《计算机系统结构》与参考答案

北交《计算机体系结构》在线作业一一、单选题（共 20 道试题，共 60 分。

）1. 在h存储器中常用的地址映象方式是（）。

. 全相联映象. 页表法映象. 组相联映象. 段页表映象正确答案：2. 计算机系统结构不包括( )。

. 主存速度. 机器工作状态. 信息保护. 数据表示正确答案：3. ( )属于MIM系统结构。

. 各处理单元同时受同一个控制单元的管理. 各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令. 松耦合多处理机和多计算机. 阵列处理机正确答案：4. 多处理机的各自独立型操作系统( )。

. 要求管理程序不必是可再入的. 适合于紧耦合多处理机. 工作负荷较平衡. 有较高的可靠性正确答案：5. 在系统结构设计中，提高软件功能实现的比例会( )。

. 提高解题速度. 减少需要的存贮容量. 提高系统的灵活性. 提高系统的性能价格比正确答案：6. 用户高级语言源程序中出现的读写 (I/O) 语句，到读写操作全部完成，需要通过 ( )共同完成。

. 编译系统和操作系统. I/O 总线、设备控制器和设备. 操作系统和 I/O 设备硬件. 编译系统、操作系统软件和 I/O 总线，设备控制器、设备硬件等正确答案：7. 对汇编语言程序员透明的是( )。

. I/0方式中的M访间方式. 浮点数据表示. 访问方式保护. 程序性中断正确答案：8. 在计算机系统设计中，比较好的方法是( )。

. 从上向下设计. 从下向上设计. 从两头向中间设计. 从中间开始向上、向下设计正确答案：9. 计算机系统中主存一辅存存储层次或 h 一主存存储层次常用的替换算法是 ( )。

. 随机算法. 近期最少使用算法. 先进后出算法. OPT 算法正确答案：10. 下列说法中不正确的是( )。

. 软件设计费用比软件重复生产费用高. 硬件功能只需实现一次，而软件功能可能要多次重复实现. 硬件的生产费用比软件的生产费用高. 硬件的设计费用比软件的设计费用低正确答案：11. 关于软硬件功能是等效的，提高硬件功能的比例以下说法中，不正确的是( )。

计算机组成与系统结构课后答案免费版全（清华大学出版社袁春风主编）计算机组成与系统结构课后答案免费版全（清华大学出版社-袁春风主编）第一章练习答案5．若有两个基准测试程序p1和p2在机器m1和m2上运行，假定m1和m2的价格分别是5000元和8000元，下表给出了p1和p2在m1和m2上所花的时间和指令条数。

程序p1p2m1指令条数200×106300×103执行时间(ms)100003指令条数150×106420×103m2执行时间(ms)50006请回答下列问题：（1）对于p1，哪台机器的速度快？快多少？对于p2呢？（2）在m1上执行p1和p2的速度分别是多少mips？在m2上的执行速度又各是多少？从执行速度让我们看看，对于P2，哪台机器速度快？多快？（3）假设M1和M2的时钟频率分别为800 MHz和1.2 GHz，则P1在M1和M2上执行时的平均时钟周期期数cpi各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序p1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，当用户需要购买大量机器时，他应该选择M1还是M2？为什么？（注意：在性价比方面）（5）如果另一个用户也需要购买大量机器，但用户同样使用P1和P2，那么主要的问题是响应时间间，那么，应该选择m1还是m2？为什么？参考答案：（1）对于p1，m2比m1快一倍；对于p2，m1比m2快一倍。

（2）对于M1，P1的速度为200m/10=20mips；P2为300K/0.003=100mips。

对于m2，p1的速度为：150m/5=30mips；p2为420k/0.006=70mips。

就执行速度而言，对于P2，因为100/70=1.43倍，M1比m2快0.43倍。

（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10×800m/（200×106）=40在m2上执行p1时的平均时钟周期数cpi为：5×1.2g/(150×106)=40。

计算机系统结构(第2版)郑伟明汤志忠课后习题答案以及例题收录片上地址模块内部体号模式5: 4高阶交叉4低阶交叉16存储器模块每4个形成一个大模块:片上地址模块内部体号模式6: 4并行访问4低阶交叉31 0模块片上地址模块号输出选择(1)所有这些存储器可以并行工作，因此带宽可以增加一般来说，并行内存访问的优点是简单且易于实现，缺点是访问冲突大。

高阶交错存储器具有扩展方便、存取效率低的优点。

低阶交叉存取存储器可以分时方式提高速度46，但扩展不方便。

(2)各种存储器的带宽与其工作频率有关。

不考虑冲突，如果有足够多的独立控制电路和寄存器，那么它们的带宽是相同的。

(3)存储器原理图注意，并行存取存储器非常类似于低阶交叉存取存储器，除了并行存取存储器使用存储器模块号(存储体号)来选择输出结果，而低阶交叉存取存储器用于为存储器模块(存储体)生成芯片选择信号，这通过流水线操作提高了存取速度。

3.14在页面虚拟内存中，一个程序由从P1到P5的5个虚拟页面组成程序执行过程中依次访问的页面如下:P2、P3、P2、P1、P5、P2、P4、P5、P3、P2、P5、P2假设系统为该程序的主存储器分配三个页面，主存储器的三个页面分别由先进先出、先进先出和优化调度(1)绘制主内存页面条目、替换和命中的表(2)计算三种页面替换算法的页面命中率3.15(1)当分配的主内存页的数量大于或等于5时，可以达到最高的页命中率，除了第一次调入未命中，所有访问都在47: 7实际命中之后，因此可以达到的最高页命中率是H？7？0.5833 12(2)由于当页面数大于或等于5时肯定可以达到最高的命中率，让我们看看当页面数小于5时是否可以达到命中率:当由分配的主存储器页面数等于4时，调度过程如下:489 LFU算法4调用中4 5 4 5 3 4 5* 3 2调用中4 5 3 2命中1 5 3* 2调用中1 5 3 2*命中1 5 3* 2命中1 5* 3 2命中1 5 3 2命中1 5 3* 2命中1 5 3 * 2命中1 5 3 2命中1 5 3 2命中1 5 3 2命中7调用中此时也能达到最高命中率。

一：名词解释1：虚拟机：由软件实现的机器。

2：CPI：是衡量CPU执行指令效率的重要标志，指执行每条指令所需的平均时钟周期数。

3：摩尔定律：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。

4：并发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生的并行性。

5：程序局部性原理：是指程序在执行时呈现出局部性规律，即在一段时间内，整个程序的执行仅限于程序中的某一部分。

相应地，执行所访问的存储空间也局限于某个内存区域。

局部性原理又表现为：时间局部性和空间局部性。

6：CISC/RISC：CISC：即复杂指令系统计算机，指在系统中增加更多和复杂的指令，来提高操作系统效率的计算机。

RISC：即精简指令系统计算机，指在系统中选取使用一些频率最高的、长度固定的、格式种类少的简单指令的计算机。

7：计算机系统结构：指对机器语言计算机的软、硬件功能的分配和对界面的定义。

8：系列机：指先设计好一种系统结构，而后就按这种系统结构设计它的系统软件，按器件状况和硬件技术研究这种结构的各种实现方法，并按照速度、价格等不同要求，分别提供不同速度、不同配置的各档机器。

9：模拟：用机器语言程序解释实现程序移植的方法。

10：仿真：用微程序直接解释另一种机器的指令系统。

11：寻址方式：寻找操作数或指令的有效地址的方式。

12：替换算法：在存储体系中，当出现页面失效时或者主存的所有页面已经全部被占用而又出现页面失效时，按照某种算法来替换主存中某页。

[由于主存中的块比Cache中的块多，所以当要从主存中调一个块到Cache中时，会出现该块所映象到的一组（或一个）Cache块已全部被占用的情况。

这时，需要被迫腾出其中的某一块，以接纳新调入的块。

]二：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，对汇编语言程序员不透明的是（C）A 程序计数器B主存地址寄存器C条件码寄存器D指令寄存器3，最早的冯·诺依曼型计算机是以（B）为中心的A运算器B控制器C存储器 D I/O设备4，计算机系统结构的角度的结构来看，机器语言程序员看到的机器属性是（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计算机各部分硬件的实现5，不同系列计算机之间实现可移植性的途径，不包括（B ）A 采用统一的高级语言B采用统一的汇编语言C 模拟D仿真6，利用时间重叠原理，实现并行处理的是（A）A流水处理机B多处理机 C 阵列处理机D集群系统7，多处理机实现的并行主要是（B）A指令级并行 B 任务级并行C 操作级并行D操作步骤的级并行8计算机系统结构不包括（B）A信息保护B存储速度C数据表示D机器工作状态9，不需要编址的数据存储空间（D ）A CPU通用寄存器B 主存储器C I/O寄存器D堆栈10，RISC执行程序的速度比CISC 快的原因是（C）A RISC指令系统中条数较少B 程序在RISC编译生成的目标程序较短C RISC指令平均执行周期数较少D RISC中只允许LOAD和STORE指令存储11，程序员在编写程序时，使用的访存地址是（B）A主存地址B逻辑地址C物理地址D有效地址12，虚拟存储器主要是为了（A）A扩大存储器系统容量B提高存储器系统速度C扩大存储器系统容量和提高存储器系统速度D便于程序的访存操作13，与全相联映像相比，组相联映像的优点是（B）A目录表小B块冲突概率低C命中率高D主存利用率高14，输入输出数据不经过CPU内部寄存器的输入输出方式是（C ）A程序控制方式B中断 C DMA方式D上述三种方式15，在配置了通道的计算机系统中，用户程序需要输入输出时引起的中断是（A）A访管中断 B I/O中断C程序性中断D外部中断16，当计算机系统通过执行通道程序，完成输入输出工作时，执行通道程序的是（B）A CPUB 通道C CPU和通道D指定的外设三：填空1，常见的计算机系统结构的分类法有两种：Flynn分类法，冯氏分类法冯氏分类法是根据系统的最大并行度对计算机系统结构进行分类，大多数的位并行的单处理机属于字串位并的处理机方式2，由软件实现的机器称为：虚拟机3，在一个计算机系统中，低层机器的属性往往对高层机器的程序员是透明的。

第1章计算机系统结构的基本概念1.1 解释下列术语层次机构: 按照计算机语言从低级到高级的次序, 把计算机系统按功能划分成多级层次结构, 每一层以一种不同的语言为特征。

这些层次依次为: 微程序机器级, 传统机器语言机器级, 汇编语言机器级, 高级语言机器级, 应用语言机器级等。

虚拟机: 用软件实现的机器。

翻译: 先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序, 然后再在这低一级机器上运行, 实现程序的功能。

解释: 对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令, 都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。

执行完后, 再去高一级机器取下一条语句或指令, 再进行解释执行, 如此反复, 直到解释执行完整个程序。

计算机系统结构: 传统机器程序员所看到的计算机属性, 即概念性结构与功能特性。

在计算机技术中, 把这种本来存在的事物或属性, 但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。

计算机组成: 计算机系统结构的逻辑实现, 包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。

计算机实现: 计算机组成的物理实现, 包括处理机、主存等部件的物理结构, 器件的集成度和速度, 模块、插件、底板的划分与连接, 信号传输, 电源、冷却及整机装配技术等。

系统加速比: 对系统中某部分进行改进时, 改进后系统性能提高的倍数。

Amdahl定律: 当对一个系统中的某个部件进行改进后, 所能获得的整个系统性能的提高, 受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。

程序的局部性原理: 程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的, 而是相对地簇聚。

包括时间局部性和空间局部性。

CPI: 每条指令执行的平均时钟周期数。

测试程序套件: 由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序, 用来测试计算机在各个方面的处理性能。

存储程序计算机: 冯·诺依曼结构计算机。

其基本点是指令驱动。

程序预先存放在计算机存储器中, 机器一旦启动, 就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序, 自动完成由程序所描述的处理工作。

全国2020年8月高等教育自学考试计算机系统结构试题一、单项选择题：本大题共10小题，每小题1分，共10分。

在每小题列出的备选项中只有一项是最符合题目要求的，请将其选出。

A.计算机硬件的全部组成B.计算机各部件的硬件实现C.编程要用到的硬件组织D.计算机软件所要完成的功能参考答案:C2.多处理机操作系统的类型不包括（）A.主从型B.各自独立型C.浮动型D.固定型参考答案:D3.由于掉电引起的中断是（）A.程序性中断B.机器校验中断C.外中断D.访管中断参考答案:B4.为了提高等效访问速度，在采用组相联映像的Cache存储器应（）A.减小组的大小而块的大小不变B.减小块的大小而组的大小不变C.增加Cache块数而块的大小不变D.增大主存容量而Cache容量不变参考答案:C5.计算机机器指令间的“一次重叠”是（）A.“执行k”取指k+1”重叠B.“分析k+1”与“执行k”重叠C.“取指k”与“分析k+1”重叠D.“分析k”与“执行k+1”重叠参考答案:B6.不属于集中式总线仲裁方式的是（）A.串行链接B.定时查询C.独立请求D.同步查询参考答案:D7.ILIAC Ⅳ是一种（）A.阵列处理机B.超标量处理机C.流水线处理机D.多处理机参考答案:A8.多处理机是属于（）A.SIMD系统B.SISD系统C.MISD 系统D.MIMD系统参考答案:D9.下列关于归约机的描述，正确的是（）A.归约机是属于Von Neumann型计算机B.归约机不是以函数式语言为机器语言的计算机C.归约机采用需求驱动，执行的操作序列取决于对数据的需求D.归约机采用数据驱动，执行的操作序列取决于输入数据的可用性参考答案:C10.传统的Von Neumann型计算机使用的工作方式是（）A.控制流方式B.数据流方式C.智能推理方式D.需求驱动方式参考答案:A非选择题部分二、填空题：本大题共10小题，每小题2分，共20分。

11.弗林提出的对计算机系统进行分类的依据，是按照______和____ __的多倍性对计算机系统进行分类的。

《计算机系统结构》题库一．单项选择题（在下列每小题的四个备选答案中，只有一个答案是正确的，请把你认为是正确的答案填入题后的（）内，每小题2分）第一章：1.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---高级机器语言机器级---汇编语言机器级D.汇编语言机器级---应用语言机器级---高级语言机器级答案：B 分数：2 所属章节1—12.汇编语言源程序变成机器语言目标程序是经来实现的。

A. 编译程序解释B. 汇编程序解释C. 编译程序翻译D. 汇编程序翻译答案：D 分数：2 所属章节1—13.直接执行微指令的是：A. 汇编程序B. 编译程序C. 硬件D. 微指令程序答案：C 分数：2 所属章节1—14.对系统程序员不透明的是：A. Cache存储器B. 系列机各档不同的数据通路宽度C. 指令缓冲寄存器D. 虚拟存储器答案：D 分数：2 所属章节1—25.对应用程序员不透明的是：A. 先行进位链B. 乘法器C. 指令缓冲器D. 条件码寄存器答案：D 分数：2 所属章节1—26.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. 条件码答案：B 分数：2 所属章节1—27.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. 数据表示答案：A 分数：2 所属章节1—28.对计算机系统结构透明的是：A. 字符行运算指令B. 是否使用通道行I/O处理机C. 虚拟存储器D. VLSI技术答案：D 分数：2 所属章节1—29.对汇编语言程序员透明的是：A.I/O方式中的DMA访问方式B. 浮点数据表示C. 访问方式保护 D 程序性中断.答案：A 分数：2 所属章节1—210.属计算机系统结构考虑的应是：A. 主存采用MOS还是TTLB. 主存采用多体交叉还是单体C. 主存容量和编址方式D. 主存频宽的确定答案：C 分数：2 所属章节1—211.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答案：C 分数：2 所属章节1—212.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. 缓冲技术答案：B 分数：2 所属章节1—213.在多用户机器上，应用程序员不能使用的指令是：A. “执行”指令B. “访管”指令C. “启动I/O”指令D. “测试与置定”指令答案：C 分数：2 所属章节1—214.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. 减少所需要的存储容量答案：B 分数：2 所属章节1—315.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. 减少所需要的存储容量C. 提高系统的灵活性D. 提高系统的性能价格比答案：C 分数：2 所属章节1—316.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答案：D 分数：2 所属章节1—317. 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、向下设计答案：D 分数：2 所属章节1—318. “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答案：A 分数：2 所属章节1—319．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C.向前兼容，并向下兼容D.向后兼容，力争向下兼容答案：B 分数：2 所属章节1—520. 推出系列机的新机器，不能更改的是：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．存储芯片的集成度答案：A 分数：2 所属章节1—521. 不同系列的机器之间，实现软件移植的途径不包括：A. 用统一的高级语言B. 用统一的汇编语言C. 模拟D. 仿真答案：B 分数：2 所属章节1—522. 利用时间重叠概念实现并行处理的是：A. 流水处理机B. 多处理机C. 并行（阵列）处理机D. 相联处理机答案：A 分数：2 所属章节1—523. 多处理机主要实现的是：A. 指令级并行B. 任务级并行C. 操作级并行D. 操作步骤的并行答案：B 分数：2 所属章节1—5第二章：1．程序员编写程序时使用的地址是（）。

2011年4月高等教育自学考试《计算机系统结构》试题及答案（课程代码：02325）一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均不得分。

1.下列属于计算机系统结构研究范畴的是( )A.指令系统的确定B.可靠性技术C.数据通路宽度D.乘法器的物理实现2.对机器语言程序员透明的是( )A.中断字寄存器B.条件码寄存器C.通用寄存器D.乘法器3.按弗林(Flynn)提出的计算机系统分类方法，阵列处理机属于( )A.SISDB.SIMDC.MISDD.MIMD4.下列四种浮点数尾数下溢处理方法中，平均误差可以调节的是( )A.截断法B.舍入法C.恒置“1”法D.查表舍入法5.非专用总线的总线控制方式采用集中式定时查询方式，若部件的数量N=8，则需要的控制线线数是( )A.3B.4C.5D.86.计算机系统中采用Cache存储器的主要目的是( )A.增大容量B.提高速度C.降低价格D.既提高速度又降低价格7.下列关于阵列处理机与流水线处理机特点的描述，不正确的是( )A.阵列处理机利用并行性中的同时性，而流水线处理机利用的是时间重叠B.阵列处理机提高速度主要靠缩短时钟周期，流水线处理机主要靠增大处理单元数C.阵列处理机使用互连网络来确定处理单元间的连接，而流水线处理机则不是D.与流水线处理机不同，阵列处理机的结构是和所采用的并行算法紧密联系的8.编号为0、1、2、……、15的16个处理器，用单级互连网络互连，用Cube o互连函数时，与第9号处理器相连的处理器编号是( )A.8B.10C.11D.129.编号为0、1、2、……、15的16个处理器，用单级互连网络互连，用Shuffle互连函数时，与第7号处理器相连的处理器编号是( )A.10B.12C.14D.1510.阵列处理机主要实现( )A.程序段的并行B.主存操作的并行C.作业、任务间并行D.操作级并行二、填空题（本大题共20空，每空1分，共20分）请在每小题的空格中填上正确答案。

可编辑修改精选全文完整版《计算机系统结构》练习题一一、单项选择题1．页式虚拟存储器的地址变换对于 D 是透明的.A. 操作系统设计者B. 任何程序员C. 系统结构设计者D. 应用程序员2．以下各类中断中，属于自愿中断的是 C .A. 外部中断B. I/O中断C. 执行“访管”指令D. 机器校验中断3. 高速外部设备磁盘机适合连接于 C .4. 页式虚拟存储器页表的作用是 A .A. 反映虚页在主存的存储情况B. 仅反映虚页是否调入主存C. 反映主存实页与Cache的对应关系D. 反映虚页在辅存的存储情况5．软件和硬件的功能在逻辑上是 C 的.D.软件优于固件6. 计算机中最优化的操作码编码方法是 D .码码C.扩展操作码 D.哈夫曼编码7. 从计算机系统执行程序的角度看，并行性等级由低到高分为四级 A .A．指令内部——指令之间——进程之间——程序之间B．指令之间——指令内部——进程之间——程序之间C．进程之间——指令之间——指令内部——程序之间D．程序之间——进程之间——指令之间——指令内部8. 计算机系统多级层次结构中，操作系统机器级的直接上层是 D .A．传统机器级B．高级语言机器C．应用语言机器级D．汇编语言机器级9.全相联地址映像是指 A .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，而组内任何虚页可以装入任何实页位置D.组间可任意装入，组内是固定装入10．对于同一系列机，必须保证软件能够 C .A．向前兼容，并向上兼容B．向前兼容，并向下兼容C．向后兼容，力争向上兼容D．向后兼容，力争向下兼容11．设有16个处理单元的并行处理机系统, 采用共享主存的方式. 若同时存取16个数据, 为避免存储器访问冲突, 共享主存的多体数量应该为 C 才合理.A. 15B. 16C. 17D. 1912. 软件兼容的根本特征是 C .A. 向前兼容B. 向后兼容C. 向上兼容D. 向下兼容13.在下列机器中，能够实现软件兼容的机器是 B .A. 完全不同种类的机型B. 系统结构相同的机器C. 宿主机和目标机D. 虚拟机14．输入输出系统硬件的功能对 C 是透明的。

《计算机体系结构》期末复习题答案系别_________ 班级_________ 姓名__________ 学号__________一、填空题（每空1分）1.按照弗林（Flynn）分类法，计算机系统可以分为4类：SISD计算机、（SIMD计算机）、（MISD计算机）和（MIMD计算机）。

2. 改进之后的冯•诺依曼计算机的只要特点是存储器为中心，总线结构，分散控制。

3. 当前计算机系统中的存储系统是一个层次结构，其各层分别为：（通用寄存器，高速缓存，主存，辅存，脱机大容量存储器）。

4.高速缓冲存储器的地址映象方式有三种，它们分别是：（全向量方式，直接相联方式，组相联方式）。

5.虚拟存储器的三种管理方式是（段式管理，页式管理和段页式管理）。

6.目前计算机中常用数据有（用户定义数据，系统数据和指令数据）三种类型。

7.通常可能出现的流水线的相关性有（资源相关，数据相关和控制相关）。

8.解决中断引起的流水线断流的方法有（不精确断点法和精确断点法）。

9.目前向量处理机的系统结构有两种：（存储器－存储器型和寄存器－寄存器型）。

10.通用计算机基本指令分为5类，它们分别是：（数据传送类，运算类，程序控制类，输入输出类，处理机控制和调试类）。

11．执行指令x1=x2+x3；x4=x1-x5会引起（RAW）类型的数据相关，执行指令x5=x4*x3；x4=x0+x6会引起（W AR）类型的数据相关，执行指令x6=x1+x2；x6=x4*x5会引起（WA W）类型的数据相关。

12．多计算机网络中，通常出现的4种通信模式是（单播模式，选播模式，广播模式和会议模式）。

13.传统的冯•诺依曼计算机是以控制驱动方式工作，以数据驱动方式工作的典型计算机是（数据流计算机），以需求驱动方式工作的典型计算机是（归约机），以模式匹配驱动方式工作的典型计算机是（人工智能计算机）。

二、名词解释（每题2分）1.计算机体系结构：计算机系统结构就是计算机的机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性，是硬件子系统的概念结构及其功能特性。

计算机系统结构作业参考答案一、1、试述现代计算机系统的多级层次结构。

计算机系统具有层次性，它由多级层次结构组成。

从功能上计算机系统可分为五个层次级别：第一级是微程序设计级。

这是一个硬件级，它由机器硬件直接执行微指令。

第二级是一般机器级，也称为机器语言级。

它由微程序解释机器指令系统.这一级是硬件级。

第三级是操作系统级，它由操作系统程序实现。

这些操作系统由机器指令和广义指令组成，这些广义指令是操作系统定义和解释的软件指令。

这一级也称混合级。

第四级是汇编语言级。

它给程序人员提供一种符号形式的语言，以减少程序编写的复杂性。

这一级由汇编程序支持执行。

第五级是高级语言级。

这是面向用户为编写应用程序而设置的。

这一级由各种高级语言编译程序支持。

2、试述RISC设计的基本原则和采用的技术。

答：一般原则：(1)确定指令系统时，只选择使用频度很高的指令及少量有效支持操作系统，高级语言及其它功能的指令，大大减少指令条数，一般使之不超过100条；(2)减少寻址方式种类，一般不超过两种；(3)让所有指令在一个机器周期内完成；(4)扩大通用寄存器个数，一般不少于32个，尽量减少访存次数；(5)大多数指令用硬联实现，少数用微程序实现；(6)优化编译程序，简单有效地支持高级语言实现。

基本技术：(1)按RISC一般原则设计，即确定指令系统时，选最常用基本指令，附以少数对操作系统等支持最有用的指令，使指令精简。

编码规整，寻址方式种类减少到1、2种。

(2)逻辑实现用硬联和微程序相结合。

即大多数简单指令用硬联方式实现，功能复杂的指令用微程序实现。

(3)用重叠寄存器窗口。

即：为了减少访存，减化寻址方式和指令格式，简有效地支持高级语言中的过程调用，在RISC机器中设有大量寄存嚣，井让各过程的寄存器窗口部分重叠。

(4)用流水和延迟转移实现指令，即可让本条指令执行与下条指令预取在时间上重叠。

另外，将转移指令与其前面的一条指令对换位置，让成功转移总是在紧跟的指令执行之后发生，使预取指令不作废，节省一个机器周期。

2009—2010学年度第一学期2007级《计算机系统结构》期末考试试卷（A）（闭卷）姓名：学号：专业：（注：①考试时间为120分钟；②所有解答必须写在答题纸上.)一、单项选择题（每小题3分,共30分）1．在系列机中发展一种新型号机器，你认为下列（）设想是不行的?【A】新增加字符数据类型和若干条字符处理指令【B】将中断分级由原来的4级增加到5级【C】在CPU和主存之间增设Cache存贮器【D】将浮点数的下溢处理法由原来的恒置“1”法，改为查表舍入法2。

对计算机系统结构来说，不透明的是（）。

【A】存储器采用交叉存取还是并行存取【B】CPU内部的数据通路的宽度是8位还是16位【C】采用浮点数据表示还是标志符数据表示【D】指令采用硬联逻辑实现还是微程序实现3．一个平衡的计算机系统，应该是( ）。

【A】1MIPS的CPU速度【B】1MB的主存容量【C】1Mb/s的I/O吞吐率【D】A、B和C4、( ）设计是现代计算机系统设计所采用的方法.【A】由上往下【B】由下往上【C】由中间开始【D】上下同时开始5．当今微型机中实现软件移植最好的方法是（）。

【A】系列机【B】兼容机【C】仿真技术【D】统一高级语言6、不能够对向量数据结构提供直接支持的是（）数据表示。

【A】向量【B】堆栈【C】描述符【D】A和C7、采用整数边界存储技术,其主要目的是（）。

【A】节约主存空间【B】提高数据的访问速度【C】一个主存周期可取多条指令【D】一个主存周期至少可取到一条指令8、在指令的操作码编码方式中，优化实用的编码是（）。

【A】Huffman编码【B】等长编码【C】Huffman扩展编码【D】BCD码9、流水计算机中将指令Cache和数据Cache分开，主要是为了（）。

【A】提高存储系统的速度【B】增加主存容量【C】解决功能部件冲突【D】解决访存冲突10、当N=16时，能描述4组4元交换的函数是（）。

【A】C1+C2 【B】C0+C1 【C】C0+C2 【D】C2+C3假若编译器优化后能去掉50%的ALU指令，但不能去掉其它三类指令.求优化后的MIPS与优化前的MIPS速率比.三、（10分)设某机器系统指令字长12位，每个操作码和地址均占3位，试提出一种分配方案，使该指令系统有4条三地址指令，8条二地址指令和180条单地址指令。

计算机系统结构__《张晨曦、王志英》课后习题参考答案第1章计算机系统结构的基本概念1.1 解释下列术语层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。

这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。

虚拟机：用软件实现的机器。

翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。

解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。

执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。

计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。

在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。

计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。

计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。

系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。

Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。

程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。

包括时间局部性和空间局部性。

CPI：每条指令执行的平均时钟周期数。

测试程序套件：由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序，用来测试计算机在各个方面的处理性能。

存储程序计算机：冯·诺依曼结构计算机。

其基本点是指令驱动。

程序预先存放在计算机存储器中，机器一旦启动，就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序，自动完成由程序所描述的处理工作。