自考計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)必考習(xí)題

1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)必考習(xí)題一 填空題：12、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（廣義說法）：由人員，數(shù)據(jù)，設(shè)備，程序，規(guī)程五部分組成。1、推動(dòng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ牵ò延?jì)算機(jī)系統(tǒng)看成是由多個(gè)機(jī)器級(jí)構(gòu)成的層次結(jié)構(gòu)）。2、提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并行性的主要的主要技術(shù)途徑有（時(shí)間重疊）、（資源重復(fù)）、（資源共享）。3、數(shù)據(jù)表示是指能由（機(jī)器硬件）直接識(shí)別和引用的（數(shù)據(jù)類型）。4、定義數(shù)據(jù)表示具體又有（帶標(biāo)志符數(shù)據(jù)表示）和（數(shù)據(jù)描述符）兩類。5、I/O設(shè)備取得I/O總線后，所傳送的數(shù)據(jù)總量，稱為（數(shù)據(jù)寬度），數(shù)據(jù)通路寬度是數(shù)據(jù)總線的（線數(shù)）。6、中斷系統(tǒng)軟件功能分配實(shí)質(zhì)是中斷（處理程序）軟件和中斷（響應(yīng)）硬件的功能分配。7、 頁

2、面替換是發(fā)生于（虛擬空間比主存空間大的多），同時(shí)又發(fā)生于（頁面失效）的時(shí)候。8、 由四位經(jīng)ROM查表舍入法下溢處理成三位結(jié)果，設(shè)計(jì)出的ROM表中應(yīng)當(dāng)有（16）個(gè)單元，其中地址為1101的單元存儲(chǔ)內(nèi)容為（1111）。9、 程序訪問局部性包括（時(shí)間上局部性）和（空間上局部性）兩個(gè)方面，其中前者是指（在最近的未來要用到的信息很可能是現(xiàn)在現(xiàn)在正在使用的信息），后者是指（在最近的未來要用到的信息很可能與現(xiàn)在正在使用的信息在程序空間上是相鄰的或是相近的）。10、模擬是采用（機(jī)器語言程序）解釋執(zhí)行方式，其運(yùn)行速度比仿真方法（慢），仿真是采用（微程序）解釋，所以通常將使用頻率較高的指令盡可能用（仿真）方法提高

3、運(yùn)行速度，而對(duì)使用頻率低的指令則用（模擬）方法加以實(shí)現(xiàn)。11、并行性主要是指解題中同時(shí)進(jìn)行（運(yùn)算）或（操作）的特性。12、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)表示是指可由（機(jī)器硬件）直接辨認(rèn)的數(shù)據(jù)類型，若要直接識(shí)別某一種數(shù)據(jù)類型，必須有相應(yīng)的（運(yùn)算硬件）及相應(yīng)的（邏輯運(yùn)算硬件）。13、地址的編址通?？刹捎茫ò锤呶坏刂穭澐郑?、（按地位地址劃分）和（按混合劃分）三種不同方式。14、指令系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)風(fēng)格可分為（CISC）和（RISC），其中（RISC）更優(yōu)。15、評(píng)價(jià)貯存器性能的基本要求是：（大容量）、（高速度）和（低價(jià)格）。+16、窗口重疊寄存器技術(shù)是為了縮短過程調(diào)用中的（CALL）語句和（RETURN）語句的操

4、作時(shí)間，每個(gè)窗口分為（高區(qū)）、（本地）和（地區(qū)）三個(gè)區(qū)段。17、中斷系統(tǒng)由（軟件）和（硬件）共同實(shí)現(xiàn)。18、虛擬內(nèi)部地址映像方式的選擇主要應(yīng)考慮如何盡量降低（快沖突）概率，輔助硬件開銷小、地址便歡快、實(shí)現(xiàn)方便。19、存儲(chǔ)器系統(tǒng)根據(jù)（主存）和（輔存）分成若干個(gè)層次，其中（主存）是最高層次的存儲(chǔ)部件，他容量（大）、速度最（快）。20、Cache存貯器寫操作時(shí)只寫ACache，僅當(dāng)需要替換時(shí)才將其寫回主存，稱這種修改主存的方法為（寫回）法。21、總線裁決方式主要有（并行總線仲裁）和（串行總線仲裁）。22、當(dāng)處理機(jī)訪問存儲(chǔ)器時(shí)，需要訪問的數(shù)據(jù)在Cache中，則稱為（Cache命中），這時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)將（貯

5、存地址）轉(zhuǎn)換成（Cache地址）。23、在頁面虛擬存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，提高地址變換速度的關(guān)鍵是提高（存儲(chǔ)器）的訪問速度。因此在查表時(shí)，可同時(shí)查找（快表）和（慢表），以提高地址變換速度。24、根據(jù)操作數(shù)的位置，下面為何尋址方式：操作數(shù)在寄存器中為（寄存器）尋址方式；操作數(shù)地址在寄存器中為（基址）尋址方式；操作數(shù)在指令中為（立即）尋址方式；操作數(shù)地址在指令中為（直接）尋址方式；操作數(shù)的地址為某寄存器的內(nèi)容為（間接）尋址方式。25、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可分為三大類按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來看：（單處理系統(tǒng)）、（并行與多處理系統(tǒng)）、（分布式處理系統(tǒng)）。26、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級(jí)層次結(jié)構(gòu)從上到下的順序分別是（應(yīng)用語言級(jí)）、（高級(jí)語言

6、級(jí)）、（匯編語言級(jí)）、（操作系統(tǒng)級(jí)）、（機(jī)器語言級(jí)）、（微程序語言級(jí)）。27、以往對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法有(從上而下)設(shè)計(jì)和(從下到上)設(shè)計(jì)，它們分別適用于（專用機(jī)）設(shè)計(jì)和（通用機(jī)）設(shè)計(jì)。28、研究計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)是（軟、硬件交界面），其主要目的是（計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能/價(jià)格比）。29、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的3T性能目標(biāo)是（1 TFLOPS的計(jì)算能力）、（1 TByte的主存容量）、（1 TBytes 的IO帶寬）。30、以軟件為主實(shí)現(xiàn)的機(jī)器為（虛擬機(jī)），由硬件或固件實(shí)現(xiàn)的是（實(shí)際機(jī)器）。31、解決軟件可移植的辦法有（統(tǒng)一高級(jí)語言）、（模擬）、（仿真）和（系列機(jī)）。32、計(jì)算機(jī)中的兩種信息流是（控制流）

7、和（數(shù)據(jù)流），33、為了提高CPU的利用率，有效的途徑是（任務(wù)單一化）、（操作重疊化）、（吞吐匹配化）、（程序多道化）。34、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要軟、硬件交界面特性包括（指令系統(tǒng)）、（數(shù)據(jù)表示）、（中斷系統(tǒng)）、（存儲(chǔ)系統(tǒng)）、（I/O系統(tǒng)）。35、總線控制方式的目的是（采用何種方法以獲取總線的使用權(quán)），以大的類型來講，兩大類總線控制方式是（分布式）和（集中式）控制方式。36、集中式總線控制方式有（串行鏈接）、（獨(dú)立請(qǐng)求）、（定時(shí)查詢）和（串行鏈接）與(獨(dú)立請(qǐng)求)，其中，速度最快的是(獨(dú)立請(qǐng)求)而速度最慢的是(串行鏈接)。37、中斷系統(tǒng)軟硬件功能分配實(shí)質(zhì)是中斷（相應(yīng)）硬件和中斷（處理程序）軟件的功能分

8、配。38、存儲(chǔ)管理中的地址映象方式有（全相聯(lián)）、（直接相聯(lián)）、（組相聯(lián)）和（段相聯(lián)）。39、在存儲(chǔ)體系中為擴(kuò)充主存容量用（虛擬存儲(chǔ)器），為提高訪存速度用（Cache-主存體系）。40、實(shí)現(xiàn)程序移植的主要途徑有（統(tǒng)一高級(jí)語言）、（系列機(jī)）、（模擬）、（仿真）。41、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按流分類可分為（SISD）、（SIMD）、（MISD）和（MIMD）。二選擇題：1、在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，提高軟件功能實(shí)現(xiàn)的比例會(huì)(提高系統(tǒng)的靈活性)。2、對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)透明的是(VLSI技術(shù)（Very large scale integration）)。3、對(duì)匯編語言程序員透明的是(IO方式中的DMA訪問方式 )。4、系

9、列機(jī)軟件應(yīng)做到(向后兼容，力爭(zhēng)向上兼容)。5、推出系列機(jī)的新機(jī)器，不能更改的是(原有指令的尋址方式和操作碼)。6、不同系列的機(jī)器之間，實(shí)現(xiàn)軟件移植的途徑不包括(用統(tǒng)一的匯編語言)。7、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級(jí)層次結(jié)構(gòu)中，單條指令執(zhí)行速度最快的一級(jí)是（L0（微程序）級(jí)）。8、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級(jí)層次結(jié)構(gòu)中，單條指令功能最強(qiáng)的一級(jí)是（L5（應(yīng)用語言）級(jí)）。9、總線數(shù)據(jù)寬度（利用一次總線交換的數(shù)據(jù)量）。10、中斷系統(tǒng)是由（中斷邏輯和中斷處理程序）組成的系統(tǒng)。11、程序控制傳送方式的主要特點(diǎn)是（對(duì)CPU利用率高）。12、I/O系統(tǒng)（有軟件和硬件）。13、具有多級(jí)中斷的中斷源響應(yīng)的優(yōu)先級(jí)（全由硬件決定）。14、

10、總線控制方式是（采用何種辦法獲取總線的使用權(quán)）。15、（DMA）可稱為I/O系統(tǒng)。16、通道程序由（用戶組織）。17、通道（它不需要中斷）。18、數(shù)據(jù)通路出錯(cuò)引起的中斷是(機(jī)器校驗(yàn)中斷)。19、存儲(chǔ)器的總?cè)萘縎是指（存放二進(jìn)制總位數(shù)）。20、并行主存系統(tǒng)（可以是一個(gè)存儲(chǔ)體）。21、虛擬存儲(chǔ)器（它是種主輔存體系結(jié)構(gòu)）。22、為擴(kuò)充訪存空間且具有高的性能價(jià)格比，采用（虛擬存儲(chǔ)器）。23、采用組相聯(lián)映象的cache存儲(chǔ)器，為了提高等效訪問速度應(yīng)（增加cache的塊數(shù)（塊的大小不變）。24、 最容易實(shí)現(xiàn)的替換算法（FIFO）。25、為提高訪存速度而又提高性能價(jià)格比，采用（引入cache存儲(chǔ)器）。26、

11、存儲(chǔ)體系（必須有映象結(jié)構(gòu)）。27、存儲(chǔ)系統(tǒng)（至少有兩種存儲(chǔ)器）。28、cache存儲(chǔ)器是（存儲(chǔ)體系）。29、與虛擬存貯器的等效訪問速度無關(guān)的是(輔存的容量)。三名詞解釋：1、存儲(chǔ)體系：隨著I/O處理機(jī)的出現(xiàn)及多道程序的發(fā)展加上操作系統(tǒng)的硬件技術(shù)的完善，程序設(shè)計(jì)者由所增設(shè)的輔助軟硬件來完成。這樣從整體上看速度接近主存容量是輔存的，我們因此就說它形成了一個(gè)存儲(chǔ)體系。2、固件：將微程序固化在器件上的硬件。3、非專用總線：可以被多種功能或多個(gè)部件所分時(shí)共享，同一時(shí)候只有一對(duì)部件可使用總線進(jìn)行通信。4、虛擬存儲(chǔ)器：是主存輔存存儲(chǔ)層次的進(jìn)一步發(fā)展和完善，主要是為了克服高速的實(shí)際主存容量滿足不了大程序的容量

12、要求而提出來的。在虛擬存儲(chǔ)器中，應(yīng)用程序員直接用機(jī)器指令的地址碼對(duì)整個(gè)程序統(tǒng)一編址，這個(gè)地址碼寬度所對(duì)應(yīng)的程序空間可以比實(shí)際主存的空間大得多，就好象對(duì)應(yīng)用程序員來說有一個(gè)比實(shí)際主存大得多的，可以放下整個(gè)程序的虛(主)存空間。程序不必作任何修改就可以以接近于實(shí)際主存的速度在這個(gè)虛擬存儲(chǔ)器上運(yùn)行。5、外頁表與內(nèi)頁表：由虛頁號(hào)N變換到Nv的表稱為外頁表；N變換到主存實(shí)頁號(hào)n的表稱為內(nèi)頁表。6、存儲(chǔ)系統(tǒng)：是指存儲(chǔ)器硬件以及管理存儲(chǔ)器的軟硬件。7、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)多級(jí)層次結(jié)構(gòu)中傳統(tǒng)機(jī)器級(jí)的結(jié)構(gòu)，它是軟件和硬件/固件的主要交界面，是讓編制的機(jī)器語言程序、匯編語言程序以及將高級(jí)語言源程序編譯生

13、成的機(jī)器語言目標(biāo)程序在機(jī)器上正確運(yùn)行所應(yīng)看到的計(jì)算機(jī)屬性。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是與匯編語言程序或機(jī)器語言程序所能實(shí)現(xiàn)的功能，要用到的數(shù)據(jù)類型、尋址方式、指令系統(tǒng)、I/O結(jié)構(gòu)等密切相關(guān)的。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由緊密相關(guān)的硬件和軟件組成，為完成特定的任務(wù)而由相關(guān)部件或要素組成的有機(jī)整體就稱為系統(tǒng)。8、Von Neumann結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：存儲(chǔ)器是按地址訪問的順序線性編址的一維結(jié)構(gòu)；指令由操作碼和地址碼組成；指令在存儲(chǔ)器中是按其執(zhí)行順序存儲(chǔ)的；在存儲(chǔ)器中，指令和數(shù)據(jù)同等對(duì)待；計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以運(yùn)算器、控制器為中心；指令、數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制編碼表示，采用二進(jìn)制運(yùn)算。9、數(shù)據(jù)表示：指的是能直接由硬件直接辨認(rèn)的數(shù)據(jù)類型。10、貯

14、存層次：整體上看速度接近于主存的，容量是輔存的，每位價(jià)格接近于廉價(jià)慢速輔存的，我們就說它形成了一個(gè)存貯體系，或稱存貯層次，并且屬于其中的主存-輔存存貯層次。11、哈夫曼(Huffman)壓縮概念（指令格式優(yōu)化）：當(dāng)各種事件發(fā)生的概率不均等時(shí)，采用優(yōu)化技術(shù)對(duì)發(fā)生概率最高的事件用最短的位數(shù)(時(shí)間)來表示(處理)，而對(duì)出現(xiàn)概率較低的事件，允許用較長(zhǎng)的位數(shù)(時(shí)間)來表示(處理)，就會(huì)導(dǎo)致表示(處理)的平均位數(shù)(時(shí)間)的縮短。12、程序的局部性：程序的局部性表現(xiàn)在時(shí)間和空間兩個(gè)方面。時(shí)間上的局部性：在最近的未來要用到的信息很可能是現(xiàn)在正在使用的信息，這主要是程序循環(huán)造成的?？臻g上的局部性：在最近的未來要

15、用到的信息很可能與現(xiàn)在正在使用的信息在程序空間上是相鄰或相近的，這主要因?yàn)槌绦蛑写蟛糠种噶钍琼樞虼尜A和順序被取出來執(zhí)行的，數(shù)據(jù)一般也是以向量、數(shù)組、樹、表等形式簇聚地存貯在一起的。13、全局性相關(guān)：指的是轉(zhuǎn)移指令與其后續(xù)指令之間的關(guān)聯(lián)，不僅不能同時(shí)解釋，還會(huì)使指令緩沖器所預(yù)取的指令全部作廢，重新花較長(zhǎng)的時(shí)間再去訪存取出指令。這比指令相關(guān)、主存數(shù)相關(guān)、通用寄存器組的數(shù)相關(guān)、基（變）址值相關(guān)等對(duì)流水性能一段的影響要嚴(yán)重得多。14、高速緩沖存儲(chǔ)器：是用以彌補(bǔ)主存速度的不足。在處理機(jī)和主存之間設(shè)置一個(gè)高速、小容量的緩沖存儲(chǔ)器，構(gòu)成Cache 主存存儲(chǔ)層次。使之從CPU看，速度接近于Cache ，容量卻

16、是主存的。15、相聯(lián)存儲(chǔ)器：是帶信息處理的存貯器，按所組信息內(nèi)容的部分或全部特征，在一次存貯器訪問中，將內(nèi)容與該特征相符的所有存貯單元都找出來。所謂一存貯器訪問，也可以包含有若干次比較、符合、分解等操作。相對(duì)于按地址訪問的隨機(jī)訪問存貯器來說，相聯(lián)存貯器可以實(shí)現(xiàn)高速并行檢索和比較。16、并行性：是指問題中具有可同時(shí)進(jìn)行運(yùn)算和操作的特性。只要在同一時(shí)刻或同一時(shí)間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同或性質(zhì)不同的工作，它們?cè)跁r(shí)間上相互重疊，則都體現(xiàn)了并行性。17、數(shù)據(jù)寬度：數(shù)據(jù)寬度是指系統(tǒng)在二次分配總線期間，經(jīng)數(shù)據(jù)總線所傳送的數(shù)據(jù)總量。18、頁式管理：是將主存空間和程序空間都機(jī)械等分成相同大小的頁面，讓程

17、序的起點(diǎn)必須處在主存中某一個(gè)頁面位置的起點(diǎn)。19、地址的映象：是建立虛、實(shí)地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。有三種1）段式管理-段式存儲(chǔ)是把一個(gè)程序分解成多個(gè)在邏輯上形成整體、相互獨(dú)立或基本獨(dú)立，且定義清楚的模塊；2）頁式管理-頁式存儲(chǔ)是把主存空間和輔存中的程序空間固定大小分為若干頁；3）段頁式管理-它是分段和分頁相結(jié)合的一種存儲(chǔ)管理方式，具有二者的綜合優(yōu)點(diǎn)，為大、中型計(jì)算機(jī)廣泛采用。20、地址的變換：按建立的地址映象關(guān)系，由虛地址找到實(shí)地址的過程。21、Cache存儲(chǔ)器：是用以彌補(bǔ)主存速度的不足。在處理機(jī)和主存之間設(shè)置一個(gè)高速、小容量的緩沖存儲(chǔ)器，構(gòu)成Cache 主存存儲(chǔ)層次。使之從CPU看，速度接近于Cac

18、he ，容量卻是主存的。22、全相聯(lián)：是任何虛頁能映像到實(shí)存任何頁面位置。其突出優(yōu)點(diǎn)是實(shí)頁沖突概率小。23、替換算法：隨機(jī)算法RAND、先進(jìn)先出算法FIFO、近期最少使用算法LRU-把近期最久未訪問的頁替換出去。這種近期是指過去了的近期，該算法是根據(jù)過去的近期使用情況預(yù)測(cè)未來近期中哪一頁可能不被使用而替換出去，故能比較正確的反映程序的局部性，命中率有所提高。優(yōu)化替換算法OPT。24、并行存儲(chǔ)器：為了提高主存儲(chǔ)器的吞吐量，有多種措施，其一是增加一次訪問主存讀出的信息量，從一個(gè)單元增加到多個(gè)單元。這就要將存儲(chǔ)器分成多個(gè)模塊，可以的并行讀出多個(gè)單元，這種存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)就是并行存儲(chǔ)器。四簡(jiǎn)答題：1、簡(jiǎn)述R

19、ISC采用的主要技術(shù)？答：遵循按RISC機(jī)器一般原則設(shè)計(jì)的要求；在邏輯上采用硬聯(lián)實(shí)現(xiàn)和微程序固件實(shí)現(xiàn)相結(jié)合的技術(shù)；在CPU中設(shè)置數(shù)量較大的寄存器組并采用重疊寄存器窗口的技術(shù)；指令的執(zhí)行采用流水和延遲轉(zhuǎn)移技術(shù)；采用認(rèn)真設(shè)計(jì)和優(yōu)化編譯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)。2、Cache存儲(chǔ)器對(duì)應(yīng)用程序員和系統(tǒng)程序員均透明，采用全硬件方式實(shí)現(xiàn)時(shí)存在什么問題，一般采用什么措施來解決？答：主存中某單元的內(nèi)容可能在一段時(shí)間里會(huì)與Cache中對(duì)應(yīng)的單元內(nèi)容不一致，解決此問題的關(guān)鍵是選擇更新主存內(nèi)容的算法：寫回法和寫直達(dá)法。3、試從目的、實(shí)現(xiàn)技術(shù)和對(duì)第二級(jí)訪問三個(gè)方面對(duì)“主存-輔存”層次和“Cache-主存”層次做一簡(jiǎn)單比較？答：

20、“Cache主存”層次：彌補(bǔ)主存速度的不足；“主存輔存”層次： 彌補(bǔ)主存容量的不足?！癈ache 主存”層次是為了彌補(bǔ)主存速度的不足，主要由專用硬件實(shí)現(xiàn)；“主存輔存”層次是為了彌補(bǔ)主存容量的不足，主要由軟件實(shí)現(xiàn)。訪問速度的比值(第一級(jí)和第二級(jí))前者為幾比一，后者為幾百比一；CPU對(duì)第二級(jí)的訪問方式前者可直接訪問，后者均通過第一級(jí)；失效時(shí)前者CPU是不切換，后者切換到其他程序。4、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成和實(shí)現(xiàn)之間的關(guān)系？答：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成和實(shí)現(xiàn)是三個(gè)不同的概念。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件界面；計(jì)算機(jī)組成是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)；計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)是計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)。他們各自有不同的內(nèi)容，但是

21、又有緊密的關(guān)系。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不要對(duì)組成實(shí)現(xiàn)有過多和不合理的限制；組成設(shè)計(jì)應(yīng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指導(dǎo)下以目前能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)為基礎(chǔ)；實(shí)現(xiàn)應(yīng)在組成的邏輯結(jié)構(gòu)指導(dǎo)下，以目前的器件為基礎(chǔ)，以性能價(jià)格比的優(yōu)化為目標(biāo)。5、模擬與仿真？答：用機(jī)器語言程序解釋實(shí)現(xiàn)程序移植的方法稱為模擬；用微程序直接解釋另一種機(jī)器的指令系統(tǒng)稱為仿真。仿真與模擬的主要區(qū)別在于解釋用的語言。仿真是用微程序解釋，其解釋程序在微程序存儲(chǔ)器；模擬是用機(jī)器語言程序解釋，其解釋程序在主存儲(chǔ)器。模擬方法靈活性大，效率低，速度損失很大；仿真在速度上損失小，但必須和模擬方法結(jié)合才能真正實(shí)現(xiàn)。6、并行性概念？答：在同一時(shí)刻或同一時(shí)間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上工作，

22、只要在時(shí)間上相互重疊，均存在并行性。分類：同時(shí)性指兩個(gè)或多個(gè)事情在同一時(shí)刻發(fā)生的并行性；并發(fā)性指兩個(gè)或多個(gè)事情在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生的并行性。7、流水線定義？答：由k個(gè)處理段(function)線性地逐級(jí)串聯(lián)在一起，外部輸入（數(shù)據(jù)流）饋入流水線的第一段S1，處理結(jié)果從Si段送到Si+1段（i=1,2,k-1)，最后結(jié)果從流水線的最后段Sk送出。功能分類：?jiǎn)喂δ芰魉€：只能完成一種功能的流水線。在計(jì)算機(jī)中要實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能，都采用多個(gè)單功能流水線，多功能流水線：同一個(gè)流水線可有多種連接方式來實(shí)現(xiàn)多種功能。8、簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中軟硬件取舍3原則？答：在現(xiàn)有器件的條件下，系統(tǒng)要有較高的性能價(jià)格比；不要不

23、合理地限制各種組成、實(shí)現(xiàn)技術(shù)的采用；硬件的設(shè)計(jì)要考慮如何為軟件提供更好的支持。9、軟件和硬件在什么意義上是等效的，在什么意義上是不等效的？答：軟件和硬件在邏輯功能上是等效的，但是，在性能、價(jià)格、實(shí)現(xiàn)的難易程度上卻是各不相同的，硬件執(zhí)行速度快，軟件靈活性好。即軟件和硬件在物理意義上是不等效的。10、什么是CISC和RISC ？答：CISC：如何進(jìn)一步增強(qiáng)原有指令的功能以及設(shè)置更為復(fù)雜的新指令來取代先由軟件子程序完成的功能，實(shí)現(xiàn)軟件功能的硬化。它可以從面向機(jī)器語言目標(biāo)程序的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)、面向高級(jí)語言的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)和面向操作系統(tǒng)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)三個(gè)方面來改進(jìn)。RISC：如何通過減少指令總數(shù)和簡(jiǎn)化指令的功能來降低硬

24、件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，提高指令的執(zhí)行速度。按這種途徑和方向發(fā)展，使機(jī)器指令系統(tǒng)精練簡(jiǎn)單，因此稱采用這種途徑設(shè)計(jì)成CPU的計(jì)算機(jī)為精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱RISC.11、通道處理機(jī)的工作過程？答：1)在用戶程序中使用訪管指令進(jìn)入管理程序，由CPU通過管理程序組織一個(gè)通道程序并啟動(dòng)通道；2）通道處理機(jī)執(zhí)行通道程序，完成數(shù)據(jù)I/O工作；3）通道程序結(jié)束后向CPU發(fā)中斷請(qǐng)求，CPU相應(yīng)中斷請(qǐng)求，第二次進(jìn)入操作系統(tǒng)，調(diào)用管理程序予以處理，進(jìn)行必要等級(jí)等工作，如是故障或出錯(cuò)進(jìn)行例外情況處理，然后CPU返回用戶程序繼續(xù)執(zhí)行。12、通道的種類及特點(diǎn)是什么？答：通道可分三種類型：字節(jié)多路通道、選擇通道和數(shù)組多路通道。

25、前者是一種簡(jiǎn)單的共享通道，主要為多臺(tái)中、低外設(shè)服務(wù)；中者用于高速外設(shè)；后者把前兩種通道特點(diǎn)組合在一起而形成的。13、虛擬存儲(chǔ)器特點(diǎn)是？答：多個(gè)進(jìn)程可以共享主存空間；程序員不必做存儲(chǔ)管理工作；采用動(dòng)態(tài)再定位，簡(jiǎn)化了程序的裝入。14、提高存儲(chǔ)系統(tǒng)速度的兩條途徑是？答：一是提高命中率H；二是兩個(gè)存儲(chǔ)器的速度不要相差太大。其中：第二條有時(shí)做不到(如虛擬存儲(chǔ)器)，因此，主要依靠提高命中率。六計(jì)算題：1、設(shè)有某臺(tái)計(jì)算機(jī)是由高速緩沖存儲(chǔ)器Cache與主存構(gòu)成二級(jí)存儲(chǔ)器系統(tǒng)，其中Cache的存取周期T1=50nS，主存的存取周期T2=400nS，訪問Cache的命中率為98%。試問該存儲(chǔ)器系統(tǒng)的訪存時(shí)間T是多

26、少？訪問效率e是多少？解： 已知T1=50nS，T2=400nS，命中率H=0.98，使用簡(jiǎn)單算式得： T=HT1+(1-H )T2=0.98×50+(1-0.98)×400=57nS e=T1/T=50/570.8772、設(shè)有一個(gè)循環(huán)程序分為1至5個(gè)虛頁，程序執(zhí)行時(shí)訪問存儲(chǔ)器的虛頁地址流為：2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2；操作系統(tǒng)能分配給該程序的實(shí)頁只有3個(gè)，試畫出使用FIFO、LRU和OPT三種置換算法對(duì)3個(gè)實(shí)頁的使用與置換過程，并計(jì)算各自的訪存命中率。解：分別使用FIFO、LRU和OPT算法對(duì)主存3個(gè)實(shí)頁的使用與置換過程如圖3.35所示，其中“*”表示

27、被替換的對(duì)象。計(jì)算命中率如下：HFIFO=3/12=0.25HLRU=5/12=0.417HOPT=6/12=0.53、假設(shè)在一臺(tái)40MHz處理機(jī)上運(yùn)行200000條指令的目標(biāo)代碼,程序主要由四種指令組成。根據(jù)程序跟蹤實(shí)驗(yàn)結(jié)果,已知指令混和比和每種指令所需的指令周期數(shù)如下:  指令類型 CPI 指令混合比 算術(shù)和邏輯 1 60% cache的加載存儲(chǔ) 2 18% 轉(zhuǎn)移 4 12% cache缺失的訪存 8 10%(a)計(jì)算在單處理機(jī)上用上述跟蹤數(shù)據(jù)運(yùn)行的平均CPI？(b)據(jù)(a)所得CPI,計(jì)算相應(yīng)的MIPS速率？解: a）平均CPI =60%*1+18%*2+12%*4+10%*8

28、=2.24(時(shí)鐘周期）b) 相應(yīng)的MIPS速率 = f/(CPI*106)= (40*106)/(2.24*106)=17.86 (MIPS)五補(bǔ)充題1.RISC：如何通過減少指令總數(shù)和簡(jiǎn)化指令的功能來降低硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，提高指令的執(zhí)行速度，按照這種途徑和方向發(fā)展，使機(jī)器指令系統(tǒng)精練簡(jiǎn)單，因此稱采用這種途徑設(shè)計(jì)成CPU的計(jì)算機(jī)為精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱RISC。3.頁面失效：對(duì)于按字節(jié)編址的存儲(chǔ)器有可能出現(xiàn)一條指令橫跨在兩頁上存儲(chǔ)，也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)操作數(shù)跨在兩頁上存儲(chǔ)。采用間接尋址的過程中，完全可能出現(xiàn)跨頁甚至連續(xù)跨多個(gè)頁訪問的情況，每當(dāng)當(dāng)前一頁已在主存，而跨頁存放的另一頁不在主存中時(shí)，就會(huì)發(fā)生

29、頁面失效。 4.流水線瓶頸：當(dāng)流水線在連續(xù)流動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后得到的吞吐率成為最大吞吐率，最大吞吐率取決于流水線中最慢的那個(gè)功能段，又稱它為“瓶頸”。 5.簡(jiǎn)述職子程序調(diào)用與返回的實(shí)現(xiàn)過程？子程序調(diào)用過程大概如下：調(diào)用者在調(diào)用子程序時(shí)，將下一條指令的地址壓入棧中，再將傳遞的參數(shù)壓棧，然后根據(jù)子程序的地址轉(zhuǎn)到子程序執(zhí)行，將棧中的參數(shù)取出（若傳遞了參數(shù)），執(zhí)行子程序,執(zhí)行完成后，彈出棧中的返回地址，再將返回值壓棧，返回調(diào)用程序，彈出返回值。解釋中短類型的概念？ 6.造成死鎖的必要條件：（1）進(jìn)程排他性的占有某些系統(tǒng)資源；（2）當(dāng)進(jìn)程對(duì)資源進(jìn)一步要求被拒絕而掛起時(shí)，以占用資源仍不釋放；（3）不能預(yù)先分

30、配資源；（4）資源占用狀況出現(xiàn)死循環(huán)，即A1要求的資源被A2占用，A2要求的資源又被A3占用，.如此類推，最后An要求的資源又被A1占用。 7.多處理機(jī)操作系統(tǒng)的種類：答：多處理機(jī)操作系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)可分為1，主從方式操作系統(tǒng) 2，單獨(dú)管理方式操作系統(tǒng) 3，浮動(dòng)管理控制方式操作系統(tǒng) 8.假設(shè)有一個(gè)程序包含P1,P2,P3,Pi,Pj,Pn等多個(gè)程序段，Pi-Pj,簡(jiǎn)述三大過程？答：1， 如果Pi的左部變量也在Pj的右部變量集內(nèi)，且Pj要從Pi取得算出的值，則稱Pj數(shù)據(jù)相關(guān)于Pi。2， 如果Pj的左部變量也在的右部變量集內(nèi)，則稱數(shù)據(jù)反相關(guān)于。3， 如果的左部變量也在的左部變量，則稱數(shù)據(jù)輸出相關(guān)于9.

31、存儲(chǔ)的方式？靜態(tài)存儲(chǔ)方式-全局對(duì)象、一個(gè)類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員和函數(shù)的靜態(tài)變量都屬于靜態(tài)存儲(chǔ)的范疇。自動(dòng)存儲(chǔ)方式-通常，我們并不把局部對(duì)象定義為靜態(tài)的或者外部的，而是將它定義為自動(dòng)的和寄存器的。自由存儲(chǔ)方式-自由存儲(chǔ)，也被稱為堆存儲(chǔ)（在C里）或者動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)，它包括在程序代碼中使new來產(chǎn)生所需要的對(duì)象和變量。（計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中可以尋址的主要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備有:通用寄存器、主存儲(chǔ)器、堆棧等3種）10.一次重疊：在上一條指令的分析子過程在指令分析器中結(jié)束，并將結(jié)果送入執(zhí)行部件去實(shí)現(xiàn)執(zhí)行子過程時(shí)，指令分析器不必等本指令在執(zhí)行部件完成有結(jié)果后再對(duì)下一條指令進(jìn)行分析子過程，而是同時(shí)進(jìn)行，這就是一次重疊技術(shù)。11.中斷的

32、定義和類型？答：CPU中止正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)而去處理隨機(jī)提出的請(qǐng)求，待處理完畢，仍返回原程序繼續(xù)執(zhí)行。 通常將中斷分為6類：重新啟動(dòng)中斷，機(jī)器校驗(yàn)出錯(cuò)中斷，程序性錯(cuò)誤引起中斷，訪問管理程序中斷，外部事件中斷，輸入輸出中斷。13、尋址的方式：基址尋址，變址尋址，直接尋址、間接尋址，相對(duì)尋址，寄存器尋址，立即數(shù)尋址。14、總線的分類：a,片總線片總線又稱元件級(jí)總線，它是指用微處理芯片組成的一個(gè)很小的系統(tǒng)或者構(gòu)成一塊CPU插件板所使用的總線。b.內(nèi)總線又稱微計(jì)算機(jī)總線或板級(jí)總線或系統(tǒng)總線，它是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)插件間的并行通信總線。c,外總線又稱通信總線，它是指系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的通信。15.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟：a,需求分析。b,需求說明。c.概念設(shè)計(jì)，d.具體設(shè)計(jì)，e。設(shè)計(jì)優(yōu)化和評(píng)價(jià)16.總線通信方式：a。同步通信方式特點(diǎn)：模塊之間的