上海大学计算机系统结构复习题
计算机系统结构复习题
一、单项选择题
1、直接执行微指令的是( C )
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( D )。
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( B )。
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 )。
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( C )。
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( B )。
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( B )。
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( C )。
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( D )。
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( D )。
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 )。
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( B )。
A．向前兼容，并向上兼容
B．向后兼容，力争向上兼容
C．向前兼容，并向下兼容
D．向后兼容，力争向下兼容
13、推出系列机的新机器，不能更改的是( A )。
A．原有指令的寻址方式和操作码
B．系统总线的组成
C．数据通路宽度
D．存贮芯片的集成度
14、不同系列的机器之间，实现软件移植的途径不包括( B )。
A．用统一的高级语言B．用统一的汇编语言
C．模拟D．仿真
15、利用时间重叠概念实现并行处理的是( A )。
A．流水处理机B．多处理机
C．并行(阵列)处理机D．相联处理机
16、浮点数尾数基值rm＝8，尾数数值部分长6位，可表示的规格化最小正尾数为( C )。
A．0.5 B．0.25 C．0.125 D．1/64
17、在尾数下溢处理方法中，平均误差最大的是( A )。
A．截断法B．舍入法C．恒置"l"法D．ROM查表法
18、浮点数尾数下溢处理时，最大误差最大，但下溢处理不需要时间，平均误差又趋于0的方法是( D )。
A．截断法B．舍入法C．ROM查表法D．恒置"l"法
19、程序员编写程序时使用的地址是( B )。
A．有效地址B．逻辑地址C．辅存实地址D．主存地址
20、计算机中优化使用的操作码编码方法是( B )。
A 哈夫曼编码
B ASCII码
C BCD码
D 扩展操作码
21、外部设备打印机适合于连接到( B )。
A．数组多路通道B．字节多路通道
C．选择通道D．任意一种通道
22、虚拟存储器常用的地址映象方式是（ A ）
A．全相联B．段相联
C．组相联D．直接
23、下列关于虚拟存贮器的说法，比较证确的应当是( D )。
A．访主存命中率随页面大小增大而提高
B．访主存命中率随主存容量增加而提高
C．更换替换算法能提高命中率
D．在主存命中率低时，改用堆栈型替换算法，并增大主存容量，可提高命中率
24、最能确保提高虚拟存贮器访主存的命中率的改进途径是( D )。
A．增大辅存容量
B．采用FIFO替换算法并增大页面
C．改用LRU替换算法并增大页面
D．改用LRU替换算法并增大页面数
25、Cache存贮器常用的地址映象方式是( C )。
A．全相联映象B．页表法映象
C．组相联映象D．段页表映象
26、与全相联映象相比，组相联映象的优点是( A )。
A．目录表小B．块冲突概率低
C．命中率高D．主存利用率高
27、下列说法正确的是( D )。
A．Cache容量一般不大，命中率不会很高
B．Cache芯片速度一般比CPU的速度慢数十倍
C．Cache本身速度很快。但地址变换的速度很慢
D．Cache存贮器查映象表和访问物理Cache其间可以流水，使速度与CPU匹配28、组相联映象、LRU替换的Cache存贮器，不影响Cache命中率的是( C )。
A．增加Cache中的块数B．增大组的大小
C．增大主存容量D．增大块的大小
29、块冲突概率最高的Cache地址映象方式是( C )。
A．段相联B．组相联
C．直接D．全相联
30、指令间“一次重叠”说法有错的是( B )。
A．仅“执行k”与“分析k+1”重叠
B．“分析k”完成后立即开始“执行k”
C．应尽量使“分析k+1”与“执行k”时间相等
D．只需要一套指令分析部件和执行部件
31、"一次重叠"中消除"指令相关"最好的方法是( A )。
A．不准修改指令B．设相关专用通路
C．推后分析下条指令D．推后执行下条指令
32、IBM360/91属于( B )。
A．向量流水机B．标量流水机
C．阵列流水机D．并行流水机
33、下列关于标量流水机的说法不正确的是( C )。
A．可对标量数据进行流水处理
B．没有向量数据表示
C．不能对向量数据进行运算
D．可以对向量、数组进行运算
34、以下说法不正确的是( D )。
A．线性流水线是单功能流水线
B．动态流水线是多功能流水线
C．静态流水线是多功能流水线
D．动态流水线只能是单功能流水线
35、静态流水线是指( C )。
A．只有一种功能的流水线
B．功能不能改变的流水线
C．同时只能完成一种功能的多功能流水线
D．可同时执行多种功能的流水线
36、非线性流水线是指( B )。
A．一次运算中使用流水线中的多个功能段
B．一次运算中要多次使用流水线中的某些功能段
C．流水线中某些功能段在各次运算中的作用不同
D．流水线的各个功能段在各种运算中有不同的组合
37、下列说法正确的是( B )。
A．"一次重叠"是一次解释一条指令
B．"一次重叠"是同时解释相邻两条指令
C．流水方式是同时只能解释两条指令
D．"一次重叠"是同时可解释很多条指令
38、与流水线最大吞吐率高低有关的是( C )。
A．各个子过程的时间B．最快子过程的时间
C．最慢子过程的时间D．最后子过程的时间
39、在流水机器中，全局性相关是指( D )。
A．先写后读相关B．先读后写相关
C．指令相关D．由转移指令引起的相关
40、流水机器对全局性相关的处理不包括( D )。
A．猜测法B．提前形成条件码
C．加快短循环程序的执行D．设置相关专用通路
41、CRAY一I的流水线是( A )。
A．多条单功能流水线B．一条单功能流水线
C．多条多功能流水线D．一条多功能流水线
42、IBM360/91对指令中断的处理方法是( A )。
A．不精确断点法B．精确断点法
C．指令复执法D．对流水线重新调度
二、填空题
1、按照Flynn分类法,根据指令流和数据流的不同组织方式,计算机系统的结构可以分为SISD(单指令流单数据流)、MISD、MIMD或单指令流多数据流和多指令流多数据流。
2、Amdahl等人在1964年把系统结构定义为：由程序设计者所看到的一个计算机系统的属性，即概念性结构和功能特性。
3、指令系统是软件设计人员与硬件设计人员之间的一个主要分界面，也是他们之间互相沟通的一座桥梁。在计算机系统的设计过程中，指令系统的设计是非常关键的，它必须由软件设计人员和硬件设计人员共同来完成。
4、实现程序移植的主要途径有统一高级语言、系列机、模拟和仿真。
5、系列机软件兼容必须做到向后兼容，尽可能争取向上兼容。
6、开发并行性是为了并行处理，并行性又包括有同时性和并发性二重含义。
7、浮点数尾数基值增大。可使运算中的精度损失减小可表示数的精度变降低。
8、浮点数阶码位数影响数的可表示范围大小，尾数位数影响数的可表示精度大小。
9、设计指令系统时，在功能方面的基本要求是：指令系统的完整性、规整性、高效率和兼容性。
10、根据多台外围设备共享通道的不同情况，可将通道分为三种类型：字节多路通道、选择通道和数组多路通道。
11、输入输出设备的异步性、实时性、与设备无关性三个特点是现代计算机系统必须具备的共同特性。
12、评价存贮器性能的基本要求是大容量、高速度和低价格。
13、虚拟存贮器主要是为解决主存容量满足不了要求发展出来的。
14、Cache存贮器是为解决主存速度满足不了要求发展出来的。
15、虚拟存贮器是增加辅助软硬件。使主、辅存形成整体，速度接近于主存的。容量是辅存的。
16、Cache存贮器是增加辅助硬件，使之速度接近于Cache的，容量是__主_存的。
17、Cache存贮器对应用程序员是透明的。对系统程序员是透明的(填“透明”或“不透明”)
18、程序在时间上的局部性表现在，最近未来要用的信息可能就是现在正在使用的信息，这是因为程序中有存在着循环。
19、程序在空间上的局部性主要是因为程序通常是地存储和执行，数据通常是地存贮。
20、虚拟存贮器按映象算法不同，存贮管理方式有段式、页式和段页式3种。
21、在虚拟存储器中有三种地址空间，一种是应用程序员用来编写程序的地址空间，称为虚拟地址空间第二种是主存储器的地址空间，第三种是辅存地址空间，也就是磁盘存储器的地址空间。它们对应的三种地址分别是虚拟地址、主存地址和辅存地址。
22、段式虚拟存贮器是用段表来进行地址映象和变换的。
23、段页式虚拟存储器的内部地址映象表机构有快表和慢表两部分。
24、页面替换是发生于页面失效，同时又发生页面争用的时候。
25、评价虚拟存贮器所用替换算法的好坏，主要是看主存命中率的高低，其次看算法是否易于实现，以及所需的辅助软硬件的多少。
26、Cache存贮器地址映象大多采用全相联映象或组相联映象，以利于实现。
27、Cache存贮器采用组相联的映象规则是组间直接映象，组内各块间全相联映象。
28、Cache存贮器写操作时，只写入Cache，仅当需要块替换时，才将其写回主存。称这种修改主存块内容的方法为写回法。
29、在Cache存贮器中，CPU每次写Cache的同时，也写入主存，称这种更新主存块内容的方法为写直达法。
30、Cache写不命中时，只写入主存储器，并不将该字所在块由主存调入Cache。称此分配法为不按写分配法。
31、CPU写Cache不命中时，除写入主存外，同时还将含该字的主存块调入Cache。称此分配法为按写分配法。
32、层次存储系统的设计的目的是使有效存取时间接近于最内层存储器的存取时间，使总体的平均每字成本接近于最外层存储器的每字成本，容量接近于最大存储器的容量。
33、解决重叠和流水中的操作数相关，不外乎是推后法和设置相关专用通路法两种基本方法。
34、流水有部件、处理机、系统等不同等级，多个处理机之间的流水属系统级流水，也称宏流水。
35、多功能流水线各功能段同时只能按某一种功能联接的称为静态流水线。
36、多功能流水线各功能段同时可按不同运算或功能联接工作，称此流水线为动
态流水线。
37、流水线消除速度瓶颈的方法有瓶颈过程再细分和瓶颈子过程多套并联两种。
38、向量处理机的结构主要有存储器-存储器结构和寄存器-寄存器结构
两种。
39、先行控制（Look-ahead）技术的关键是缓冲技术和预处理技术，以及这两者的相结合。通过对指令流和数据流的预处理和缓冲，能够尽量使指令分析和指令执行部件独立地工作，并始终处于忙碌状态。
三、判断题
1、系统是否设浮点运算指令，对计算机系统结构是透明的。(×)
2、软硬功能分配时，提高软件功能的比例会提高系统灵活性，也会提高解题速度。（×）
3、经常用的基本单元功能，宜于用软件实现，以降低实现费用。( ×)
4、系列机应用软件应做到向前兼容，力争向下兼容。(×)
5、系列机不再是方向，因为它约束了计算机系统结构的发展。( ×)
6、系列机低档低价格，但性能太低;高档机高性能，但价格太高。因此，为获得高性能价格
比，应尽可能购置性能价格比高的中档机。(√)
7、二进制数表示数据信息较之二一十进制数表示，其存贮空间利用率低，运算速度要快。( X )
8、浮点数尾数下溢处理采用舍入法还是恒置"1"法，对计算机系统结构是不透明的。（X ）
9、对概率不等的事件用Huffman编码，其具体编码不唯一，但平均码长肯定是唯一的，且是最短的。( √)
10、多数I/O系统的结构应面向操作系统设计，考虑如何在操作系统与I/O系统之间进行合理的软、硬件功能分配。( √)
11、低速打印机，在总线上传送数据时，其"数据宽度"宜用可变长块。( X )
12、磁盘设备在数据传送时，数据宽度宜采用单字或单宇节。( X )
13、对标量数据来说，并行主存系统的实际频宽采用多体单字方式的要比采用单体单字方式组成的高。( √)
14、在存贮体系中，地址的映象与地址的变换没有区别。( X )
15、虚拟存贮器内部地址映象方式的选择，依据于是否有高的主存命中率，而不是高的实页冲突概率。( X )
四、简答题
1、实现软件移植的途径有哪些?各受什么限制?
答：软件移植的途径主要有：统一高级语言，系列机，模拟与仿真。
统一高级语言，由于只能实现高级语言软件的移植，而目前高级语言种类繁多，无法完全统一成一种，只能相对统一成少数几种。系列机，由于系列内各档机器的结构变化不能太大，到一定时候会阻碍系列发展，只能实现在结构相同或相近的机器间的汇编语言应用软件的移植。模拟与仿真，模拟是用宿主机的机器指令解释，机器语言差别大时，速度慢；仿真是用宿主机的微程序解释，当机器差异大时，仿真困难，仿真的效率和灵活性差。
2、计算机系统的Flynn(弗林)分类法是按什么来分类的?共分哪几类?解释其含义。
答：弗林分类法是按指令流、数据流及其多倍性分类的。共分四类。
SISD--指令部件只对一条指令处理，只控制一个操作部件操作。如一般的串行单处理机。SIMD--由单一指令部件同时控制多个重复设置的处理单元，执行同一指令下不同数据的操作。如阵列处理机。
MISD--多个指令部件对同一数据的各个处理阶段进行操作。这种机器很少见。
MIMD--多个独立或相对独立的处理机分别执行各自的程序、作业或进程。例如多处理机。
3、计算机系统结构的定义是什么？它与计算机组成、计算机实现有什么区别和联系？
指机器级程序员所看到的计算机属性，即概念性结构和功能特征。
计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现
计算机实现是计算机系统结构的物理实现
系统结构、组成和实现所包含的具体内容是随不同机器而变化的
4．计算机设计人员需要完成哪些设计任务？
1、确定用户对计算机系统的功能、价格和性能的要求；
2、确定用户对计算机系统软硬件的要求；
3、设计出符合今后发展方向的系统结构
5．什么是RISC？什么是CISC？RISC的主要特点是什么？
RISC是精简指令集计算机。CISC是复杂指令系统计算机
(1) 选取使用频度较高的一些简单指令以及一些很有用但又不复杂的指令，让复杂指令的功能由频度高的简单指令的组合来实现。
(2) 指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。
(3) 只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器内完成。
(4) CPU中有多个通用寄存器。
(5) 采用流水线技术，大部分指令在一个时钟周期内完成。采用超标量和超流水线技术，可使每条指令的平均执行时间小于一个时钟周期。
(6) 控制器采用组合逻辑控制，不用微程序控制.
(7) 采用优化的编译程序
6．什么是地址映象和地址变换，它们之间有什么关系？
1、在Cache中，地址映象是指把主存地址空间映象到Cache地址空间；而地址变换则是指当程序已经装入到Cache后，在实际运行过程中，把主存地址如何变换成Cache地址；
2、在虚拟存储器中，地址映象是把虚拟地址空间映象到主存地址空间；而地址变换是在程序被装入主存储器后，在实际运行时，把多用户虚地址变换成主存实地址或磁盘存储器地址。
地址的映象和变换是紧密相关的。采用什么样的地址映象方法，就必然有与这种映象
方法相对应的地址变换方法。
7．Cache存储系统有几种替换算法，有什么区别？
1、轮换法；
2、LFU算法；
3、比较对法；
4、堆栈法。
轮换法是一种先进先出（FIFO）算法，另外三种实际上都属于最久没有被使用（LFU）算法，只是它们的实现方式各不相同。
8．流水线中的“瓶颈”是如何产生的？有什么办法可以解决流水线“瓶颈”问题？
流水线中各段时间不相等引起“堵塞”、“断流”等问题，执行时间长的一段将成为整个流水线的“瓶颈”。
解决方法有：1、将流水线的“瓶颈”部分再细分；2、重复设置瓶颈功能段，让多个瓶颈功能段并行工作。
9、在页式虚拟存贮器中，什么叫页面失效?什么叫页面争用?什么时候两者同时发生?什么时候两者不同时发生?
答：要访间的虚页不在实际主存申时，就会发生页面失效。当页面调入主存，主存中的页面位置全部已被其它虚页占用时，就会发生页面争用。当分配给程序的内存已被全部占用之后，只要发生页面失效，就一定会发生页面争用。反之，发生页面失效，并不会发生页面争用。
10、计算机系统“由中间开始”设计，其“中间”指的是什么地方？这样设计的好处是什么？答："中间"是指多级层次结构中的软、硬件交界面，目前是处于传统机器级与操作系统机器级之间。
这样设计，能合理地进行软、硬件的功能分配，优化软、硬件设计，可为软件和应用提供更多更好的硬件支持，可使软、硬件同时设计，缩短系统的设计周期。
五、计算题
1、用一台40MHZ处理机执行标准测试程序，它含的混合指令数和相应所需的时钟周期数如下：
求有效CPI、MIPS速率和程序的执行时间。
2、某台计算机只有Load/Store 指令能对存储器进行读/写操作，其它指令只对寄存器进行操作。根据程序跟踪实验结果，已知每种指令所占的比例及CPI数如下：
(1) 求上述情况下的平均CPI。
(2) 假设程序由M条指令组成。算逻运算中25%的指令的两个操作数中的一个已在寄存器中，另一个必须在算逻指令执行前用Load指令从存储器取到寄存器。因此有人建议增加另一种算逻指令，其特点是一个操作数取自寄存器，另一个操作数取自存储器，即寄存器?存储器类型，假设这种指令的CPI等于2。同时，转移指令的CPI变为3。求新指令系统的平均CPI。
3、某机器有10条指令，使用频度分别为：
0.01，0.15，0.12，0.07，0.08，0.13，0.15，0.03，0.17，0.09。
(1)计算用等长操作码编码的平均码长；4
(2)构造Huffman树；
(3)写出Huffman的一种编码，并计算其平均码长；
(4)只有二种码长，求平均码长最短的扩展操作码编码及其平均码长。
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
北邮高级计算机系统结构实验二三四五
实验二指令流水线相关性分析 ·实验目的 通过使用WINDLX模拟器，对程序中的三种相关现象进行观察，并对使用专用通路，增加运算部件等技术对性能的影响进行考察，加深对流水线和RISC处理器的特点的理解。 ·实验原理： 指令流水线中主要有结构相关、数据相关、控制相关。相关影响流水线性能。·实验步骤 一．使用WinDLX模拟器，对做如下分析： （1）观察程序中出现的数据/控制/结构相关。指出程序中出现上述现象的指令组合。 （2）考察增加浮点运算部件对性能的影响。 （3）考察增加forward部件对性能的影响。 （4）观察转移指令在转移成功和转移不成功时候的流水线开销。 ·实验过程 一．使用WinDLX模拟器，对做如下分析： } 浮点加、乘、除部件都设置为1，浮点数运算部件的延时都设置为4，如图1： 图1 初始设置 将和加载至WinDLX中，如图2示。
图2 加载程序 1.观察程序中出现的数据/控制/结构相关；指出程序中出现上述现象的指令组合。 1）数据相关 点击F7，使程序单步执行，当出现R-Stall时停止，运行过程中出现下图3所示，输入整数6。 图3 输入整数6 @ 打开Clock Diagram，可以清楚的看到指令执行的流水线如图4所示。 图4 指令流水线 双击第一次出现R-Stall的指令行，如图5所示。
图5 指令详细信息 对以上出现的情况分析如下： 程序发生了数据相关，R-Stall（R-暂停）表示引起暂停的原因是RAW。 lbu r3,0×0(r2) 要在WB周期写回r3中的数据；而下一条指令 & seqi r5,r3,0×a 要在intEX周期中读取r3中的数据。 上述过程发生了WR冲突，即写读相关。为了避免此类冲突， seq r5,r4,0×a的intEX指令延迟了一个周期进行。 由此，相关指令为： 2）控制相关 由图6可以看出，在第4时钟周期：第一条指令处于MEM段，第二条命令处于intEX段，第三条指令出于aborted状态，第四条命令处于IF段。 图 6 指令流水线 }
上大计算机专业接口技术课程习题答案
题1.2 参考p.2和p.5 1.9 参考p.13-14 1.11 （1）174.66 D = 10101110.10101000 B = 0AE.A8 H （0AE.A9H / 0AE.A8F5C2H）（2）100011101011.01011 B = 8EB.58 H = 2283.34375 D （3）F18A6.6 H = 11110001100010100110.0110 B = 989350.375 D 1.12解：八位机器数原码、反码、补码、移码 +37 00100101 00100101 00100101 10100101 -37 10100101 11011010 11011011 01011011 1.13解：补码机器数扩充为16位和32位形式 +37 0025 H 00000025 H -37 FFDB H FFFFFFDB H 1.14 解：46H作为无符号数= 70 D 46H作为补码= +70 D 46H作为BCD码= 46 D 46H作为ASCII码= ‘F’ 1.19解：英文字母D和d的ASCII码为44H和64H； 回车CR为0D H、换行LF为0A H； 数码0、空格SP、空操作NUL的ASCII码分别为30H、20H、00H。 题2.5 参考p.32 逻辑地址形式为段地址：偏移地址 物理地址= 段地址*16+段内偏移地址 1MB空间最多可以分成64K个逻辑段，因为段地址的起始必须是16的倍数，220/24=216=64K个。 物理地址为：(1) 0FFFF0H（2）00417H（3）24500H（4）0BC777H 2.9 略
2.13解：运算公式为[v-(x*y+z-540)]/x 结果商存放在ax中，余数在dx中。 2.16解：求有效地址 （1）EA = 1256H （2）EA = 32F7H 2.19解：求首地址为array的20个字的数组的元素之和，结果存放于地址为total的字单元中。 --------------------------- 题4.1 参见p.14-15 8088具有20 根地址线。在访问内存时使用地址A0～A19 ，可直接寻址1MB 容量的内存范围；在访问外设时使用地址线A0～A15 ，共能寻址64K 个输入输出端口。 实际上PC/XT在寻址外设时，只使用地址线A9～A0；若A9＝1，说明它要寻址的IO端口位于IO插卡上。 4.2参见p.106-107 总线操作指的是发生在总线上的某些特定操作，总线周期指的是完成一次特定总线操作所需的时间。对8088而言其典型的总线周期由4个T 状态组成。PC/XT所采用的时钟频率为4.77MHz，每个T状态的持续时间为210ns。如果CLK引脚接5MHz的时钟信号，那么每个T状态的持续时间为200ns。 4.4解答： 当8088进行读写存储器或I/O接口时，如果存储器或I/O接口无法满足CPU的读写时序（来不及提供或读取数据时），需要CPU插入等待状态T W。（在T3前沿检测Ready信号，若无效则插入T W 。） 具体在读写总线周期的T3和T4之间插入T W。 4.6参见p.99，p.110 8088的某些输出线有三种状态：高电平、低电平、悬空(高阻态)，称为三态能力。在高阻状态，CPU放弃其了对该引脚的控制权，由连接它的设备接管。 具有三态能力的引脚有：AD7~AD0，A15~A8，A19/S6~A16/S3，ALE，
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。
计算机体系结构实验报告二
实验二结构相关 一、实验目得: 通过本实验,加深对结构相关得理解,了解结构相关对CPU性能得影响。 二、实验内容: 1、用WinDLX模拟器运行程序structure_d、s 。 2、通过模拟,找出存在结构相关得指令对以及导致结构相关得部件。 3、记录由结构相关引起得暂停时钟周期数,计算暂停时钟周期数占总执行 周期数得百分比。 4、论述结构相关对CPU性能得影响,讨论解决结构相关得方法。 三、实验程序structure_d、s LHI R2, (A>>16)&0xFFFF 数据相关 ADDUI R2, R2, A&0xFFFF LHI R3, (B>>16)&0xFFFF ADDUI R3, R3, B&0xFFFF ADDU R4, R0, R3 loop: LD F0, 0(R2) LD F4, 0(R3) ADDD F0, F0, F4 ;浮点运算,两个周期,结构相关 ADDD F2, F0, F2 ; < A stall is found (an example of how to answer your questions) ADDI R2, R2, #8 ADDI R3, R3, #8 SUB R5, R4, R2 BNEZ R5, loop ;条件跳转 TRAP #0 ;; Exit < this is a ment !! A: 、double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 B: 、double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 四、实验过程 打开软件,load structure_d、s文件,进行单步运行。经过分析,此程序一 次循环中共有五次结构相关。(Rstall 数据相关Stall 结构相关) 1)第一个结构相关:addd f2,,f0,f2 由于前面得数据相关,导致上一条指令addd f0,f0,f4暂停在ID阶段,所以下一条指令addd f2,,f0,f2发生结构相关,导致相关得部件:译码部件。
上海大学计算机系统结构复习题
计算机系统结构复习题 一、单项选择题 1、直接执行微指令的是( C ) 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( D )。 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( B )。 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 )。 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( C )。 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( B )。 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( B )。 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( C )。 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( D )。 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( D )。 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 )。 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( B )。 A．向前兼容，并向上兼容 B．向后兼容，力争向上兼容
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 ）。
上海大学计算机学院计算机组成原理实验报告6p
上海大学 计算机学院 《计算机组成原理实验》报告十 实验名称：中断机制和应用（综合实验） 一、 实验目的 1. 学习实验箱感知中断的硬件结构和工作原理。 2. 学习使用中断系统。 3. 学习使用扩展外设。 二、实验原理 1. 程序中断：因“随机性”原因，使一个程序暂停执行，转而执行另一个程序，以处理随机事件，然后再返回原程序继续执行的过程成为“中断”。 中断发生的时间是随机的（不可预知，但发生后应该如何处理是安排好的），中断发生的“随机性”决定了“必须用硬件感知中断请求”、“不仅要保存断点，还必须保存现场”。 2. 实验箱的中断感知硬件：当执行取指微指令时，IREN ＝0，于是②号或门输出0，这时①号“或门”对IREQ 的Q 端开放，若有中断请求就会在这时被CPU 感知。所以无论中断请求在何时提出，都只能在取指阶段被感知！当 ①号“或门”输出0时中断被感知，同时这个低电平使IACK 的SD 有效，迫使其Q 端输出1，ACK 灯亮，并使②号“或门”对IREN 关闭并输出1；这个1又使①号“或门”对中断请求关闭并输出1，这个1又返回IACK 的SD 端，使IACK 保持Q ＝1的状态。所以系统进入中断服务子 程序后，ACK 灯保持亮，且不响应新的中断请求（仅一级中断）。 3. ICOE 向下经“与门”控制PC ＋1信号，ICOE 的另一个作用是通过③号“或门”控制EM 中指令的输出，保证在输出中断指令B8H 时，EM 不输出。 4. 5.试验箱外扩系统 6.74LS08结构俯视图 三、实验内容 1. 用74LS 08芯片搭建当电键K1和K2都为1时不产生中断请求信号的外部电路。 2. 编制中断服务子程序使OUT 交替显示AA 、BB 三次后返回源程序。源程序为实验七完成的交替显示11和55的程序。 (1). 运行上述程序，在完成AA 、BB 交替显示三次之前恢复K1K2都为1的状态。记录OUT 显示的现象、REQ 灯和ACK 灯的情况以及ST 寄存器的值及改变情况。 (2). 运行上述程序，在完成AA 、BB 交替显示时不恢复K1K2都为1的状态。记录OUT 显示的现象、REQ 灯和ACK 灯的情况以及ST 寄存器的值及改变情况。R2记录主程序延迟时间，R1与主程序显示同步。分析上述二种显示现象的原因。 四、实验步骤 上海大学计算机学院 计算机组成原理实验报告 【最新资料，WORD 文档，可编辑修改】
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
计算机系统结构作业答案第三章(张晨曦)
3.1 -3.3为术语解释等解答题。 3.4 设一条指令的执行过程分为取指令，分析指令和执行指令3个阶段，每个阶段所需时间分别为ΔT, ΔT, 2ΔT，分别求出下列各种情况下，连续执行N条指令所需的时间。 (1) 顺序执行方式 (2) 只有“取指令”与“执行指令”重叠 (3) “取指令”，“分析指令”与“执行指令”重叠 解： (1) 4NΔT (2) (3N+1) ΔT (3) 2(N+1) ΔT 3.6 解决流水线瓶颈问题有哪两种常用方法？ 解： (1) 细分瓶颈段 将瓶颈段细分为若干个子瓶颈段 (2) 重复设置瓶颈段 重复设置瓶颈段，使之并行工作，以此错开处理任务 3.9 列举下面循环中的所有相关，包括输出相关，反相关，真数据相关。 for(i = 2; i < 100; i=i+1) { a[i] = b[i] + a[i]; -----(1) c[i+1] = a[i] + d[i]; -----(2) a[i-1] = 2*b[i]; -----(3) b[i+1] = 2*b[i]; -----(4) } 解： 输出相关：第k次循环时(1)与第k+1轮时(3) 反相关：第k次循环时(1)和(2)与第k-1轮时(3) 真数据相关：每次循环(1)与(2)，第k次循环(4)与k+1次循环(1)，(3)，(4) 3.12 有一指令流水线如下所示 50ns 50ns 100ns 200ns (1)求连续如入10条指令的情况下，该流水线的实际吞吐率和效率 (2)该流水线的“瓶颈”在哪一段？请采用两种不同的措施消除此“瓶颈”。对于你所给出 的两种新的流水线连续输入10条指令时，其实际吞吐率和效率各是多少？ 解：（1）（m表示流水线级数，n 表示任务数）
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（）。
北邮计算机系统结构实验报告-实验一到五-WINDLX模拟器
北京邮电大学 实验报告 课程名称计算机系统结构 计算机学院03班 王陈(11)
目录 实验一WINDLX模拟器安装及使用......................................... 错误!未定义书签。 ·实验准备................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验环境................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验步骤................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验内容及要求.................................................................... 错误!未定义书签。 ·实验过程............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验总结............................................................................. 错误!未定义书签。实验二指令流水线相关性分析 ............................................... 错误!未定义书签。 ·实验目的............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验环境................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验步骤................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验过程............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验总结............................................................................. 错误!未定义书签。实验三DLX处理器程序设计 .................................................... 错误!未定义书签。 ·实验目的............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验环境................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验步骤................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验过程............................................................................. 错误!未定义书签。 A.向量加法代码及性能分析 ................................................... 错误!未定义书签。 B.双精度浮点加法求和代码及结果分析 .............................. 错误!未定义书签。 ·实验总结............................................................................. 错误!未定义书签。实验四代码优化 ....................................................................... 错误!未定义书签。 ·实验目的............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验环境................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验原理................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验步骤................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验过程............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验总结+实习体会........................................................... 错误!未定义书签。实验五循环展开 ....................................................................... 错误!未定义书签。 ·实验目的............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验环境................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验原理................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验步骤................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验过程............................................................................. 错误!未定义书签。 矩阵乘程序代码清单及注释说明........................................... 错误!未定义书签。 相关性分析结果........................................................................... 错误!未定义书签。 增加浮点运算部件对性能的影响........................................... 错误!未定义书签。 增加forward部件对性能的影响 ............................................ 错误!未定义书签。 转移指令在转移成功和转移不成功时候的流水线开销 .. 错误!未定义书签。 ·实验总结+实习体会+课程建议......................................... 错误!未定义书签。
上海大学计算机网络复习整理4.0版
第一章1．计算机网络向用户提供的最重要的功能：连通性，共享。2．网络=结点（计算机、集线器、交换机或路由器）+链路 3．因特网三个阶段： （1）从单个网络ARPANET向互联网发展的过程 TCP/IP协议成为ARPANET上的标准协议，是Intent的前身 （2）建成了三级结构的因特网 （3）逐渐形成了多层次ISP结构的因特网 4 ?网络边缘端系统之间的通信方式：客户-服务器方式（C/S）,对等方式（P2P） 5．电路交换：建立连接——通话——释放连接 6.存储转发：分组交换、报文交换 7?总时延=发送时延+传播时延+ 处理时延+排队时延 &协议三要素：语法、语义、同步实体表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程协议是控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则的集合（水平的）服务是由下层向上层通过层间接口提供的（垂直的） 9 ?计算机网络的各层以及协议的集合，称为网络的体系结构 OSI 七层协议：物理层，数据链路层，网络层，运输层，会话层，表示层，应用层 TCP/IP四层协议：网络接口层，网际层，运输层，应用层五层协议：物理层，数据链路层，网络层，运输层，应用层10.网络的分类 按作用的范围：广域网（WAN）,城域网（MAN）,局域网（LAN）,个人局域网（PAN）按使用者：公用网，专用网用来把用户接入到因特网的网络：接入网AN 第二章 1?物理层四大特性：机械特性（接线器形状尺寸），电气特性（电压范围） 功能特性（电压表示的意义），过程特性（事件出现顺序） 2.信道表示向某一方向发送消息的媒体 3?香农公式的意义：只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种方法来实现无差错的传输。 4?导引型传输媒体：双绞线（电话系统ADSL） 同轴电缆（有线电视网）光纤（单模光纤，多模光纤） 5.卫星通信 人造同步地球卫星作为中继器的一种微波接力通信 特点：通信距离远，且通信费用与通信距离无关，洗好所受到的干扰比较小，通信稳定，具有较大的传播延时，保密性较差。 6.编码（看作业） 7.奈奎斯特准则，香农公式（看作业） 8.信道复用，码分多址（看作业） 第三章 1.CRC海明码 2.PPP字节填充，零比特填充 3.CSMA/CD 最小帧长计算以太网提供的服务是尽最大努力的交付，即不可靠的交付 使用CSMA/CD协议的以太网不可能进行全双工通信，只能进行双向交替通信端到端的往返时间称为争用期，用称为碰撞窗口。以太网使用截断二进制指数退避算法来确定碰撞后重传的时机。4.Mac 帧的格式P92 以太网上传送数据是以帧为单位传送，各帧之间必须有一定的间隙以太网不
吉林大学计算机系统结构题库第三章
第三章流水线技术 知识点汇总 先行控制、流水线、单功能流水线、多功能流水线、静态流水线、动态流水线、部件级流水线、处理机级流水线、处理机间流水线、线性流水线、非线性流水线、顺序流水线、乱序流水线、时空图、流水线性能评价（吞吐率、加速比、效率）、解决流水线瓶颈问题方法、相关（数据相关、名相关、控制相关）、换名技术、流水线冲突（结构冲突、数据冲突、控制冲突）、流水线互锁机制、定向技术、指令调度、预测分支失败、预测分支成功、延迟分支（从前调度、从失败处调度、从成功处调度）、流水寄存器、3种向量处理方式（横向、纵向、纵横）、链接技术。 简答题 1.流水技术有哪些特点？（答出4个即可）（知识点：流水线） 答：1.将处理过程分解为若干子过程，由专门的功能部件来实现，2各段的时间尽可能相等，3各部件间都有一个缓冲寄存器，4适用于大量重复的时序过程，5需要通过时间和排空时间。 2.什么是静态流水线？什么是动态流水线？（知识点：静态流水线、动态流水线） 答：同一时间段内，多功能流水线中的各段只能按同一种功能的连接方式工作；同一时间段内，多功能流水线中的各段可以按照不同的方式连接同时执行多种功能。 3.什么是单功能流水线？什么是多功能流水线？（知识点：单功能流水线、多功能流水线） 答：只能完成一种固定功能的流水线。流水线的各段可以进行不同的连接，以实现不同的功能。 4.什么是线性流水线？什么是非线性流水线？（知识点：线性流水线、非线性流水线） 答：流水线的各段串行连接，没有反馈回路。流水线中除了有串行的连接外，还有反馈回路。 5.列举3种相关。（知识点：相关） 答：数据相关，名相关，控制相关。 6.流水线中有哪三种冲突？各是什么原因造成的？（知识点：流水线冲突） 答：结构冲突，硬件资源满足不了指令重叠执行的要求；数据冲突，指令在流水线中重叠执行时需要用到前面指令的执行结果；控制冲突，流水线遇到分支指令和其他会改变PC值的指令。 7.选择至少2种解决流水线结构冲突的方法简述。（知识点：结构冲突） 答：流水线停顿一个时钟周期，推迟后面的指令操作。设置相互独立的指令存储器和数据存储器。 8.选择至少2种解决流水线数据冲突的方法简述。（知识点：数据冲突） 答：定向技术，将计算结果从其产生的地方直接送到其他指令需要的地方。通过编译时让编译器重新组织指令顺序来消除冲突。
计算机系统结构考试题库及答案
计算机系统结构试题及答案 一、选择题（50分，每题2分，正确答案可能不只一个，可单选 或复选） 1.（CPU周期、机器周期）是内存读取一条指令字的最短时间。 2.（多线程、多核）技术体现了计算机并行处理中的空间并行。 3.（冯?诺伊曼、存储程序）体系结构的计算机把程序及其操作数 据一同存储在存储器里。 4.（计算机体系结构）是机器语言程序员所看到的传统机器级所具 有的属性，其实质是确定计算机系统中软硬件的界面。 5.（控制器）的基本任务是按照程序所排的指令序列，从存储器取 出指令操作码到控制器中，对指令操作码译码分析，执行指令操作。 6.（流水线）技术体现了计算机并行处理中的时间并行。 7.（数据流）是执行周期中从内存流向运算器的信息流。 8.（指令周期）是取出并执行一条指令的时间。 9.1958年开始出现的第二代计算机，使用（晶体管）作为电子器件。 10.1960年代中期开始出现的第三代计算机，使用（小规模集成电路、 中规模集成电路）作为电子器件。 11.1970年代开始出现的第四代计算机，使用（大规模集成电路、超 大规模集成电路）作为电子器件。 12.Cache存储器在产生替换时，可以采用以下替换算法：（LFU算法、 LRU算法、随机替换）。
13.Cache的功能由（硬件）实现，因而对程序员是透明的。 14.Cache是介于CPU和（主存、内存）之间的小容量存储器，能高 速地向CPU提供指令和数据，从而加快程序的执行速度。 15.Cache由高速的（SRAM）组成。 16.CPU的基本功能包括（程序控制、操作控制、时间控制、数据加 工）。 17.CPU的控制方式通常分为：（同步控制方式、异步控制方式、联合 控制方式）反映了时序信号的定时方式。 18.CPU的联合控制方式的设计思想是：（在功能部件内部采用同步控 制方式、在功能部件之间采用异步控制方式、在硬件实现允许的情况下，尽可能多地采用异步控制方式）。 19.CPU的同步控制方式有时又称为（固定时序控制方式、无应答控 制方式）。 20.CPU的异步控制方式有时又称为（可变时序控制方式、应答控制 方式）。 21.EPROM是指（光擦可编程只读存储器）。 22.MOS半导体存储器中，（DRAM）可大幅度提高集成度，但由于（刷 新）操作，外围电路复杂，速度慢。 23.MOS半导体存储器中，（SRAM）的外围电路简单，速度（快），但 其使用的器件多，集成度不高。 24.RISC的几个要素是（一个有限的简单的指令集、CPU配备大量的 通用寄存器、强调对指令流水线的优化）。
计算机系统结构实验报告
计算机系统结构实验报告 一．流水线中的相关 实验目的： 1. 熟练掌握WinDLX模拟器的操作和使用，熟悉DLX指令集结构及其特点； 2. 加深对计算机流水线基本概念的理解； 3. 进一步了解DLX基本流水线各段的功能以及基本操作； 4. 加深对数据相关、结构相关的理解，了解这两类相关对CPU性能的影响； 5. 了解解决数据相关的方法，掌握如何使用定向技术来减少数据相关带来的暂停。 实验平台： WinDLX模拟器 实验内容和步骤： 1.用WinDLX模拟器执行下列三个程序： 求阶乘程序fact.s 求最大公倍数程序gcm.s 求素数程序prim.s 分别以步进、连续、设置断点的方式运行程序，观察程序在流水线中的执行情况，观察 CPU中寄存器和存储器的内容。熟练掌握WinDLX的操作和使用。 2. 用WinDLX运行程序structure_d.s，通过模拟找出存在资源相关的指令对以及导致资源相 关的部件；记录由资源相关引起的暂停时钟周期数，计算暂停时钟周期数占总执行周期数的 百分比；论述资源相关对CPU性能的影响，讨论解决资源相关的方法。 3. 在不采用定向技术的情况下（去掉Configuration菜单中Enable Forwarding选项前的勾选符），用WinDLX运行程序data_d.s。记录数据相关引起的暂停时钟周期数以及程序执行的 总时钟周期数，计算暂停时钟周期数占总执行周期数的百分比。 在采用定向技术的情况下（勾选Enable Forwarding），用WinDLX再次运行程序data_d.s。重复上述3中的工作，并计算采用定向技术后性能提高的倍数。 1. 求阶乘程序 用WinDLX模拟器执行求阶乘程序fact.s。这个程序说明浮点指令的使用。该程序从标准 输入读入一个整数，求其阶乘，然后将结果输出。 该程序中调用了input.s中的输入子程序，这个子程序用于读入正整数。 实验结果： 在载入fact.s和input.s之后，不设置任何断点运行。 a.不采用重新定向技术，我们得到的结果