系统结构 试题及答案

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1、）同时发挥着作用。），第3级是），第4级是），第6级是），第6级是第一章计算机体系结构的基本概念一、填空1.1引论1、在计算机诞生的头25年中，计算机性能增长相对缓慢。在这个过程中，制造技术和（5、从计算机语言的角度，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，其中，第2级是（）。6、从计算机语言的角度，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，其中，第1级是（）。7、从计算机语言的角度，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，其中，第5级是（）。8、从计算机语言的角度，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，其中，第1级是（）。9、（）和（）是语言实现的两种基本技术。10、翻译和解释是语言实现的两种基本技

2、术。一般说来，（）执行比（）花的时间多，但占用存储空间少。13、 （）是计算机系统的逻辑实现，而（）是计算机系统的物理实现。14、经典的关于计算机体系结构的定义是1964年Amdahl在介绍IBM360系统时提出的，其具体描述为“计算机体系结构是程序员所看到的计算机的属性，即（）与（）。）是软件兼容的根本特征，也是系）的前提下，不断地改进其）。）和并发性二重含义。）。）这个技术途径，其基础是15、人们把不同厂家生产的具有（）的计算机称为兼容机。（列机的根本特征。16、一个系列机的体系结构设计得好坏、是否有生命力，就看它是否能在保证（ ）。36、性能设计和评测的三条基本原则和方法是（）、Amda

3、hl定律和（38、开发计算机系统的并行性，是计算机体系结构的重要研究内容之一。并行性包括有（39、提高计算机系统并行性的主要技术途径有时间重叠、（）和（41、单机系统中并行性的发展，在发展高性能单处理机过程中，起着主导作用的是（二、判断1.1引论1、在计算机诞生的头25年中，计算机性能增长相对缓慢。在这个过程中，体系结构发挥着唯一最为重要的作用。（F ）2、翻译和解释是语言实现的两种基本技术。解释执行比翻译花的时间多，但占用存储空间较少。（T ）3、传统机器级所具有的属性是高级语言程序员所看不见的，即对高级语言程序员是透明的4、对于传统机器语言程序员来讲，字符串运算指令和指令寄存器都是透明的。

4、（F ）6、计算机系统由硬件和软件组成，从使用语言的角度上将计算机系统看成是功能划分的关系结构（F）7、计算机系统由硬件和软件组成，从使用语言的角度上将计算机系统看成是功能划分的层次结构。T9、从计算机语言的角度，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，其中，第3级是操作系统虚拟机，第4级是汇编语言虚拟机。T11、经典计算机体系结构概念的实质是计算机系统中软、硬件界面的确定，其界面之上由软件的功能实现，界面之下由硬件和固件 的功能实现。T13、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以及逻辑设计等。T14、软硬件功能分配时，提高软件功能的比例会提高系统灵活性，

5、也会提高解题速度。（F ）15、计算机的硬件和软件在组成上是等效的。（T ）18、系列机应用软件应做到向后兼容，力争向上兼容。（T）19、目前公认的相对可靠的性能评价方法，是使用真实程序的响应时间来衡量。（T）20、系统CPU时间表示用户程序运行期间操作系统花费的CPU时间。（F）23、程序的时间局部性是指程序即将用到的信息很可能与目前正在使用的信息在空间上相邻或者临近。（F）25、CPI是指程序执行过程中所处理的指令条数。（F）执行计算机指令所需的平均时钟周期数27、计算机系统中提高并行性的3种途径中，时间重叠是在并行性概念中引入时间因素，加快硬件周转而赢得时间。（T）29、并行处理机是依靠

6、操作一级实现并行处理来提高系统速度的，它是属于MIMD类型计算机。（F）三、名词解释1.2计算机体系结构的概念1.3计算机体系结构的发展1.4影响计算机体系结构的成本和价格因素1.5定量分析技术基础计算机系统的评价标准1.6计算机体系结构中并行性的发展存储层次计算机 由运算器控制器存储器输入设备输出设备组成的计算机系列机指由同一厂家生产的具有相同系统结构但具有不同组成和实现的一系列不同型号的计算机软件兼容指一个软件可以不经过修改或者少量修改就可以由一台计算机移植到另一台计算机上执行只是执行时间上不同兼容机计算机组成计算机系统结构的逻辑实现包括物理机器级的数据流和控制流的组成以及逻辑设计计算机实

7、现计算机系统结构的物理实现系统加速比改进后的机器速度与改进前的速度的倍数Amdahl定律 加快某部件执行速度所能获得的系统性能加速比，受限于该部件的执行时间占系统中总执行时间的百分比 程序的局部性原理指程序执行时所访问的存储器地址分布不是随机的，而是相对簇聚的、CPI指执行指令所需的平均时钟周期数并行性指计算机系统在同一时刻或者同一时间间隔内进行多种运算或者操作，只要在时间上重叠就存在并行性第一早一填空题2.1指令集结构的分类1、根据CPU内部存储单元类型对指令集结构进行分类，可以分为累加器型、（）和）指令集结构。3、CPU中用来存储操作数的存储单元主要有（）、（）或一组寄存器。7、可以将当前

8、大多数通用寄存器型指令集结构进一步细分为3种类型，即（）和存储器-存储器型指令集结构RR。13、在寻址技术中，通过统计得出，偏移寻址方式和立即值寻址方式的使用频率十分高。如果要在一种指令集结 构中设置偏移寻址方式，那么首先必须知道（）和偏移寻址方式一样，立即值寻址方式需要确定（）23、 当控制指令为无条件改变控制流时，称之为（）当控制指令是有条件改变控制流时，称之为（）。24、可按照如下4种操作来区分控制流程的各种改变情况，即条件分支、（）、（）和过程返回。二判断题2.1指令集结构的分类1、计算机体系结构是一门研究计算机硬件结构的学科。（F）2、早期的计算机系统结构是以运算器为中心的。（T）3

9、、计算机使用的语言是属软件范畴，与计算机体系结构无关4、各种指令集结构之间最主要的区别是CPU中操作数的存储方法。（T）5、各种指令集结构之间最主要的区别是操作数的寻址方式。（F）6、CPU中用来存储操作数的存储单元只有一组寄存器和累加器。（F）7、CPU中用来存储操作数的存储单元主有堆栈、一组寄存器和累加器。（t）8、指令中的操作数可以显式给出，也可以隐式地给出。（T）9、对于累加器型指令集结构，由于累加器是唯一的暂存器，这种机器的存储器通信开销最大。（T）10、对于堆栈型指令集结构，是一种表示计算的简单模型；指令短小。（T）11、对于通用寄存器型指令集结构，减小了机器的内部状态；指令短小。

10、（F）12、对于通用寄存器型指令集结构，所有操作数均需命名，且显式表示，因而指令比较长（T）13、对于堆栈型指令集结构，是代码生成最一般的模型。（F）14、通用寄存器型指令集结构在表达式求值方面，比其它类型指令集结构具有更大的灵活性。（T）15、对于寄存器一寄存器型这种通用寄存器型指令集结构，其主要优点是指令格式简单，指令字长固定，是一种 简单的代码生成模型，各种指令的执行时钟周期数相近。（T）16、对于存储器一存储器型这种通用寄存器型指令集结构，其主要优点为：是一种最紧密的编码方式，无需“浪 费”寄存器保存变量。（T）17、对于寄存器一存储器型这种通用寄存器型指令集结构，其主要优点为：是一种

11、最紧密的编码方式，无需“浪 费”寄存器保存变量。（F）18、对于三种通用寄存器指令集结构而言，完成相同功能的程序，指令条数最多的是寄存器一寄存器型指令集结 构。（T）19、对于三种通用寄存器指令集结构而言，完成相同功能的程序，指令条数最多的是存储器一存储器型指令集结 构。（F）20、一般说来，指令格式和指令字长越单一，则编译器的工作就越简单。（T）21、如果指令集结构的指令格式和指令字长具有多样性，则可以有效降低程序的目标代码大小。但这种多样性也 可能会增加编译器和CPU实现的难度。（T）22、一般说来，指令格式和指令字长越单一，则编译器的工作就越复杂。F）2.2寻址技术23、在指令集结构中采

12、用多种寻址方式可以显著地减少程序的指令条数。（T）24、在指令集结构中采用多种寻址方式可能会增加实现的复杂度和使用这些寻址方式的指令的CPI。（T）25、在指令集结构中采用多种寻址方式可以显著地减少程序的指令条数；同时也可能会降低实现的复杂度和减少 这些寻址方式的指令的CPI。（F）2.3指令集结构的功能设计27、指令条数多，通常超过200条，是设计RISC的原则之一。（F）28、Intel 80X86的指令集结构属于累加器型指令集结构。（F）29、In tel 80X86 机器属于 CISC。（T）30、RISC指令集结构追求的目标是强化指令功能，减少程序的指令条数，以达到提高性能的目的。（

13、F）31、CISC指令集结构追求的目标是强化指令功能，减少程序的指令条数，以达到提高性能的目的（T）32、在CISC指令集结构中，由于各条指令功能的不均衡，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。（T）33、每条指令的功能应尽可能简单，并在一个机器周期内完成，是RISC指令集结构功能设计时所遵循的原则之 一。（T）34、每条指令的功能应尽可能简单，并在一个机器周期内完成，是RISC指令集结构功能设计时所遵循的原则之 一。（F）2.4操作数的类型、表示和大小35、操作数表示是硬件可以直接识别和处理的数据类型。（T）36、计算机即使只具有最简单的操作数表示，如只有整数（

14、定点）表示法，也可以通过软件方法处理各种复杂的 操作数类型。（T）37、如果各种复杂的操作数类型均包含在操作数表示之中，会降低系统的效率，但是所花费的硬件代价也会降低。（F）2.5指令集格式的设计38、指令集格式的设计就是要确定操作码字段和地址码字段的大小及组合形式，以及各种寻址方式的编码方法。(T)第三章2、 对于浮点加法器而言，可以把浮点加法的全过程分解成（）、对阶、尾数相加和（）4个子过程。3、 描述流水线的工作，常采用时空图的方法。在时空图中，横坐标表示（），纵坐标代表（）。4、 流水线各个功能段所需时间应（），否则，时间长的功能段将成为（）。5、 流水线需要有（），在此之后流水过程才

15、进入稳定工作状态；流水技术适合于（）过程，只有（流水线的效率才能充分发挥。6、 按照同一时间内各段之间的连接方式来对流水线进行分类，可分为（）流水线和（）流水线。7、 按照流水的级别来对流水线进行分类，可分为（）、（）和处理机间流水线。9、按照流水线中是否有反馈回路来对流水线进行分类，可分为（）和（）。15、基于时钟周期时间和CPI的折中取舍考虑，指令的实现有两种方式：（）实现和（）实现。16、基于单周期实现提高程序执行速度需要（），而基于多周期实现提高速度可采用（）技术。17、（）是指单位时间内流水线所完成的任务数或输出结果的数量。加速比是指流水线的速度与（）的速度之比。18、 效率是指流水线的设备利用率。由于流水线有（）和（），所以流水线的各段并不是一直满负荷地工作。故：效率总是小于1。19、流水线的额外开销对其性能也有较大