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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑计算机体系结构期末考试知识点与答案 体系布局复习重点.doc 1.冯.诺依蔓计算机的特点 答：冯若依曼计算机的主要特点如下： 存储程序方式。指令和数据都是以字的方式存放在同一个存储器中，没有识别，由机器状态来确定从存储器读出的字是指令或数据。 指令串行执行，并由操纵器集中加以操纵、 单元定长的一维线性空间的存储器 使用低级机器语言，数据以二进制形式表示。 单处理机布局，以运算器作为中心。 其实，他最大的特点就是简朴易操作。 2. T（C）所描述的三个层次（8页） 答：3个层次为操纵器、算术规律部件、根本规律部件 3. 计算机系统布局的分类 （5页） 4. 计
2、算机系统中的数据表示（38页） 5. 指令系统设计的原那么 答：指令系统的设计原那么是，应更加留神如何支持编译系统能高效、简易地将源程序翻译成目标代码。 首先是正交性：又称分开原那么或互不相干原那么。即指令中各个有不同含义的字段之间，在编码时应彼此独立、互不相关。 规整性：对好像的操作数做出一致的规定。 可扩展性：要留存确定余量的操作码空间，为以后的扩展所用。 对称性：为了使编译能更加便当，通常梦想操作具有对称性。 6. 流水操作中的相关 答：流水操作过程中会展现一下的3个相关：资源或布局相关、数据相关、和操纵相关。 资源相关是指当有多条指令进入流水线后在同一机器周期内争用同一功能部件所发生的
3、冲突。 数据相关：这是由于流水线中的各条指令的重叠操作使得原来对操作数的访问依次发生了变化，从而导致了数据相关的冲突。 操纵相关主要是转移指令引起的，比起数据相关来，他会使流水线流失更多的性能。 7. 向量机中对向量的各种运算可以采用的加工方式（149页） 答：向量机中对向量的各种运算可以采用不同的加工方式，但对比有效的加工方式 应是尽量制止展现数据相关和尽量裁减对向量功能的转换。一种普遍加工方式称为横向加工，它是按向量依次计算的。另外一种加工方式称为垂直加工，即它是先纵向加工全体B和C向量中元素对的相加操作。第三种方式称为纵横向加工，或称为分组加工。 8. 计算机程序的访存有两种局部性规律（
4、165页） 答：计算机程序有以下两种局部规律： 时间局部性：假设一个存储项被访问，那么该项可能会很快再次被访问、 空间局部性：假设一个存储项被访问，那么该项及其邻近的项也可能很快被访问。 9.开发计算机系统并行性的开发策略.（233页） 答：开发计算机系统并行性，一般是采用资源重复、时间重叠、和资源共享这三种方法。 资源重复是通过使用多功能部件，引入空间重复因素。 时间重叠是在并行性概念中引入时间因素，让多个处理过程在时间上彼此错开，重叠地使用同一套部件的各个片面。 资源共享那么主要是使用切换运行环境或应用软件手段让多个用户按时间片分时使用同一套或硬件资源，以提高资源的利用率和暗藏等待时间。
5、10. 自定义数据的表示形式（45页） 答：自定义数据的表示形式有两种，即带标识符的数据表示和数据描述符表示。 带标识符数据表示要求对每一个数据都附加标识符。其优点：简化了指令系统；易于对编程举行过错；能自动地举行数据类型变换；简化了编译；便当了程序调试。 数据描述符主要是用来描述繁杂和多维布局数据类型，例如向量、矩阵、记录等，它与带标识符数据表示的不同之处如下：标识符要与每个数据相连，两者合存在一个存储器单元中，而描述符那么和数据分开存放；要访问数据集中的元素时，务必先访问描述符， 从而至少要增加一级寻址；描述符可看成是程序的一片面，而不是数据的一片面，由于它是特意用来描述要访问的数据特性。
6、 11. RISC机的指令系统集布局是。 12. 流水线的工作阶段？（94页） 答：流水线工作阶段可分为建立（充入），满载和排空三个阶段 13. 多功能部件并行操作的约束条件（151页） 答：多功能部件并行操作的约束条件是：不存在向量寄放器使用冲突；不存在功能部件使用冲突。 向量寄放器使用冲突是指并行工作的向量指令中的源向量或结果向量使用一致的兴亮寄放器。 功能部件使用冲突是指同一功能部件为多条并行工作向量指令所使用。 14. 存储系统分层（165页） 答：对于存储器系统，高速，大容量和低本金这三个因素是相互冲突的，存储器容量的增大也意味着速度的降低，根据这一规律，展现了层次的存储器实现方法。
7、存储器系统根据容量和工作速度分为若干个层次，由于速度较慢的存储介质本金较低，用其实现较低层次的存储器，而用少量的速度较高的存储器件时间速度较高的存储层次。所以一般分成四个层次，最高层是寄放器，高速缓存，主存和外存。 15.SIMD是采用什么并行措施的阵列处理机。（236页） 答：SIMD主要采用的是资源重复的并行性措施的阵列处理及 16. 指令系统集布局 17. 依次操纵流变更的理由（88页） 答：所谓操纵流是指有关被处理的指令序列的执行依次。通常，指令执行的依次是相继的，吓一跳要执行的指令地址，只需在当前的PC值上再加上当前指令所占用的字节数就可以获得，程序在执行中，若遇到以下的一些例外处境
8、时，这种依次的操纵流将发生变更：一是转移指令，二是过程调用和返回，三是协同程序，四是中断和自陷。 18. 计算机系统布局的外特性（2页） 答：通常所讲的计算机系统布局的外特性是指机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性，即由他们所看到的计算机的根本属性，这是机器语言程序员或编译程序生成系统为使其所编写，设计或生成的程序能在及其上正确运行所必需遵循的。 关于计算机系统布局的外特性，对比一致的看法认为应包括以下几方面： 1，指令系统：反映了机器指令的类型和形式以及指令间的排序和操纵机构/ 2.数据表示：反映了能由硬件直接识别和处理的数据类型和指令。 3.操作数的寻址方式：反映了系统能寻址的最小
9、单位，寻址方式和表示。 4.寄放器的构成定义：反映了通用寄放器和专用寄放器的数量，定义和使用方式 5.中断机构和奇怪：表示中断的类型，分级和中断响应硬件功能以及奇怪 6存储体系和管理：包括主存储器，编址方式，最大可编制空间 7I/O设备的连接方式，处理机，存储器与I/O设备间的数据传递方式和格式，传递的数据量及传递操作终止表示及出错指示 8.机器工作状态的定义和切换 9.信息养护：包括养护方式及有关的硬件支持等 19. 在对各种机器性能对比而举行性能规格化过程中，不管取哪一台机器作参考机，（ A ）均能保持对比结果的一致性。（30页） A. 几何性能平均值 B. 算术性能平均值 C. 调和性能
10、平均值 D. 性能加速比 20. 持续性能的表示采用的评估指标 （30页） 答：持续性能的表示常用算术平均，几何平均和调和平均三种平均值方法 21. 计算机系统布局的分层 寄放器-高速缓存-主存-外存 22. RISC 采用交错寄放器窗口技术的目的（71页） 答：缩短CALL语句和RETURN语句的操作时间在RISC布局中分外重要，采用较大量寄放器以及交错寄放器窗口技术就是为了达成这一目的。在RISC布局中，为了裁减过程调用中保存现象和建立新现场以及返回时恢复现场等辅佐操作，通常将全体寄放器分成若干个组，成为寄放器窗口。 23. 影响线性流水线最大吞吐率的因素 答：数据相关是影响线性流水线最大
11、吞吐率的因素 24. Cache 存储器引入的目的（167页） 答：高速缓冲存储器是位于CPU和主存之间的高层存储子系统，采用高速缓存的主要目的是提高存储器的平均访问速度，从而是存储器的速度与CPU的速度相匹配。 25. 一个程序在CPU上运行所需的时间的公式？（26页） 答：绝大多数计算机都是使用以固定速率运行的时钟，它的运行周期称为时钟周期，长以时间长短或运行速率来表示，一个程序在CPU上运行所需的时间T，可以用一下公示来表示： Tcpu=I*CPI*T(I :表示要执行程序中的指令总数，CPI表示执行每条指令所需的平均时钟周期数。而T表示时钟周期的时间长度。) 26. 多维数组的自定义数
12、据表示（45页） 27. 平均码长最短的编码是（66页） 答：霍夫曼编码 28. RISC执行程序的速度比CISC 要快的理由（69页） 答：一是简化了指令系统，指令条数较少，根本寻址方式少，指令格式少，指令字长一致；二是以寄放器-寄放器方式工作；除LOAD/STORE指令外，全体指令都在一个机器时钟周期内执行完成，并采用流水技术；四是使用较多的通用寄放器；五是为了提高指令执行速度，绝大片面采用硬连线操纵实习那，不用或少用微程序实现；六是用心选择构成指令系统的指令，并采用软件手段，更加是优化编译技术，力求能高效地支持高级语言。 29. 虫孔寻径（287页） 答：这种寻址方式由于最小的信息传输单
13、位为位片，因此一旦中间结点的输出通道堵塞而不得不存入缓冲区时，其所需的片缓冲区长度远小于包文缓冲区的长度 30.输入输出数据不经过CPU内部寄放器的输入输出方式是什么（201页） 答：这种方式是I/O处理机方式。 31.布局对称的静态互联网络（244页） 答：静态互连网络的主要特征是在处理器间有单向或双向的固定通路。有两种类型的静态网络，分别是全互连网络和有限互连网络。全互连网络有被称为布局对称的静态互连网络。 在一个全互连网络中，每个结点与网络中的全体其他结点相连。全互连网络保证消息能从任何源结点到任何目的结点的快速传递（只需经过一条链路）。 32. 互连函数的实际应用（252页） 课后练习
14、题332页 33. 多处理机的Cache一致性问题（273页） 答：多处理机的Cache的一致性问题是垂直一致性以及水平一致性问题 垂直一致性指的是Cache与主存之间的一致性 水平一致性指的是Cache之间的一致性 34. 指令的依次执行方式（88页） 答：所谓操纵流是指有关被处理的指令序列的执行依次。程序在执行中，若遇到以下的一些例外处境，这种依次的操纵流将发生变更。 转移指令，过程调用和返回，协同程序，中断和自陷 35. 流水线的分类（94页） 答：由于这种工作方式与工厂中的装配流水线相类似，因此称这种工作方式为流水线方式。在流水技术中，一般有如下的一些特点： 一条流水线通常由多个流水段
15、组成； 每个流水段有特意的功能部件对指令举行某种加工； 个流水段所需的时间是一样的； 流水线工作阶段可分为建立、满载和排空3个阶段； 在梦想处境下，当流水线弥漫后，每隔平均时间t将会有一个结果流出流水线 按照不同的角度，流水线可有多种不同的分类方法 1、按处理级别分类可分为操作部件级、指令级和处理机级。 2、按功能分类可分为单功能流水线和多功能流水线两种。 在单功能流水线中只能完成一种功能，多功能流水线那么可完成多种功能。 3、按工作方式可分为静态流水线和动态流水线 在静态流水线中，同一时间内它只能以一种功能以一种功能方式工作，它可以是但功能的，也可以是多功能的。动态流水线必定是多功能流水线。 4、按连接方式分可分为线性流水线与非线性流水
