的指令 7.虚拟存储器地址变换是指()。 A)多用户虚地址与实地址如何一一对应 B)程序的逻辑地址变换成主存实地址 C)程序执行时将虚地址变换成对应的实存地址 D)指令的符号地址变换成二进制地址

8.反映网络在理想通信模式下通信带宽的特性是() A)度B)直径C)带宽总和D)等分带宽 9.依据Michael J.Flynn提出的按指令流和数据流的多倍性对计算机系统分类,Illiac IV计算机属于()A)SISD B)SIMD C)MISD D)MIMD 10.全相联地址映象是指()。 A)任何主存页都可装入Cache中任何页的位置 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,而组内任何主存页可以装入任何Cache页位置 D) 组间可任意装入,组内是固定装入 二、名词解释题(本大题共5小题,每小题4分,共20分)解释每小题所给名词的含义,若解释正确则给分,若 解释错误则无分,若解释不准确或不全面,则酌情扣分。 1.目录表 2.阻塞网络 3. 写直达法 4. 乱序流动 5. 向量链接技术 三、简答题(本大题共4小题,共25分) 1.(5分)存储程序计算机(冯氏机)在系统结构上的主要特点是什么? 2.(5分)在cache容量一定的情况下,增加cache中的块大小能否达到提高cache命中率的效果?为什么? 3.(5分)解释数据相关(局部相关)与控制相关(全局相关)。 4.(10分)有哪几种向量处理方式?它们对向量处理机的结构要求有何不同? 四、综合题(本大题共4小题,共35分) 1. (5分)某计算机系统采用浮点运算部件后使浮点运算速度提高到原来的20倍,而系统运行一程序 的整体性能提高到原来的10倍,试计算该程序中浮点操作所占的比例。

计算机系统结构基本习题和答案

计算机系统结构基本习题和答案 填空题 1、从(使用语言的)角度可以将系统看成是按(功能)划分的多个机器级组成的层次结构。 2、计算机系统结构的层次结构由高到低分别为(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,微程序机器级)。 3、应用程序语言经(应用程序包)的(翻译)成高级语言程序。 4、高级语言程序经(编译程序)的(翻译)成汇编语言程序。 5、汇编语言程序经(汇编程序)的(翻译)成机器语言程序。 6、在操作系统机器级,一般用机器语言程序(解释)作业控制语句。 7、传统机器语言机器级,是用(微指令程序)来(解释)机器指令。 8、微指令由(硬件)直接执行。 9、在计算机系统结构的层次结构中,机器被定义为(能存储和执行相应语言程序的算法和数据结构)的集合体。 10、目前M0由(硬件)实现,M1用(微程序(固件))实现,M2到M5大多用(软件)实现。以(软件)为主实现的机器成为虚拟机。(虚拟机)不一定全用软件实现,有些操作也可用(固件或硬件)实现。 11、透明指的是(客观存在的事物或属性从某个角度看不到),它带来的好处是(简化某级的设计),带来的不利是(无法控制)。 12、计算机系统结构也称(计算机体系结构),指的是(传统机器级的系统结构)。它是(软件和硬件/固件)的交界面,是机器语言汇编语言程序设计者或编译程序设计者看到的(机器物理系统)的抽象。 13、计算机组成指的是(计算机系统结构的逻辑实现),包括(机器级内的数据流和控制流)的组成及逻辑设计等。计算机实现指的是(计算机组成的物理实现),它着眼于(器件)技术和(微组装)技术。14、确定指令系统中是否要设乘法指令属于(计算机系统结构),乘法指令是用专门的高速乘法器实现还是用加法器实现属于(计算机组成),乘法器和加法-移位器的物理实现属于(计算机实现)。 15、主存容量与编址方式的确定属于(计算机系统结构),主存是否采用多体交叉属于(计算机组 成),主存器件的选定属于(计算机实现)。 16、设计何种系列机属于(计算机系统结构),系列机内不同型号计算机的组织属于(计算机组成)。 17、是否采用通道方式输入输出的确定属于(计算机系统结构),通道采用结合型还是独立型属于(计算机组成)。 18、对PDP-11或V AX-11来说,单总线结构属于(计算机系统结构),其机器级的I/O连接和使用方式属于(计算机组成)。 19、由于计算机组成和计算机实现关系密切,有人称它们为(计算机实现),即计算机系统的(逻辑实现)和(物理实现)。 20、计算机系统结构可有(由上而下)、(由下而上)和(由中间开始)三种不同的设计思路。 21、“由中间开始”设计的“中间”是指(层次结构中的软硬交界面),目前多数是在(传统机器级)与(操作系统级)之间。 22、除了分布处理,MPP和机群系统外,并行处理计算机按其基本结构特征可分为(流水线计算机)、(阵列处理机)、(多处理机)、(数据流计算机)四种不同的结构。 23、费林按指令流和数据流的多倍性把计算机系统分类,这里的多倍性指(系统瓶颈部件上处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数)。 24、费林分类法能反映出大多数计算机的并行工作方式和结构特点,但只能对(控制流)机器分类,不能对(数据流)机器分类,而且对(流水线处理机)的分类不确切。 25、我们把(着眼于软、硬件功能分配和确定程序设计所看到的机器级界面的计算机系统结构)称为从程序设计者看的计算机系统结构,而把(着眼于如何更好、更合理地实现分配给硬件的功能的计算机组成)称为从计算机设计者看的计算机系统能够结构。

计算机系统结构模拟试题5

计算机组成原理模拟试题(2)一、填空题:04分,每题02分 =_____________ [X]补=_____________补-X][1、 X=-0.1001 [X]原 =_____________ =_____________ =_____________ [-Y]补Y]原=_____________ []补 Y=0.0101 [Y ]补=_____________ [X+Y对西文输出的字符设备,在计算机的内存储器中存储的是 字符数据的每个字符的、 2,设备中的字符_____________(包括显示或打印)的则是每个字 符的码,输出_____________间的对应关_____________发生器的主要功能是解决从字符的 _____________码和字符的系。分二、单选题:20分,每题02 。3、 32 x 32点阵汉 字的机内编码需要 A: 16个字节 B: 32个字节 2个字节 C: 32×个字节 D: 32×4位,则可表示位,数值位为314、某机字长32位,采 用原码定点整数表示,符号位为1 。,最小负整数为的最大正整数为 A: B: C: D: 来实现。 5、在定点二进制运算器中,减法运算一般通过 A: 原码运算的二进制减法器 B: 补码运算的二进制减法器 C: 补码运算的十进制加法器 D: 补码运算的二进制加法器 。 6、在浮点数运算中产生溢出的原因是运算过程中最高位产生了进位或借位 A: 参加运算的操作数超出了机器的表示范围B: C: 运算的结果的阶码超出了机器的表示范围寄存器的位数太少,不得不舍弃最低有效位 D: 。 7、无论如何划分计算机的功能部件,控制器部件中至少含有 IP A: PC、 IR B: PC、、IP C: IR D: AR、IP 8、某存储器容量为32K×16位,则 A: 地址线为16根,数据线为32根 根16根,数据线为32地址线为B: C: 地址线为15根,数据线为16根 D: 地址线为15根,数据线为32根 9、在统一编址方式下,存储单元和I/O设备是靠指令中的来区分的。

计算机系统结构简答题复习

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。

计算机系统结构模拟题

《计算机系统结构》模拟题 一.判断是非题,对的打√,错的打× 1.系列机是指由一个厂家生产的具有相同组成,但具有不同系统结构和实现的一系列不同型号的机器。 ( × ) 2.Cray 1向量处理机中,由于每个向量寄存器的长度为64,当实际需要处理的向量长度大于64时,它就不能够处理了。 ( × ) 3.按照Flynn 分类法,Illiac IV 阵列处理机是MIMD 计算机。 ( × ) 4.多级混洗交换网络是阻塞网络。 ( √ ) 二.填空题 1.多机系统的互连网络的通信模式可分为4种,其中,一对一的通信模式称为____单播_____模式,一对全体的通信模式为_____广播____模式,多对多的通信模式为____会议_____模式。 2.SIMD 计算机和流水线向量处理机都可以执行向量指令,前者采用___资源重复______并行性,后者采用___时间重叠______并行性。 3.系列机软件兼容必须做到___向后_____兼容,力争做到___向上_____兼容。 4.流水线消除瓶颈段的方法有____细分_____和____重复设置瓶颈段(可交换次序)_____2种方法。 5.设通道数据传送过程中,选择一次设备的时间为 s T ,传送一个字节的时间为D T ,则字 节多路通道最大流量等于____ D s T T 1 _____。 6.Illiac IV 8×8阵列中,网络直径为____7_____。 7.对堆栈型替换算法,增大分配给程序的___主存页面______,对第一级存储器的命中率就会单调____上升_____。 8.从网络的任何结点看,若网络拓扑结构都是相同的,则称这样的网络是___对称______网络。 三.单项选择题 1.在计算机系统层次结构中,从下层到上层,各层相对顺序正确的是( B )。 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 2.Illiac IV 阵列处理机中,PE 之间所用的互连函数是( A )。

计算机系统结构_第五章练习 答案

第五章练习 1、描述计算机系统流水线的性能指标有哪些?其定义和定量表达式是什么? 指标主要有吞吐率、加速比、效率。 (1)吞吐率:在单位时间内流水线所完成的任务数量或输出的结果数量。 基本公式:TP=n/Tk,其中,n是任务数,Tk是处理完成n个任务所用的时间。 各个功能段执行时间均相等,输入连续n个任务的一条k段线性流水线的实际吞吐率为:TP=n/[(k+n-1) ?t] (2)加速比:完成一批任务,不使用流水线所用的时间与使用流水线所用的时间之比。 基本公式:S=T0/Tk,其中,T0为不使用流水线所用的时间,Tk为使用流水 线的执行时间。 各个功能段执行时间均相等的一条K段流水线完成n个连续任务时的实际加速比为:s=k*n*?t/[(k+n-1) ?t]=k*n/( k+n-1). (3)效率:指流水线的设备利用率。 在时空图上,流水线的效率定义为n个任务占用的时空区与k个功能段总的时空区之比。即:E=T0/(k*Tk) 各个功能段执行时间均相等,输入连续n个任务的一条k段线性流水线的效率为:E=n/(k+n-1) 2、假设某个流水线由4个功能部件组成,每个功能部件的执行时间都为?t。当 连续输入10个数据后,停顿5?t,又连续输入10个数据,如此重复。 画出时空图,计算流水线的实际吞吐率,加速比和效率。 总时间:Tk=[(4+10-1)+2] *?t*n =15n*?t 实际吞吐率:TP=N/Tk=10n/(15n*?t)=2/(3?t) 不使用流水线所用的时间为T0=4*N*?t =40n*?t 加速比:S=T0/Tk=2.67 效率:E=T0/(k*Tk)=0.67

计算机系统结构发展历程及未来展望

计算机系统结构发展历程及未来展望 一、计算机体系结构 什么是体系结构 经典的关于“计算机体系结构(computer A 按照计算机系统的多级层次结构,不同级程序员所看到的计算机具有不同的属性。一般来说,低级机器的属性对于高层机器程序员基本是透明的,通常所说的计算机体 系结构主要指机器语言级机器的系统结构。计算机体系结构就是适当地组织在一起的 一系列系统元素的集合,这些系统元素互相配合、相互协作,通过对信息的处理而完 成预先定义的目标。通常包含的系统元素有:计算机软件、计算机硬件、人员、数据库、文档和过程。其中,软件是程序、数据库和相关文档的集合,用于实现所需要的 逻辑方法、过程或控制;硬件是提供计算能力的电子设备和提供外部世界功能的电子 机械设备(例如传感器、马达、水泵等);人员是硬件和软件的用户和操作者;数据库 是通过软件访问的大型的、有组织的信息集合;文档是描述系统使用方法的手册、表格、图形及其他描述性信息;过程是一系列步骤,它们定义了每个系统元素的特定使 用方法或系统驻留的过程性语境。 体系结构原理 计算机体系结构解决的是计算机系统在总体上、功能上需要解决的问题,它和计 算机组成、计算机实现是不同的概念。一种体系结构可能有多种组成,一种组成也可 能有多种物理实现。 计算机系统结构的逻辑实现,包括机器内部数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。其目标是合理地把各种部件、设备组成计算机,以实现特定的系统结构,同时满足所 希望达到的性能价格比。一般而言,计算机组成研究的范围包括:确定数据通路的宽度、确定各种操作对功能部件的共享程度、确定专用的功能部件、确定功能部件的并 行度、设计缓冲和排队策略、设计控制机构和确定采用何种可靠技术等。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,信号传输技术,电源、冷却及装配 等技术以及相关的制造工艺和技术。 主要研究内容 1·机内数据表示:硬件能直接辨识和操作的数据类型和格式 2·寻址方式:最小可寻址单位、寻址方式的种类、地址运算 3·寄存器组织:操作寄存器、变址寄存器、及专用寄存器的定义、数量和使用规则 4·:指令的操作类型、格式、指令间排序和控制机构 5·:最小编址单位、编址方式、容量、最大可编址空间 6·中断机构:中断类型、中断级别,以及中断响应方式等

计算机体系结构试题库—简答题

计算机体系结构试题库 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。 8.简述程序解释技术的特点。 答: 解释技术是每当一条N+1级指令被译码后,就直接去执行一串等效的N级指令,然后再去取下一条N+1级的指令,依此重复进行。 9.经典体系结构的定义是什么? 计算机体系结构是机器级程序员所看到的计算机的属性,即概念性结构与功能特性。10.“线延迟墙”指的是什么?

计算机系统结构总复习题

一、单项选择题 1、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 2、对系统程序员不透明的应当是( )。 A.Cache存贮器B.系列机各档不同的数据通路宽度C.指令缓冲寄存器D.虚拟存贮器 3、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 4、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 5、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 6、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 7、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.减少所需要的存贮器用量 8、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.减少需要的存贮容量 C.提高系统的灵活性D.提高系统的性能价格比 9、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 10、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11、"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 12、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

计算机体系结构试题及答案版本

计算机体系结构试题及答案 1、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。 4、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。(b)流量:单位时间内所完成的工作量。(c )假定两台计算机x 、y;x 比y 快意思为:对于给定任务,x 的响应时间比y少。x的性能是y的几倍是指:响应时间x / 响应时间y = n ,响应时间与性能成反比。

计算机系统结构简答题范文

第1 章系统结构的基本概念 1、为什么将计算机系统看成是多级机器构成的层次结构?P2 2、从机器(汇编)语言程序员的角度来看,以下哪些是不透明的?为什么? 条件码寄存器、磁盘外设、先行进位链、中断寄存器、移位器、I/O端口寄存器 3、就目前通用机来说,计算机系统结构的属性主要包括哪些(03.7)?P3 4、设计指令系统时,以乘法运算为例,简述系统结构设计、计算机组成设计、计算机实现 各应考虑的问题(09.4)。P4 5、简述在设计主存系统时,计算机系统结构、计算机组成、计算机实现各需要考虑的问题 (08.7)。P4 6、简述计算机系统结构、组成和实现三者的相互关系(03.4)。 7、计算机系统结构用软件实现和硬件实现各自的优缺点?P7 8、简述软硬件功能分配的基本原则(06.7)。P8 9、简述计算机系统“由中间开始”设计的基本思想(05.4)其“中间”指的是什么地方?这样 设计的优点是什么(05.7) (07.7)? 10、试述由上往下、由下往上设计思路和存在的问题?P9 11、什么是软件的可移植性(03.7)?为什么要进行软件移植?P10 12、简述采用统一高级语言方法、适用场合、存在问题和应采取的策略。 13、简述统一高级语言的出发点、难点和发展前景(04.4)。 14、采用系列机方法、适用场合、好处、存在问题和应采取的策略P11 15、采用模拟与仿真方法、适用场合、好处、存在问题和应采取的策略。 16、模拟与仿真的主要区别和适合场合是什么(02.4)? 17、软件移植的途径,各受什么限制(08.4)?P14 18、器件的发展对逻辑设计方法的影响(06.4)。P17 19、什么是计算机系统的并行性、开发并行性的目的和两重含义(02.7)?P19 20、从执行程序角度出发,简述并行处理数据的四个等级,给出简单解释,各举一例P19 21、从处理数据的并行上,简述并行处理数据的四个等级,给出简单解释,各举一例P19 22、简要解释提高计算机系统并行性的三个技术途径(07.4),简要解释并举例说明。P20 23、简述计算机系统Flynn分类法的分类角度及类别,并说明各类别的特征(04.7) (09.7)。第2 章数据表示、寻址方式与指令系统 1、数据结构和机器的数据表示之间的关系?引入数据表示的基本原则?P27 2、简述标志符数据表示的主要优点(02.4)。P29 3、标识符数据表示与描述符数据表示有什么不同? 4、使用标志符数据表示会带来什么问题?对此应如何认识。 5、数据描述符和向量数据表示对向量数据结构所提供的支持有什么不同?P30 6、堆栈型机器与通用寄存器型机器的主要区别?堆栈型机器对程序调用的哪些操作提供支持?P32 7、以浮点数数据表示说明数的可表示精度、运算中的精度损失,尾数基值取小对哪个有利

《计算机系统的基本结构》教学设计

《计算机系统的基本结构》教学设计 一、教材分析: 本节是中职《计算机应用基础》第一章第二节中的内容。第一章是全书教学的基础,也是整个计算机教程体系中必须了解和掌握的最基本的内容,而《计算机系统的基本结构》又是本章的重点,通过学习可以引导学生揭开计算机系统神秘的面纱,使学生充分了解计算机系统硬件和软件的组成以及各组件在计算机系统中所扮演的角色,为后续知识的学习和实践操作,打下坚实的基础。 二、学情分析: 本讲的教学对象是职高一年级学生,他们有三重特点:从知识结构来看,文化基础薄弱,一半以上的学生报职高计算机专业都是因为喜欢上网玩游戏。他们对计算机不陌生,但对计算机知识了解甚少;从心理特点来看,他们处于青春期,思维活跃,好奇心强,渴望获得教师的认同;从将来从业情况看,大部分学生毕业后要从事计算机行业工作。所以在教学过程中要求职高教师必须要了解社会需要、紧跟技术发展步伐并结合教学内容和学生实际,为学生创造更多自主学习、合作学习的机会,并用情感激励法来鼓励学生克服困难,勇于探索,引导学生对专业知识进行系统分析、深度剖析。 基于教材以及学情分析,我确定了本节的教学目标、教学重点、难点。三、教学目标: ? 1)知识目标:熟悉计算机硬件系统和软件系统的基本组成以及各组件的功能。 2)能力目标:培养学生观察、分析、探究的能力,协作学习的能力。 3)德育目标:通过引导培养学生积极进取的良好品质; 通过激励培养学生敢于尝试的精神。 四、教学重点、难点: 重点:计算机系统组成; 计算机硬件的组成及其功能; 计算机软件的定义及其分类。 。 难点:能正确区分内存与外存; 正确理解系统软件的含义。

计算机系统结构模拟题

《计算机系统结构》模拟题(补)一.单项选择题 1. SIMD是指()。 A、单指令流单数据流 B、单指令流多数据流 C、多指令流单数据流 D、多指令流多数据流 2. 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 3. 下列()存储设备不需要编址。 A. 通用寄存器 B. 主存储器 C. 输入输出设备 D. 堆栈 4.多处理机的各自独立型操作系统( )。 A.要求管理程序不必是可再入的 B.适合于紧耦合多处理机 C.工作负荷较平衡 D.有较高的可靠性 5.输入输出系统硬件的功能对( )是透明的。 A.操作系统程序员 B.应用程序员 C.系统结构设计人员 D.机器语言程序设计员 6. 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 7.全相联地址映象是指( )。 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,而组任何虚页可以装入任何实页位置 D.组间可任意装入,组是固定装入 8.( )属于MIMD系统结构。 A.各处理单元同时受同一个控制单元的管理 B.各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令 C.松耦合多处理机和多计算机 D.阵列处理机

9.设16个处理器编号分别为0,1,2,…,15用Cube3互联函数时,第10号处理机与第( ) 号处理机相联。 A.11 B.8 C.14 D.2 10.若输入流水线的指令既无局部性相关,也不存在全局性相关,则( )。 A.可获得高的吞吐率和效率 B.流水线的效率和吞吐率恶化 C.出现瓶颈 D.可靠性提高 11.流水线的技术指标不包括( )。 A.响应比 B.吞吐率 C.加速比 D.效率 12.指令优化编码方法,就编码的效率来讲,方法最好是()。 A. 固定长度编码 B. 扩展编码法 C. Huffman编码法 D. 以上编码都不是 13.RISC 计算机的指令系统集类型是 ( ) 。 A. 堆栈型 B. 累加器型 C. 寄存器—寄存器型 D. 寄存器 - 存储器型 14.相联存储器的访问方式是( )。 A.先进先出顺序访问B.按地址访问 C.无地址访问D.按容访问 15.存储器读写速率越高,每位的成本也越高,存储容量也小。解决这一问题的主要方法是采用( )。 A.多级存储体系结构B.并行存储器 C. Cache D.缓冲技术 16.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 17.对系统程序员不透明的是()。 A.Cache 存储器 B.系列几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 18.在计算机系统设计中,比较好的方法是()。

计算机系统结构 第一章自考练习题答案教学内容

第一章计算机系统结构的基本概念 历年真题精选 1. 下列对系统程序员不透明的是()。 A. 乘法器 B. 先行进位链 C. 指令缓冲器 D. 条件码寄存器2.“从中间开始”设计的“中间”目前多数是在( D )。 A. 微程序机器级与汇编语言机器级之间 B. 操作系统机器级与汇编语言机器级之间 C. 传统机器语言机器级与微程序机器级之间 D. 传统机器语言机器级与操作系统机器级之间 3. 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)。 4. 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。 5. 设计指令系统时,以乘法运算为例,简述系统结构设计、计算机组成设计、计算机实现 各应考虑的问题。(P4) 6. 实现软件移植的途径有哪些?各受什么限制?(P14) 同步强化练习 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( C )。 A. 编译程序翻译 B. 编译程序解释 C. 汇编程序翻译 D. 汇编程序解释

2. 系列机软件应做到( B ) A. 向前兼容,并向下兼容 B. 向后兼容,力争向上兼容 C. 向前兼容,并向上兼容 D. 向后兼容,力争向下兼容 3. 在计算机系统多级层次结构中,机器级由低到高,相对顺序正确的应当是( B )。 A. 传统机器语言、汇编语言、操作系统 B. 微程序、传统机器语言、高级语言 C. 高级语言、汇编语言、传统机器语言 D. 传统机器语言、应用语言、高级语言 4. 可以直接执行微指令的是( C )。 A. 编译程序 B. 微程序 C. 硬件 D. 汇编程序 5. 计算机系统结构不包括( A )。 A. 主存速度 B. 数据表示 C. 机器工作状态 D. 信息保护 6. 对计算机系统结构透明的是()。 A. 是否使用通道型I/0处理机 B. 虚拟存储器 C. 字符行运算指令 D. VLSI技术 7. 在主存设计上,属计算机系统结构考虑的应是( C )。 A. 频宽的确定 B. 多体交叉还是单体 C. 容量和编址单位 D. 用MOS还是TTL 8. 计算机组成设计不考虑( B )。 A. 缓冲技术 B. 功能部件的集成度 C. 专用部件设置 D. 控制机构的组成 9. 下列说法中不正确的是( D ) A. 硬件的生产费用比软件的生产费用高 B.软件设计费用比软件重复生产费用高 C. 硬件功能只需实现一次而软件功能可能要多次重复实现 D. 硬件实际费用比软件设计费用低

相关文档
相关文档 最新文档