計算機體系結構各章簡答題及答案

年4月19日計算機體系結構各章簡答題及答案文檔僅供參考，不當之處，請聯(lián)系改正。第一章計算機體系結構的基本概念1.什么是計算機系統(tǒng)的多級層次結構？

2.硬件和軟件在什么意義上是等效的？在什么意義上是不等效的？

3.經(jīng)典計算機系統(tǒng)結構的實質是什么？

4.語言實現(xiàn)的兩種基本技術是什么？

5.對于通用寄存器型機器來說，機器語言程序設計者所看到的計算機的屬性主要有哪些？

6.什么是軟件兼容？軟件兼容有幾種？其中哪一種是軟件兼容的根本特征？

7.什么是系列機？它的出現(xiàn)較好地解決了什么矛盾？

8.對計算機發(fā)展非常關鍵的實現(xiàn)技術有哪些？

9.實現(xiàn)軟件移植的主要途徑有哪些？

10.試以系列機為例，說明計算機系統(tǒng)結構、計算機組成和計算機實現(xiàn)三者之間的關系。

11.存儲程序計算機在系統(tǒng)結構上的主要特點是什么？

12.從系統(tǒng)結構的發(fā)展情況看，新型系統(tǒng)結構的設計主要從哪兩方面著手？

13.軟件技術兩個最重要的發(fā)展趨勢是什么？

14.計算機系統(tǒng)設計人員的技術挑戰(zhàn)主要來自哪幾個方面？

15.一種計算機系統(tǒng)結構的生命周期是怎樣的？

16.商品的標價（價格）由哪些因素構成？

17.對計算機系統(tǒng)成本產生影響的主要因素有哪些？

18.用戶CPU時間由哪三個因素決定？

19.當前常見的測試程序分為哪五類？

20.什么叫測試程序組件？在評價計算機系統(tǒng)設計時最常見的測試程序組件是哪個？

21.SPEC測試程序組件中包括哪幾個測試程序組件？

22.測試基于Microsoft公司的Windows系列操作系統(tǒng)平臺的最常見測試組件有哪些？

23.常見的專門的性能指標測試程序有哪些？

24.計算機系統(tǒng)結構設計和分析中最經(jīng)常使用的三條基本原則是什么？

25.根據(jù)Amdahl定律，系統(tǒng)加速比由哪兩個因素決定？

26.從執(zhí)行程序的角度看，并行性等級從低到高可分為哪幾級？

27.從處理數(shù)據(jù)的角度，并行性等級從低到高能夠分為哪幾級？

28.計算機系統(tǒng)中提高并行性的技術途徑有哪三種？

29.多機系統(tǒng)的耦合度能夠分為哪幾類？

30.單機系統(tǒng)和多機系統(tǒng)中，都是按哪三種技術途徑分別發(fā)展為哪三類多處理機？

31.三種類型的多處理機（同構型多處理機、異構型多處理機、分布處理系統(tǒng)）的主要區(qū)別是什么？

1.什么是計算機系統(tǒng)的多級層次結構？

從計算機語言的角度，把計算機系統(tǒng)按功能劃分成以下多級層次結構：

2.硬件和軟件在什么意義上是等效的？在什么意義上是不等效的？

硬件和軟件在功能實現(xiàn)上是等效的，即一種功能能夠由軟件實現(xiàn)，也能夠由硬件實現(xiàn)。在實現(xiàn)性能上是不等效的。軟件實現(xiàn)的優(yōu)點是設計容易、改進簡單；硬件實現(xiàn)的優(yōu)點是速度快。3.經(jīng)典計算機系統(tǒng)結構的實質是什么？

計算機系統(tǒng)中軟硬件界面的確定，其界面之上的是軟件的功能，界面之下的是硬件和固件的功能。4.語言實現(xiàn)的兩種基本技術是什么？

翻譯和解釋是語言實現(xiàn)的兩種基本技術。它們都是以執(zhí)行一串Ｎ級指令來實現(xiàn)N+1級指令，但二者存在著差別：翻譯技術是先把N+1級程序全部變換成N級程序后，再去執(zhí)行新產生的N級程序，在執(zhí)行過程中N+1級程序不再被訪問。而解釋技術是每當一條N+1級指令被譯碼后，就直接去執(zhí)行一串等效的N級指令，然后再去取下一條N+1級的指令，依此重復進行。在這個過程中不產生翻譯出來的程序，因此解釋過程是邊變換邊執(zhí)行的過程。5.對于通用寄存器型機器來說，機器語言程序設計者所看到的計算機的屬性主要有哪些？

(1)數(shù)據(jù)表示

(2)尋址規(guī)則

(3)寄存器定義

(4)指令集

(5)中斷系統(tǒng)

(6)機器工作狀態(tài)的定義和切換

(7)存儲系統(tǒng)

(8)信息保護

(9)I/O結構6.什么是軟件兼容？軟件兼容有幾種？其中哪一種是軟件兼容的根本特征？

同一個軟件能夠不加修改地運行于系統(tǒng)結構相同的各檔機器上，而且它們所獲得的結果一樣，差別只在于運行時間的不同。

軟件兼容分為向上兼容、向下兼容、向前兼容和向后兼容。其中向后兼容是軟件兼容的根本特征。7.什么是系列機？它的出現(xiàn)較好地解決了什么矛盾？

系列機是指在一個廠家內生產的具有相同的系統(tǒng)結構，但具有不同組成和實現(xiàn)的一系列不同型號的機器。它的出現(xiàn)較好地解決了軟件要求環(huán)境穩(wěn)定和硬件、器件技術迅速發(fā)展之間的矛盾。8.對計算機發(fā)展非常關鍵的實現(xiàn)技術有哪些？

（1）邏輯電路；

（2）半導體DRAM(動態(tài)隨機訪問存儲器)；

（3）磁盤；

（4）網(wǎng)絡。9.實現(xiàn)軟件移植的主要途徑有哪些？

(1)采用系列機方法

(2)采用模擬與仿真方法

(3)采用統(tǒng)一的高級語言 10.試以系列機為例，說明計算機系統(tǒng)結構、計算機組成和計算機實現(xiàn)三者之間的關系。

計算機組成是計算機系統(tǒng)結構的邏輯實現(xiàn)；計算機實現(xiàn)是計算機組成的物理實現(xiàn)。

一種系統(tǒng)結構能夠有多種組成；一種組成能夠有多種實現(xiàn)。同一系列機中各種型號的機器具有相同的系統(tǒng)結構，但采用不同的組成和實現(xiàn)技術，因而具有不同的性能和價格。11.存儲程序計算機在系統(tǒng)結構上的主要特點是什么？

（1）機器以運算器為中心。

（2）采用存儲程序原理。程序和數(shù)據(jù)放在同一存儲器中，而且沒有對兩者加以區(qū)分。

（3）存儲器是按地址訪問的、線性編址的空間。

（4）控制流由指令流產生。

（5）指令由操作碼和地址碼組成。操作碼指明本指令的操作類型，地址碼指明操作數(shù)和操作結果的地址。

（6）數(shù)據(jù)以二進制編碼表示，采用二進制運算。12.從系統(tǒng)結構的發(fā)展情況看，新型系統(tǒng)結構的設計主要從哪兩方面著手？

新型系統(tǒng)結構的設計主要從以下兩方面著手：

一方面是合理地增加計算機系統(tǒng)中硬件的功能比例，使系統(tǒng)結構對操作系統(tǒng)、高級語言甚至應用軟件提供更多更好的支持；

另一方面則是經(jīng)過多種途徑提高計算機系統(tǒng)結構中的并行性等級，使得凡是能并行計算和處理的問題都能并行計算和處理，使這種系統(tǒng)結構和組成對算法提供更多更好的支持。13.軟件技術兩個最重要的發(fā)展趨勢是什么？

(1)程序及數(shù)據(jù)所使用存儲器容量的不斷增大；

(2)高級語言的使用越來越廣泛，在很多應用領域取代了匯編語言。14.計算機系統(tǒng)設計人員的技術挑戰(zhàn)主要來自哪幾個方面？

計算機系統(tǒng)設計人員的技術挑戰(zhàn)主要來自系統(tǒng)結構、設計工具、制造工藝、軟件、應用和經(jīng)濟等多個方面。15.一種計算機系統(tǒng)結構的生命周期是怎樣的？

計算機的生命周期和系統(tǒng)中各個部分的發(fā)展密切相關。一種新的系統(tǒng)結構的誕生，往往以硬件為標志，它的發(fā)展和成熟，是以配套的系統(tǒng)軟件和應用為標志的。一個計算機系統(tǒng)結構，從產生到消亡，大致需要15～20年的時間。16.商品的標價（價格）由哪些因素構成？

商品標價的構成因素：原料成本、直接成本、毛利和折扣。17.對計算機系統(tǒng)成本產生影響的主要因素有哪些？

對計算機系統(tǒng)成本產生影響的主要因素有時間、產量、商品化等因素。對成本產生最直接影響的是時間；產量是決定產品成本的第二個關鍵因素。18.用戶CPU時間由哪三個因素決定？

用戶CPU時間=CPI×IC/時鐘頻率

其中：CPI：指令時鐘數(shù)

IC：程序執(zhí)行過程中所處理的指令數(shù)19.當前常見的測試程序分為哪五類？

（1）實際應用程序；

（2）修正的（或者腳本化）應用程序；

（3）核心測試程序；

（4）小測試程序；

（5）合成測試程序。20.什么叫測試程序組件？在評價計算機系統(tǒng)設計時最常見的測試程序組件是哪個？

選擇一組各個方面有代表性的測試程序，組成一個通用測試程序集合。這種測試程序集合稱為測試程序組件。

在評價計算機系統(tǒng)設計時最常見的測試程序組件是基于UNIX的SPEC，其主要版本包括SPEC89、SPEC92、SPEC95和SPEC等。21.SPEC測試程序組件中包括哪幾個測試程序組件？

SPECCPU：測試CPU；

SPECviewperf：用于測試圖形系統(tǒng)支持OpenGL庫的性能；

SPECapc：測試圖形密集型應用的性能；

SPECSFS：基于NFS文件系統(tǒng)的文件服務器測試程序；

SPECWeb：Web服務器測試程序。22.測試基于Microsoft公司的Windows系列操作系統(tǒng)平臺的最常見測試組件有哪些？

PCMark04包括中央處理器測試組、內存測試組、圖形芯片測試組、硬盤測試組等。

BusinessWinstone主要用于測試計算機系統(tǒng)商業(yè)應用的綜合性能。

MultimediaContentCreationWinstone主要用于測試計算機系統(tǒng)多媒體應用的綜合性能。

SiSoftSandraPro是一套功能強大的系統(tǒng)分析評比工具，擁有超過30種以上的分析與測試模組，主要包括有CPU、存儲器、I/O接口、I/O設備、主板等。23.常見的專門的性能指標測試程序有哪些？

3DMark03主要測試顯卡性能和DirectX的性能。

Prime95是用來估計分布式計算程序的通信情況，可使計算機高負荷運轉，因此也用來測試計算機的穩(wěn)定性。

SuperPi/SuperE是計算圓周率π/自然指數(shù)e的軟件，一般見來測試CPU的穩(wěn)定性。24.計算機系統(tǒng)結構設計和分析中最經(jīng)常使用的三條基本原則是什么？

（1）大概率事件優(yōu)先原則。對于大概率事件(最常見的事件)，賦予它優(yōu)先的處理權和資源使用權，以獲得全局的最優(yōu)結果。

（2）Amdahl定律。加快某部件執(zhí)行速度所獲得的系統(tǒng)性能加速比，受限于該部件在系統(tǒng)中所占的重要性。

（3）程序的局部性原理。程序在執(zhí)行時所訪問地址的分布不是隨機的，而是相對地簇聚。25.根據(jù)Amdahl定律，系統(tǒng)加速比由哪兩個因素決定？

系統(tǒng)加速比依賴于兩個因素：

（1）可改進比例：可改進部分在原系統(tǒng)計算時間中所占的比例。

（2）部件加速比：可改進部分改進以后的性能提高。26.從執(zhí)行程序的角度看，并行性等級從低到高可分為哪幾級？

從執(zhí)行程序的角度看，并行性等級從低到高可分為：

（1）指令內部并行：指令內部的微操作之間的并行。

（2）指令級并行：并行執(zhí)行兩條或多條指令。

（3）任務級或過程級并行：并行執(zhí)行兩個或多個過程或任務(程序段)。

（4）作業(yè)或程序級并行：在多個作業(yè)或程序間的并行。27.從處理數(shù)據(jù)的角度，并行性等級從低到高能夠分為哪幾級？

從處理數(shù)據(jù)的角度，并行性等級從低到高能夠分為：

（1）字串位串：同時只對一個字的一位進行處理。

（2）字串位并：同時對一個字的全部位進行處理。

（3）字并位串：同時對許多字的同一位（稱位片）進行處理。

（4）全并行：同時對許多字的全部或部分位進行處理。28.計算機系統(tǒng)中提高并行性的技術途徑有哪三種？

（1）時間重疊：多個處理過程在時間上相互錯開，輪流重疊地使用同一套硬件設備的各個部分，以加快硬件周轉而贏得速度。

（2）資源重復：經(jīng)過重復設置資源，特別是硬件資源，大幅度提高計算機系統(tǒng)的性能。

（3）資源共享：是一種軟件方法，它使多個任務按一定時間順序輪流使用同一套硬件設備。29.多機系統(tǒng)的耦合度能夠分為哪幾類？

（1）最低耦合：除經(jīng)過某種中間存儲介質之外，各計算機之間沒有物理連接，也無共享的聯(lián)機硬件資源。

（2）松散耦合：經(jīng)過通道或通信線路實現(xiàn)計算機間互連，共享某些外圍設備，機間的相互作用是在文件或數(shù)據(jù)集一級進行。

（3）緊密耦合：機間物理連接的頻帶較高，往往經(jīng)過總線或高速開關實現(xiàn)互連，能夠共享主存。30.單機系統(tǒng)和多機系統(tǒng)中，都是按哪三種技術途徑分別發(fā)展為哪三類多處理機？

單機系統(tǒng)和多機系統(tǒng)中，都是按時間重疊、資源重復和資源共享三種技術途徑，分別發(fā)展為同構型多處理機、異構型多處理機、分布處理系統(tǒng)。31.三種類型的多處理機（同構型多處理機、異構型多處理機、分布處理系統(tǒng)）的主要區(qū)別是什么？

主要區(qū)別：

第二章計算機指令集結構設計1.一般可按哪五個因素對計算機指令集結構進行分類？

2.在對計算機指令集結構進行分類的五個因素中，哪一種是各種指令集結構之間最主要的區(qū)別？

3.根據(jù)CPU內部存儲單元類型，可將指令集結構分為哪幾類？

4.堆棧型指令集結構、累加器型指令集結構和通用寄存器型指令集結構分別有什么優(yōu)缺點？

5.現(xiàn)代大多數(shù)機器均采用通用寄存器型指令集結構，為什么？

6.通用寄存器型指令集結構可細分為哪三類？

7.三種通用寄存器型指令集結構分別有什么優(yōu)缺點？

8.從當前的計算機技術觀點來看，CISC結構有什么缺點？

9.增強CISC機器的指令功能主要從哪幾方面著手？

10.RISC的設計原則是什么？

11.RISC和CISC處理機的指令系統(tǒng)結構在指令格式、尋址方式和每條指令的周期數(shù)（CPI）三方面有哪些區(qū)別？

12.計算機指令集結構設計所涉及的內容有哪些？

13.指令中有哪兩種表示操作數(shù)類型的方法？

14．指令中表示尋址方式的主要方法有哪些？

15.指令集格式設計中選擇表示尋址方式的方法的依據(jù)是什么？

16.指令集結構中采用多種尋址方式有何優(yōu)缺點？

17.在控制指令中使用PC相對尋址方式有什么優(yōu)點？

18.在指令集格式的設計時，一般可選擇哪幾種指令格式？

19.DLX中有哪些寄存器？

20.DLX有哪幾種數(shù)據(jù)類型？

21.DLX采用哪幾種尋址方式？

1.一般可按哪五個因素對計算機指令集結構進行分類？

(1)在CPU中操作數(shù)的存儲方法；

(2)指令中顯式表示的操作數(shù)個數(shù)；

(3)操作數(shù)的尋址方式；

(4)指令集所提供的操作類型；

(5)操作數(shù)的類型和大小。2.在對計算機指令集結構進行分類的五個因素中，哪一種是各種指令集結構之間最主要的區(qū)別？

CPU中操作數(shù)的存儲方法，即在CPU中用來存儲操作數(shù)的存儲單元的類型，是各種指令集結構之間最主要的區(qū)別。3.根據(jù)CPU內部存儲單元類型，可將指令集結構分為哪幾類？

堆棧型指令集結構、累加器型指令集結構、通用寄存器型指令集結構4.堆棧型指令集結構、累加器型指令集結構和通用寄存器型指令集結構分別有什么優(yōu)缺點？

5.現(xiàn)代大多數(shù)機器均采用通用寄存器型指令集結構，為什么？

主要有兩個方面的原因，一是寄存器和CPU內部其它存儲單元一樣，要比存儲器快；其次是對編譯器而言，能夠更加容易、有效地分配和使用寄存器。6.通用寄存器型指令集結構可細分為哪三類？

寄存器－寄存器型

寄存器－存儲器型

存儲器－存儲器型7.三種通用寄存器型指令集結構分別有什么優(yōu)缺點？

8.從當前的計算機技術觀點來看，CISC結構有什么缺點？

（1）CISC結構的指令系統(tǒng)中，各種指令的使用頻率相差懸殊。

（2）CISC結構指令系統(tǒng)的復雜性帶來了計算機系統(tǒng)結構的復雜性，這不但增加了研制時間和成本，而且還容易造成設計錯誤。

（3）CISC結構指令系統(tǒng)的復雜性給VLSI設計增加了很大負擔，不利于單片集成。

（4）CISC結構的指令系統(tǒng)中，許多復雜指令需要很復雜的操作，因而運行速度慢。

（5）在CISC結構的指令系統(tǒng)中，由于各條指令的功能不均衡性，不利于采用先進的計算機系統(tǒng)結構技術來提高系統(tǒng)的性能。9.增強CISC機器的指令功能主要從哪幾方面著手？

(1)面向目標程序增強指令功能；

(2)面向高級語言和編譯程序改進指令系統(tǒng)；

(3)面向操作系統(tǒng)的優(yōu)化實現(xiàn)改進指令系統(tǒng)。10.RISC的設計原則是什么？

（1）選取使用頻率最高的指令，并補充一些最有用的指令；

（2）每條指令的功能應盡可能簡單，并在一個機器周期內完成；

（3）所有指令長度均相同；

（4）只有Load和Store操作指令才訪問存儲器，其它指令操作均在寄存器之間進行；

（5）以簡單有效的方式支持高級語言。11.RISC和CISC處理機的指令系統(tǒng)結構在指令格式、尋址方式和每條指令的周期數(shù)（CPI）三方面有哪些區(qū)別？比較內容CISCRISC指令格式變長編碼定長編碼尋址方式各種都有只有l(wèi)oad/store指令能夠訪存CPI遠遠大于1為112.計算機指令集結構設計所涉及的內容有哪些？

(1)指令集功能設計：主要有RISC和CISC兩種技術發(fā)展方向

(2)尋址方式的設計

(3)操作數(shù)表示和操作數(shù)類型

(4)尋址方式的表示：能夠將尋址方式編碼于操作碼中，也能夠將尋址方式作為一個單獨的域來表示。

(5)指令集格式的設計：有變長編碼格式、固定長度編碼格式和混合型編碼格式三種。13.指令中有哪兩種表示操作數(shù)類型的方法？

（1）操作數(shù)的類型由操作碼的編碼指定，這是最常見的一種方法；

（2）數(shù)據(jù)能夠附上由硬件解釋的標記，由這些標記指定操作數(shù)的類型，從而選擇適當?shù)倪\算。14．指令中表示尋址方式的主要方法有哪些？

表示尋址方式有兩種常見的方法：

（1）將尋址方式編于操作碼中，操作碼在描述指令功能的同時也描述了相應的尋址方式。這種方式譯碼快，但操作碼和尋址方式的結合不但增加了指令的條數(shù)，導致了指令的多樣性，而且增加了CPU對指令譯碼的難度。

（2）為每個操作數(shù)設置一個地址描述符，由該地址描述符表示相應操作數(shù)的尋址方式。這種方式譯碼較慢，但操作碼和尋址獨立，易于指令擴展。

15.指令集格式設計中選擇表示尋址方式的方法的依據(jù)是什么？

主要由指令集結構所采用的尋址方式種類及其適用范圍，以及操作碼與尋址方式之間的獨立程度來決定。

如果某些指令集結構的指令有1～5個操作數(shù)，每個操作數(shù)有10種尋址方式，對于這種大規(guī)模的操作數(shù)和尋址方式組合，一般采用增設地址描述符的方法來描述尋址方式。

對諸如Load/Store類型指令集結構的指令，由于只有1～3個操作數(shù)，而且只有有限幾種尋址方式。一般將尋址方式編碼于操作碼中。16.指令集結構中采用多種尋址方式有何優(yōu)缺點？

在指令集結構中采用多種尋址方式能夠顯著地減少程序的指令條數(shù)；但同時也可能增加實現(xiàn)的復雜度和使用這些尋址方式的指令的執(zhí)行時鐘周期數(shù)（CPI）。17.在控制指令中使用PC相對尋址方式有什么優(yōu)點？

(1)有效地縮短指令中表示目標地址的字段的長度；

(2)使得代碼在執(zhí)行時與它被載入的位置無關。18.在指令集格式的設計時，一般可選擇哪幾種指令格式？

(1)變長編碼格式。這種編碼方式能夠有效減少程序的目標代碼大小。

(2)固定長度編碼格式。這種編碼方式能夠降低譯碼的復雜度，提高譯碼的性能。

(3)混合型編碼格式。兼顧降低目標代碼長度和降低譯碼復雜度。19.DLX中有哪些寄存器？

（1）32個通用寄存器；

（2）32個浮點寄存器；

（3）一些特別的寄存器。20.DLX有哪幾種數(shù)據(jù)類型？

多種長度的整型數(shù)據(jù)和浮點數(shù)據(jù)。

（1）整型數(shù)據(jù)：8位、16位和32位多種長度。

（2）浮點數(shù)據(jù)：32位單精度浮點數(shù)和64位雙精度浮點數(shù)。21.DLX采用哪幾種尋址方式？

寄存器尋址、立即值尋址、偏移尋址和寄存器間接尋址第三章流水線技術1.流水技術有哪些特點？

2.按照流水線所完成的功能來分，流水線可分為哪兩類？

3.按照同一時間內各段之間的連接方式來分，流水線可分為哪兩類？

4.按照流水的級別來分，流水線可分為哪三類？

5.按照數(shù)據(jù)表示來分，流水線可分為哪兩類？

6.按照流水線中是否有反饋回路來分，流水線可分為哪兩類？

7.一條DLX指令的執(zhí)行需要幾個時鐘周期？它們分別是什么？

8.DLX流水線寄存器的作用是什么？

9.消除流水線的瓶頸段有哪些方法？

10.評價流水線的性能指標是什么？

11.流水線中有哪三種相關？各是什么原因造成的？

12.解決流水線結構相關的方法有哪些？

13.為什么流水線設計者有時會允許結構相關的存在？

14.定向技術的主要思想是什么？

15.DLX流水線中所有數(shù)據(jù)相關都能夠經(jīng)過定向技術消除，而不需要暫停嗎？試舉例說明。

16．根據(jù)指令對寄存器的讀寫順序，可將數(shù)據(jù)相關分為哪三種類型？

17．解決流水線數(shù)據(jù)相關的方法有哪些？

18.減少流水線處理分支指令時的暫停時鐘周期數(shù)有哪兩種途徑？

19.在DLX基本流水線中可采用哪些靜態(tài)方法降低分支損失？

20．從編譯技術的角度，降低流水線分支損失的方法有哪些？

21.預測分支失敗方法的主要思想是什么？

22.“延遲分支”方法的主要思想是什么？

23．為了在分支延遲槽中填入有效指令，一般采用哪三種方法？

24.調度分支延遲指令的三種常見方法的特點和局限性是什么？

25．有哪幾種向量處理方式？它們對向量處理機的結構要求有何不同？

26．什么是向量鏈接技術？

27.衡量向量處理機性能的主要參數(shù)有哪些？

1.流水技術有哪些特點？

（1）流水過程由多個相聯(lián)系的子過程組成，每個過程稱為流水線的“級”或“段”；

（2）每個子過程由專用的功能段實現(xiàn)；

（3）各個功能段所需時間應盡量相等；

（4）流水線需要有“經(jīng)過時間”，在此之后流水過程才進入穩(wěn)定工作狀態(tài)，每一個時鐘周期(拍)流出一個結果；

（5）流水技術適合于大量重復的時序過程，只有在輸入端能連續(xù)地提供任務，流水線的效率才能充分發(fā)揮。2.按照流水線所完成的功能來分，流水線可分為哪兩類？

（1）單功能流水線：只能完成一種固定功能的流水線。

（2）多功能流水線：流水線的各段能夠進行不同的連接，從而使流水線在不同的時間，或者在同一時間完成不同的功能。3.按照同一時間內各段之間的連接方式來分，流水線可分為哪兩類？

（1）靜態(tài)流水線：在同一時間內，流水線的各段只能按同一種功能的連接方式工作。

（2）動態(tài)流水線：在同一時間內，當某些段正在實現(xiàn)某種運算時，另一些段卻在實現(xiàn)另一種運算。4.按照流水的級別來分，流水線可分為哪三類？

（1）部件級流水線（運算操作流水線）：把處理機的算術邏輯部件分段，以便為各種數(shù)據(jù)類型進行流水操作。

（2）處理機級流水線（指令流水線）：把解釋指令的過程按照流水方式處理。

（3）處理機間流水線（宏流水線）：由兩個以上的處理機串行地對同一數(shù)據(jù)流進行處理，每個處理機完成一項任務。5.按照數(shù)據(jù)表示來分，流水線可分為哪兩類？

（1）標量流水處理機：處理機不具有向量數(shù)據(jù)表示，僅對標量數(shù)據(jù)進行流水處理。

（2）向量流水處理機：處理機具有向量數(shù)據(jù)表示，并經(jīng)過向量指令對向量的各元素進行處理。6.按照流水線中是否有反饋回路來分，流水線可分為哪兩類？

（1）線性流水線：流水線的各段串行連接，沒有反饋回路。

（2）非線性流水線：流水線中除有串行連接的通路處，還有反饋回路。7.一條DLX指令的執(zhí)行需要幾個時鐘周期？它們分別是什么？

一條DLX指令的執(zhí)行需要5個時鐘周期。它們分別是：取指令周期（IF）、指令譯碼/讀寄存器周期（ID）、執(zhí)行/有效地址計算周期（EX）、存儲器/分之完成周期（MEM）、寫回周期（WB）。8.DLX流水線寄存器的作用是什么？

把數(shù)據(jù)和控制信息從一個流水段傳送到下一個流水段。9.消除流水線的瓶頸段有哪些方法？

(1)細分瓶頸段；

(2)重復設置瓶頸段。10.評價流水線的性能指標是什么？

(1)吞吐率：指在單位時間內流水線所完成的任務數(shù)或輸出結果的數(shù)量。

(2)流水線的加速比：指m段流水線的速度與等功能的非流水線的速度之比。

(3)效率：指流水線的設備利用率。11.流水線中有哪三種相關？各是什么原因造成的？

（1）結構相關：當硬件資源滿足不了指令重疊執(zhí)行的要求,而發(fā)生資源沖突時,就發(fā)生了結構相關。

（2）數(shù)據(jù)相關：當一條指令需要用到前面指令的執(zhí)行結果，而這些指令均在流水線中重疊執(zhí)行時，就可能引起數(shù)據(jù)相關。

（3）控制相關：當流水線遇到分支指令和其它能夠改變PC值的指令時，就會發(fā)生控制相關。12.解決流水線結構相關的方法有哪些？

（1）流水化功能單元；（2）資源重復；（3）暫停流水線。13.為什么流水線設計者有時會允許結構相關的存在？

主要有兩個原因：一是為了減少硬件開銷，二是為了減少功能單元的延遲。14.定向技術的主要思想是什么？

在發(fā)生數(shù)據(jù)相關時，后面的指令并不是馬上就要用到前一條指令的計算結果。如果能夠將計算結果從其產生的地方直接送到需要它的地方，就能夠避免暫停。當定向硬件檢測到前面某條指令的結果寄存器就是當前指令的源寄存器時，控制邏輯會將前面那條指令的結果直接從其產生的地方定向到當前指令所需的位置。15.DLX流水線中所有數(shù)據(jù)相關都能夠經(jīng)過定向技術消除，而不需要暫停嗎？試舉例說明。

DLX流水線中有需要暫停的數(shù)據(jù)相關。

例：在下列指令序列中，需要在LW指令之后插入一個暫停周期，然后再用定向技術消除相關。

LWR1，0（R2）

SUBR4，R1，R5

ANDR6，R1，R716．根據(jù)指令對寄存器的讀寫順序，可將數(shù)據(jù)相關分為哪三種類型？

（1）寫后讀相關

（2）寫后寫相關

（3）讀后寫相關17．解決流水線數(shù)據(jù)相關的方法有哪些？

（1）定向技術：在某條指令產生一個結果之前，其它指令并不真正需要該計算結果，如果將該計結果從其產生的地方直接送到其它指令需要它的地方，就能夠避免暫停。

（2）暫停技術：設置一個“流水線互鎖”的功能部件，一旦流水線互鎖檢測到數(shù)據(jù)相關，流水線暫停執(zhí)行發(fā)生數(shù)據(jù)相關指令后續(xù)的所有指令。直到該數(shù)據(jù)相關解決為止。

（3）采用編譯器調度。

（4）重新組織代碼順序。18.減少流水線處理分支指令時的暫停時鐘周期數(shù)有哪兩種途徑？

(1)在流水線中盡早判斷出分支轉移是否成功；

(2)盡早計算出分支轉移成功時的PC值（即分支的目標地址）。19.在DLX基本流水線中可采用哪些靜態(tài)方法降低分支損失？

(1)修改硬件：在ID段增加一個加法器，將計算分支目標地址的操作移到ID段完成。

(2)預測分支失敗的方法

(3)延遲分支方法20．從編譯技術的角度，降低流水線分支損失的方法有哪些？

(1)凍結或排空流水線的方法；

(2)預測分支失敗的方法；

(3)預測分支成功的方法；

(4)延遲分支方法。21.預測分支失敗方法的主要思想是什么？

當流水線譯碼到一條分支指令時，流水線繼續(xù)取指令，并允許該分支指令后的指令繼續(xù)在流水線中流動。當流水線確定分支轉移成功與否以及分支的目標地址之后，如果分支轉移成功，流水線必須將在分支指令之后取出的所有指令轉化為空操作，并在分支的目標地址處重新取出有效的指令；如果分支轉移失敗，那么能夠將分支指令看作是一條普通指令，流水線正常流動，無需將在分支指令之后取出的所有指令轉化為空操作。22.“延遲分支”方法的主要思想是什么？

其主要思想是從邏輯上“延長”分支指令的執(zhí)行時間。設延遲長度為n的分支指令后面有n個分支延遲槽，選擇n條有效和有用的指令放入分支延遲槽中，無論分支成功與否，流水線都會執(zhí)行這些指令。處于分支延遲槽中的指令“掩蓋”了流水線原來所必須插入的暫停周期。23．為了在分支延遲槽中填入有效指令，一般采用哪三種方法？

從前調度、從目標處調度、從失敗處調度24.調度分支延遲指令的三種常見方法的特點和局限性是什么？

25．有哪幾種向量處理方式？它們對向量處理機的結構要求有何不同？

(1)水平處理方式：不適合對向量進行流水處理。

(2)垂直處理方式：適合對向量進行流水處理，向量運算指令的源/目向量都放在存儲器內，使得流水線運算部件的輸入、輸出端直接與存儲器相聯(lián)，構成M-M型的運算流水線。

(3)分組處理方式：適合流水處理?？稍O長度為n的向量寄存器，使每組向量運算的源/目向量都在向量寄存器中，流水線的運算部件輸入、輸出端與向量寄存器相聯(lián)，構成R-R型運算流水線。26．什么是向量鏈接技術？

當兩條向量指令出現(xiàn)“寫后讀”相關時，若它們不存在功能部件沖突和向量寄存器(源或目的)沖突，就有可能把它們所用的功能部件頭尾相接，形成一個鏈接流水線，進行流水處理。27.衡量向量處理機性能的主要參數(shù)有哪些？

(1)向量指令的處理時間

(2)峰值性能：向量長度為無窮大時，向量處理機的最高性能。

(3)半性能向量長度：向量處理機的性能為其峰值性能一半時所需的向量長度。

(4)向量長度臨界值：對同一段程序代碼而言，向量方式的處理速度優(yōu)于標量串行方式處理速度時所需的最小向量長度?！谖逭麓鎯哟?.單級存儲器的主要矛盾是什么？一般采取什么方法來解決？

2.評價存儲層次的主要參數(shù)有哪些？

3.“Cache—主存”和“主存—輔存”層次的主要區(qū)別是什么？

4.在存儲層次中應解決哪四個問題？

5.地址映象方法有哪幾種？它們各有什么優(yōu)缺點？

6.組相聯(lián)Cache比相同容量的直接映象Cache的失效率低。由此是否能夠得出結論：采

7.Cache中，有哪兩種實現(xiàn)并行查找的方法？

8.替換算法有哪幾種？它們各有什么優(yōu)缺點？

9.寫策略主要有哪兩種？它們各有什么優(yōu)點？

10.在寫回法中，可采用什么方法減少在替換時塊的寫回？

11.當發(fā)生Cache寫失效時，是否調入相應的塊，有哪兩種選擇？

12.按照Cache產生失效的原因不同，能夠把失效分為哪三類？

13.3C失效與Cache的相聯(lián)度、容量有什么樣的關系？

14.增加Cache塊大小一定會降低失效率嗎？

15．偽相聯(lián)的基本思想是什么？

16．偽相聯(lián)的優(yōu)點是什么？

17.降低Cache失效率有哪些方法？

18.減少Cache失效開銷有哪些方法？。

19.子塊放置技術的基本思想是什么？

20.請求字處理技術有哪兩種具體的實現(xiàn)方法？

21.采用二級Cache的基本思想是什么？

22.采用容量小且結構簡單的Cache有什么好處？

23.“虛擬索引＋物理標識”Cache的基本思想是什么？

1.單級存儲器的主要矛盾是什么？一般采取什么方法來解決？

主要矛盾：

(1)速度越快，每位價格就越高；

(2)容量越大，每位價格就越低；

(3)容量越大，速度越慢。

采取多級存儲層次方法來解決。2.評價存儲層次的主要參數(shù)有哪些？

存儲層次的平均每位價格、命中率或失效率、平均訪問時間3.“Cache—主存”和“主存—輔存”層次的主要區(qū)別是什么？

4.在存儲層次中應解決哪四個問題？

（1）映象規(guī)則：當把一個塊調入高一層存儲器時，能夠放到哪些位置上?

（2）查找算法：當所要訪問的塊在高一層存儲器中時，如何找到該塊?

（3）替換算法：當發(fā)生失效時，應替換哪一塊?

（4）寫策略：當進行寫訪問時，應進行哪些操作？5.地址映象方法有哪幾種？它們各有什么優(yōu)缺點？

（1）全相聯(lián)映象。實現(xiàn)查找的機制復雜，代價高，速度慢。Cache空間的利用率較高，塊沖突概率較低，因而Cache的失效率也低。

（2）直接映象。實現(xiàn)查找的機制簡單，速度快。Cache空間的利用率較低，塊沖突概率較高，因而Cache的失效率也高。

（3）組相聯(lián)映象。組相聯(lián)是直接映象和全相聯(lián)的一種折衷。6.組相聯(lián)Cache比相同容量的直接映象Cache的失效率低。由此是否能夠得出結論：采用組相聯(lián)Cache一定能帶來性能上的提高？為什么？

不一定。因為組相聯(lián)命中率的提高是以增加命中時間為代價的，組相聯(lián)需要增加多路選擇開關。7.Cache中，有哪兩種實現(xiàn)并行查找的方法？

（1）用相聯(lián)存儲器實現(xiàn)；

（2）用單體多字存儲器和比較器來實現(xiàn)。8.替換算法有哪幾種？它們各有什么優(yōu)缺點？

（1）隨機法。簡單、易于用硬件實現(xiàn)，但這種方法沒有考慮Cache塊過去被使用的情況，反映不了程序的局部性，因此其失效率比LRU的高。

（2）先進先出法。容易實現(xiàn)。它雖然利用了同一組中各塊進入Cache的順序這一“歷史”信息，但還是不能正確地反映程序的局部性。

（3）最近最少使用法LRU。失效率最低。可是LRU比較復雜，硬件實現(xiàn)比較困難。9.寫策略主要有哪兩種？它們各有什么優(yōu)點？

(1)寫直達法。易于實現(xiàn)，而且下一級存儲器中的數(shù)據(jù)總是最新的。

(2)寫回法。速度快，寫操作能以Cache存儲器的速度進行。而且對于同一單元的多個寫最后只需一次寫回下一級存儲器，有些“寫”只到達Cache，不到達主存，因而所使用的存儲器頻帶較低。10.在寫回法中，可采用什么方法減少在替換時塊的寫回？

常采用“污染位”標志。即為Cache中的每一塊設置一個“污染位”（設在與該塊相應的目錄表項中），用于指出該塊是“臟”的（被修改過）還是干凈的（沒被修改過）。替換時，若被替換的塊是干凈的，則不必寫回下一級存儲器，因為這時下一級存儲器中相應塊的內容與Cache中的一致。11.當發(fā)生Cache寫失效時，是否調入相應的塊，有哪兩種選擇？

按寫分配法：寫失效時，先把所寫單元所在的塊調入Cache，然后再進行寫入。這種方法也稱為寫時取方法。

不按寫分配法：寫失效時，直接寫入下一級存儲器而不將相應的塊調入Cache。這種方法也稱為繞寫法。12.按照Cache產生失效的原因不同，能夠把失效分為哪三類？

強制性失效、容量失效、沖突失效13.3C失效與Cache的相聯(lián)度、容量有什么樣的關系？

⑴相聯(lián)度越高，沖突失效就越少；

⑵強制性失效和容量失效不受相聯(lián)度的影響；

⑶強制性失效不受Cache容量的影響，但容量失效卻隨著容量的增加而減少；

⑷2:1的Cache經(jīng)驗規(guī)則：大小為N的直接映象Cache的失效率約等于大小為N/2的兩路組相聯(lián)Cache的失效率。14.增加Cache塊大小一定會降低失效率嗎？

不一定。

對于給定的Cache容量，當塊大小增加時，失效率開始是下降，后來反而上升了。主要因為增加塊大小會產生雙重作用。一方面它減少了強制性失效；另一方面，可能會增加沖突失效。15．偽相聯(lián)的基本思想是什么？

采用這種方法時，在命中情況下，訪問Cache的過程和直接映象Cache中的情況相同；而發(fā)生失效時，在訪問下一級存儲器之前，會先檢查Cache另一個位置（塊），看是否匹配。確定這個另一塊的一種簡單的方法是將索引字段的最高位取反，然后按照新索引去尋找偽相聯(lián)組中的對應塊。如果這一塊的標識匹配，則稱發(fā)生了偽命中。否則，就只好訪問下一級存儲器。16．偽相聯(lián)的優(yōu)點是什么？

偽相聯(lián)既能獲得多路組相聯(lián)Cache的低失效率又能保持直接映象Cache的命中速度。17.降低Cache失效率有哪些方法？

增加Cache塊大小、提高相聯(lián)度、VictimCache、偽相聯(lián)Cache、硬件預取技術、由編譯器控制的預取、編譯器優(yōu)化18.減少Cache失效開銷有哪些方法？

(1)讓讀失效優(yōu)先于寫；

(2)子塊放置技術；

(3)請求字處理技術；

(4)非阻塞Cache或非鎖定Cache技術；

(5)采用二級Cache。19.子塊放置技術的基本思想是什么？

把一個Cache塊劃分為若干個小塊，稱之為子塊。為每一個子塊賦一位有效位，用于說明該子塊中的數(shù)據(jù)是否有效。訪問Cache時，進行標識匹配比較，并檢查該字所在子塊的有效位是否為“1”。失效時只需從下一級存儲器調入一個子塊。這樣，一個Cache中就有可能有的子塊有效，有的子塊無效。20.請求字處理技術有哪兩種具體的實現(xiàn)方法？

⑴盡早重啟動：在請求字沒有到達時，CPU處于等待狀態(tài)。一旦請求字到達，就立即發(fā)送給CPU，讓等待的CPU盡早重啟動，繼續(xù)執(zhí)行

⑵請求字優(yōu)先：調塊時，首先向存儲器請求CPU所要的請求字。請求字一旦到達，就馬上送往CPU，讓CPU繼續(xù)執(zhí)行，同時從存儲器調入該塊的其余部分。請求字優(yōu)先也稱為回繞讀取或關鍵字優(yōu)先。21.采用二級Cache的基本思想是什么？

經(jīng)過在原有Cache和存儲器之間增加另一級Cache，構成兩級Cache。把第一級Cache做得足夠小，使其速度和快速CPU的時鐘周期相匹配，而把第二級Cache做得足夠大，使它能捕獲更多原來需要到主存去的訪問，從而降低實際失效開銷。22.采用容量小且結構簡單的Cache有什么好處？

（1）能夠有效地提高Cache的訪問速度。因為硬件越簡單，速度就越快。小容量Cache能夠實現(xiàn)快速標識檢測，對減少命中時間有益。

（2）Cache足夠小，能夠與處理器做在同一芯片上，以避免因芯片外訪問而增加時間開銷。

（3）保持Cache結構簡單可采用直接映象Cache。直接映象Cache的主要優(yōu)點是能夠讓標識檢測和數(shù)據(jù)傳送重疊進行，這樣能夠有效地減少命中時間。23.“虛擬索引＋物理標識”Cache的基本思想是什么？

直接用虛地址中的頁內位移（頁內位移在虛→實地址的變換中保持不變）作為訪問Cache的索引，但標識卻是物理地址。CPU發(fā)出訪存請求后，在進行虛→實地址變換的同時，可并行進行標識的讀取。在完成地址變換之后，再把得到的物理地址與標識進行比較。第六章輸入/輸出系統(tǒng)1.評價I/O系統(tǒng)性能的參數(shù)主要有哪些？

2.外部存儲設備有哪些相似之處？

3.磁盤始終占據(jù)著后備存儲器的主宰地位，原因主要有哪兩個？

4.反映磁盤性能的主要參數(shù)有哪幾個？

5.將多臺光盤機組合在一起有哪三種結構？

6.自動磁帶庫有什么優(yōu)缺點？

7.根據(jù)故障產生的原因，將故障分為哪幾種？

8.按照故障出現(xiàn)的周期，將故障分為哪幾種？

9.反映存儲外設可靠性能的參數(shù)有哪些？

10.故障、錯誤和失效之間存在著什么樣的關系？

11.盤陣列有哪些分級？

12.通道分為哪三種類型？它們分別適合為哪種外圍設備服務？

13.通道的主要功能有哪些？

14.通道完成一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕^程？

1.評價I/O系統(tǒng)性能的參數(shù)主要有哪些？

(1)連接特性（哪些I/O設備能夠和計算機系統(tǒng)相連接）；

(2)I/O系統(tǒng)容量（I/O系統(tǒng)能夠容納的I/O設備數(shù)）；

(3)響應時間；

(3)吞吐量。2.外部存儲設備有哪些相似之處？

（1）記錄原理類似；

（2）作為計算機部件，均包括磁、光、電等記錄機構、精密機械和馬達等驅動機構；

（3）作為存儲設備，它們都包括控制器及接口邏輯；

（4）均采用了自同步技術、定位和校正技術以及相似的讀寫系統(tǒng)。3.磁盤始終占據(jù)著后備存儲器的主宰地位，原因主要有哪兩個？

（1）磁盤一直是虛擬存儲器技術的物質基礎，執(zhí)行程序時，磁盤用作為交換緩沖區(qū)。

（2）關機時，磁盤作為操作系統(tǒng)和所有應用程序的非易失性的駐留介質。4.反映磁盤性能的主要參數(shù)有哪幾個？

磁盤訪問時間：磁盤訪問時間=尋道時間+旋轉時間+傳輸時間+控制器開銷

磁盤容量：磁盤能夠記錄的信息量。

磁盤數(shù)據(jù)傳輸率：可分為外部傳輸率和內部傳輸率兩種。5.將多臺光盤機組合在一起有哪三種結構？

光盤塔（CD-ROMTower）、光盤庫（Jukebox）和光盤陣列（CD-ROMArray）6.自動磁帶庫有什么優(yōu)缺點？

優(yōu)點：自動換帶，加載速度快，單位數(shù)據(jù)的價格低。而且，能夠經(jīng)過加大規(guī)模，以達到進一步降低成本的目的。

缺點：帶寬比較低，可靠性差。7.根據(jù)故障產生的原因，將故障分為哪幾種？

（1）硬件故障：設備失效產生的故障；

（2）設計故障：大部分的這種故障由軟件引起，小部分由硬件引起；

（3）操作故障：由于用戶操作的失誤引起的故障；

（4）環(huán)境故障：由于火災、洪水、地震等引起的故障。8.按照故障出現(xiàn)的周期，將故障分為哪幾種？

暫時性故障：只持續(xù)有限的時間，而且以后不會出現(xiàn)。

間歇性故障：故障的出現(xiàn)具有間歇性。

永久性故障：故障總會出現(xiàn)，并不會因為時間的流逝而消失。9.反映存儲外設可靠性能的參數(shù)有哪些？

可靠性：系統(tǒng)從初始狀態(tài)開始一直提供服務的能力。

可用性：系統(tǒng)正常工作時間在連續(xù)兩次正常服務間隔時間中所占的比率。

可信性：服務的質量，即在多大程度上能夠合理地認為服務是可靠的。10.故障、錯誤和失效之間存在著什么樣的關系？

（1）一個故障可能會導致一個或者多個錯誤；

（2）錯誤一般具有以下特性：

·錯誤具有兩種狀態(tài)：潛在狀態(tài)和有效狀態(tài)，而且會相互轉換；

·潛在的錯誤可能經(jīng)過激活而有效；

·有效錯誤的影響能夠從一個部件傳送到另外一個部件，產生新的錯誤。

（3）如果錯誤影響到部件正常的服務時，部件就發(fā)生了失效；

（4）系統(tǒng)中的所有部件的故障、錯誤和失效均存在這樣的關系。11.盤陣列有哪些分級？

(1)RAID0。亦稱數(shù)據(jù)分塊，即把數(shù)據(jù)分布在多個盤上，無冗余信息。

(2)RAID1。鏡像盤，使用雙備份磁盤。

(3)RAID2。位交叉式海明編碼陣列。

(4)RAID3。位交叉奇偶校驗盤陣列。即數(shù)據(jù)以位或字節(jié)交叉的方式存于各盤，冗余的奇偶校驗信息存儲在一臺專用盤上。

(5)RAID4。專用奇偶校驗獨立存取盤陣列。即數(shù)據(jù)以塊(塊大小可變)交叉的方式存于各盤，冗余的奇偶校驗信息存在一臺專用盤上。

(6)RAID5。塊交叉分布式奇偶校驗盤陣列。即數(shù)據(jù)以塊交叉的方式存于各盤，冗余的奇偶校驗信息均勻地分布在所有磁盤上。

(7)RAID6。雙維奇偶校驗獨立存取盤陣列?？扇萑屉p盤出錯。(8)RAID7。是采用Cache和異步技術的RAID6，使響應速度和傳輸速率有了較大提高。12.通道分為哪三種類型？它們分別適合為哪種外圍設備服務？

（1）字節(jié)多路通道。一種簡單的共享通道，主要為多臺低速或中速的外圍設備服務。

（2）數(shù)組多路通道。適于為高速設備服務。

（3）選擇通道。為多臺高速外圍設備服務。13.通道的主要功能有哪些？

(1)接受CPU發(fā)來的I/O指令，根據(jù)指令要求選擇一臺指定的外圍設備與通道相連接。

(2)執(zhí)行CPU為通道組織的通道程序，從主存中取出通道指令，對通道指令進行譯碼，并根據(jù)需要向被選中的設備控制器發(fā)出各種操作命令。

(3)給出外圍設備的有關地址，即進行讀／寫操作的數(shù)據(jù)所在的位置。

(4)給出主存緩沖區(qū)的首地址，這個緩沖區(qū)用來暫時存放從外圍設備上輸入的數(shù)據(jù)，或者暫時存放將要輸出到外圍設備中去的數(shù)據(jù)。

(5)控制外圍設備與主存緩沖區(qū)之間數(shù)據(jù)交換的個數(shù)，對交換的數(shù)據(jù)個數(shù)進行計數(shù)，并判斷數(shù)據(jù)傳送工作是否結束。

(6)指定傳送工作結束時要進行的操作。

(7)檢查外圍設備的工作狀態(tài)是正?；蚬收?。根據(jù)需要將設備的狀態(tài)信息送往主存指定單元保存。

(8)在數(shù)據(jù)傳輸過程中完成必要的格式變換。14.通道完成一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕^程？

(1)在用戶程序中使用訪管指令進入管理程序，由CPU經(jīng)過管理程序組織一個通道程序，并啟動通道。

(2)通道處理機執(zhí)行CPU為它組織的通道程序，完成指定的數(shù)據(jù)I/O工作。

(3)通道程序結束后向CPU發(fā)中斷請求。CPU響應這個中斷請求后，第二次進入操作系統(tǒng)，調用管理程序對I/O中斷請求進行處理。第七章多處理機1.Flynn分類法是根據(jù)什么對計算機進行分類的？將計算機分成哪幾類？

2.根據(jù)多處理機系統(tǒng)中處理器個數(shù)的多少，可把現(xiàn)有的MIMD機器分為哪兩類？

3.在分布式存儲器結構的機器中，將存儲器分布到各結點有什么好處？

4.在分布式存儲器結構的機器中，當前有哪兩種存儲器地址空間的組織方案？

5.在分布式存儲器結構的機器中，對應于兩種地址空間的組織方案，分別有哪兩種通信機制？它們是怎么實現(xiàn)的？

6.用哪三個關鍵的性能指標來衡量通信機制的性能？

7.共享存儲器通信機制主要有哪些優(yōu)點？

8.消息傳遞通信機制主要有哪些優(yōu)點？

9.在消息傳遞通信機制的硬件上怎樣支持共享存儲器？

10.并行處理面臨著哪兩個重要挑戰(zhàn)？

11.一致的存儲系統(tǒng)應滿足哪些條件？

12.實現(xiàn)Cache一致性協(xié)議的關鍵是什么？

13.實現(xiàn)Cache一致性協(xié)議時，有哪兩種跟蹤共享數(shù)據(jù)狀態(tài)的技術？

14.實現(xiàn)Cache一致性協(xié)議有哪兩類？

15.寫更新協(xié)議和寫作廢協(xié)議在性能上有哪些差別？

16.目錄協(xié)議中，Cache塊有哪三種狀態(tài)？

17.影響互連網(wǎng)絡性能的因素有哪些？

18.動態(tài)連接網(wǎng)絡有哪幾種？

19.采用多處理機的一致性機制實現(xiàn)旋轉鎖有什么好處？

1.Flynn分類法是根據(jù)什么對計算機進行分類的？將計算機分成哪幾類？

Flynn分類法，根據(jù)計算機中指令和數(shù)據(jù)的并行狀況把計算機分成：

（1）單指令流單數(shù)據(jù)流（SISD）；

（2）單指令流多數(shù)據(jù)流（SIMD）；

（3）多指令流單數(shù)據(jù)流（MISD）；

（4）多指令流多數(shù)據(jù)流（MIMD）。2.根據(jù)多處理機系統(tǒng)中處理器個數(shù)的多少，可把現(xiàn)有的MIMD機器分為哪兩類？

根據(jù)多處理機系統(tǒng)中處理器個數(shù)的多少，把現(xiàn)有的MIMD機器分為：

第一類為集中式共享存儲器結構；

第二類為分布式存儲器結構；

每一類代表了一種存儲器的結構和互連策略。3.在分布式存儲器結構的機器中，將存儲器分布到各結點有什么好處？

將存儲器分布到各結點有兩個好處：

第一，如果大多數(shù)的訪問是針對本結點的局部