计算机系统结构复习题(附答案)
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02325计算机系统结构复习题一、单项选择题1.多处理机上两个程序段之间同时有先读后写和先写后读两种数据相关,则(C )A.交换串行B.不能并行执行C.必须并行执行D.顺序串行2.输入输出系统硬件的功能对下面哪一类人员是透明的(A)A.应用程序员B.操作系统程序员C.机器语言程序设计员D.系统结构设计人员3.输入流水线的指令既无局部性相关也没有全局性相关,则( B )A.出现瓶颈B.可获得高的吞吐率和效率C.可靠性提高D.流水线的效率和吞吐率恶化4.相对较好的处理浮点数尾数的下溢的方法是( D )A.舍入法B.恒置1法C.截断法D.查表舍入法5.以下属于操作级并行SIMD计算机的是( A )A.阵列处理机B.多处理机C.超标量处理机D.超流水线处理机6.数据表示的含义是( C )A.程序中的数据格式B.数据结构C.硬件能直接识别引用的数据类型D.数据类型7.下面不是流水机器全局相关的处理方法的是( B )A.采取延迟转移B.堆栈法C.猜测法D.加快短循环程序的处理8.面向堆栈的寻址( D )A.能更好地支持向量的运算B.比面向寄存器的寻址访问速度快C.能更好地支持矩阵运算D.有利于子程序嵌套、递归调用参数、返回地址与现场的保存和恢复9.中断的优先级由高到低的是( D )A.程序性→I/O→机器校验B.外部→重新启动→程序性C.I/O→程序性→掉电D.通路错→程序性→I/O→重新启动10.多端口存储器适合于连接( C )A.机数很多的多处理机B.机数可变的多处理机C.紧耦合多处理机D.松耦合多处理机11.关于归约机的描述正确的是( B )A.归约机不是基于数据流的计算模型B.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C.归约机不是以函数式语言为机器语言D.归约机采是Von Neumann型计算机12.关于静态流水线的描述正确的是( A )A.某一时间内各段只能按一种功能联接流水的多功能流水线B.功能固定的流水线C.各段之间的连接是固定不变D.某一时间内可执行多种功能13.多处理机机间互连采用总线形式的优点是( A )A.结构简单、造价低、可扩充性好B.适用于处理机机数较多的场合C.系统增减模块不方便D.没有访问公用总线的冲突14.位片处理是指计算机采用___________方式对数据进行处理。
计算机系统结构复习题(含答案)计算机系统结构复习题1、虚拟机的概念虚拟机(Virtual Machine)指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。
2、指令系统的设计方法、概念、主要原因、对象、总线的仲裁算法主要原因:因为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。
对象:概念:又称指令集(instruction set)是计算机体系结构设计的核心,是计算机软、硬件接口,是指机器所具有的全部指令的集合。
它反映了计算机所拥有的基本功能。
它是机器语言程序员所看到的机器的主要属性之一。
设计方法:①、首先考虑所应实现的基本功能,确定哪些基本功能应该由硬件实现,哪些功能由软件实现比较合适。
包括指令的功能设计和指令格式的设计;②、在确定哪些基本功能用硬件来实现时,主要考虑3个因素:速度、成本、灵活性;硬件实现的特点:速度快、成本高、灵活性差软件实现的特点:速度慢、价格便宜、灵活性好③、对指令系统的基本要求完整性、规整性、正交性、高效率、兼容性。
总线仲裁算法有:静态优先级算法、固定时间片算法、(动态优先级)算法和(先来先服务)算法3、要实现两条指令在世间上重叠解释步骤是什么?为了实现两条指令在时间上重叠解释:首先需要付出空间代价,如增加数据总线、控制总线、指令缓冲器、地址加法器、相关专用通路,将指令分析部件和指令执行部件功能分开、单独设置,主存采用多体交叉存取,等等。
其次要处理好指令之间可能存在的关联,如转移的处理,指令相关,主存空间数的相关、通用寄存器组的数相关和基址值相关等的处理。
此外,还应合理调配好机器指令的微操作,使“分析”和“执行”的时间尽可能相等,以提高重叠的效率。
4、互连网络的交换方式有(线路交换)、(包交换)和(线路/包交换)5、SIMD互连网络采用(线路)交换,多处理机常采用(包)交换6、与重叠机器一样,流水机器在遇到(转移指令)指令,尤其是(条件转移指令)指令时,效率也会显著下降7、按指令与数据流的多倍性将数据流分为(SISD)、(SIMD)、(MISD)、(MIMD)四类。
计算机系统结构复习试题及答案(⾮计算)⼀.名词解释计算机系统结构: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。
系列机: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。
同构型多处理机系统:由多个同类型或⾄少担负同等功能的处理机组成,它们同时处理同⼀作业中能并⾏执⾏的多个任务。
堆栈型机器:CPU 中存储操作数的单元是堆栈的机器。
累加器型机器:CPU 中存储操作数的单元是累加器的机器。
通⽤寄存器型机器:CPU 中存储操作数的单元是通⽤寄存器的机器。
数据相关:考虑两条指令i 和j,i 在j 的前⾯,如果下述条件之⼀成⽴,则称指令j 与指令 i 数据相关:(1)指令j 使⽤指令i 产⽣的结果;(2)指令j 与指令k 数据相关,⽽指令k ⼜与指令i 数据相关。
定向:⽤来解决写后读冲突的。
在发⽣写后读相关的情况下,在计算结果尚未出来之前,后⾯等待使⽤该结果的指令并不见得是马上就要⽤该结果。
如果能够将该计算结果从其产⽣的地⽅直接送到其它指令需要它的地⽅,那么就可以避免停顿。
向量处理机:指令级并⾏:简称ILP。
是指指令之间存在的⼀种并⾏性,利⽤它,计算机可以并⾏执⾏两条或两条以上的指令。
指令的动态调度:是指在保持数据流和异常⾏为的情况下,通过硬件对指令执⾏顺序进⾏重新安排,以提⾼流⽔线的利⽤率且减少停顿现象。
是由硬件在程序实际运⾏时实施的。
指令的静态调度:是指依靠编译器对代码进⾏静态调度,以减少相关和冲突。
它不是在程序执⾏的过程中、⽽是在编译期间进⾏代码调度和优化的。
失效率:CPU 访存时,在⼀级存储器中找不到所需信息的概率。
失效开销:CPU 向⼆级存储器发出访问请求到把这个数据调⼊⼀级存储器所需的时间。
强制性失效:当第⼀次访问⼀个块时,该块不在Cache 中,需要从下⼀级存储器中调⼊Cache,这就是强制性失效。
计算机系统结构复习题和重点(附答案)一、单项选择题1.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2.系列机软件必须保证()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3.浮点数尾数基值r m=8,尾数数值部分长6位,可表示规格化正尾数的个数是()A.56个B.63个C.64个D.84个4.在IBM370系统中,支持操作系统实现多进程共用公用区管理最有效的指令是()A.“执行”指令B.“程序调用”指令C.“比较与交换”指令D.“测试与置定”指令5.关于非专用总线三种控制方式中,下列叙述错误..的是()A.集中式定时查询,所有部件共用同一条“总线忙”线B.集中式定时查询,所有部件都用同一条“总线请求”线C.集中式独立请求,所有部件都用同一条“总线请求”线D.集中式串行链接,所有部件都用同一条“总线请求”线6.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7.在Cache存储器中常用的地址映象方式是()A.全相联映象B.页表法映象C.组相联映象D.段页表映象8.在指令级高度并行的超级处理机中,下列叙述正确的是()A.超标量处理机利用资源重复,要求高速时钟机制B.超流水线处理机利用资源重复,要求高速时钟机制C.超标量处理着重开发时间并行性,要求高速时钟机制D.超流水线处理机着重开发时间并行性,要求高速时钟机制9.间接二进制n方体网络是一种()A.多级立方体网络B.多级全排列网络C.单级立方体网络D.多级混洗交换网络10.多端口存储器适合于连接A.紧耦合多处理机B.松耦合多处理机C.机数很多的处理机D.机数可变的多处理机二、填空题11.多处理机实现的是___________、___________间的并行。
02325计算机系统结构复习题参考答案1.评价储存系统的指标包括价格、命中率、等效访问时间。
2.计算机硬件和软件在逻辑功能上是等效大,在性能价格实现上是不同滴。
3.cache块大调度算法常有堆栽法和比较发。
4.计算机系统设计方法有由上而下、由下而上、由中间开始。
其中,软硬结合较好是由中间开始。
5.系列机大软件兼容可分为向上、向下、向前、向后兼容;其中之一向上兼容是软件大根本特性。
6.在通到方式i/o传输过程中,用户由管态指令来使用外设,进管后cpu要编制通道程序。
Cpu在执行完通道启动指令后,通道就能并行工作。
7. i/o控制方式分为:程序控制i/o、直接储存器访问dma和i/o处理机。
8.主存有1024页,分为s组,s=1024时成为全相联映像,s=1时则为直接映像。
9.解决cache与主存内容一致的算法是写回法和写直达法。
10.并行性的途径有资源共享、时间重叠和资源重叠。
二、1.冷启动时效率从cache为空开始到cache全满装满这一时期的失效率.2.动态再定位:在程序执行时,通过地址加法器将逻辑地址加上基址寄存器的程序基点地址形成物理地址后进行访存的方法.3.Huffman压缩概念:将出现概率最大的事件用最少的位来表示,而概率最小的事件用较多位表示达到平均速度缩短.4.Mimd:它使用多个控制器来异步地控制多个处理器,从而实现空间上的并行性.5.Lru替换算法:即最近最少使用页面置换算法,是选择近期最少访问页作为被替换的页.6.仿真:用微程序直接解释另一种指令系统的方法.7.并行算法:并行计算中非常重要的问题。
并法研究应该确立一个“理论-设计-实现-应用”的系统方法,形成一个完善的“架构—算法—编程” 方法论,这样才能保证并行算法不断发展并变得更加实用8.中断:在运行一个程序的过程中,断续地以“插入”方式执行一些完成特定处理功能的程序段三、解答题简述开发并行性的三种途径(1)时间重叠是引入时间因素,让多个处理过程在时间上相互错开,轮流使用同一套硬件设备的各个部分,以加快硬件周转使用来赢得速度(2)资源重复是引入空间因素,通过重复设置硬件资源来提高性能(3)资源共享是用软件方法让多个用户按一定时间顺序轮流使用同一套资源,来提高其利用率,相应也就提高了系统的性能2.改进指令系统的方法有:1进一步增进原指令的功能以及设计更为复杂的新指令取代原先软件子程序完成的功能,实现软件功能的硬化,CISC它可以面向目标程序,面向高级语言,面向操作系统的优化;2减少指令的种数和简化指令功能来降低硬件设计的复杂度,提高指令的执行数的RISC。
复习题答案一、填空1.同一存储单元类型特征2.动态优先级先来先服务3.微程序机器语言4.单指令流多数据流多指令流多数据流5.空间代价关联6.转移条件转移7.水平型微码超标量处理8.线路包9.数据驱动需求驱动10.控制器软硬11.机器指令数少存储器内12.n条不同输出13.静态优先级固定时间片14.位串字并位并字串15.细分频带16.部件级系统级17.目的程序相关和中断18.推后分析相关专用通路19.串归约图归约20.通道外围处理机21.数据先进先出22.主存指令23.控制器 I/O设备24指令集通用寄存器25.程序控制器26.快慢27.微指令指令系统28.资源重复资源共享29.操作码地址码30.硬布线微程序31.虚拟机器固件32.1 TFLOPS l Tbyte33.通用利用34.响应处理程序35.容量速度36.直接全相联37.系统宏38.线性非线性39.资源重复同时40.控制流数据流二、选择题1.B2.C3.B4.D5.B6.B7.A8.C9.D 10.A11.A12.B 13.A14.C 15.A16.B 17.D 18.D 19.D 20.C21.D 22.D 23.B 24.A25.A26.A27.B 28.B 29.A30.B31.A32.D 33.C 34.D 35.D36.B 37.D 38.C 39.D 40.A三、综合题1.从计算机语言的角度,把计算机系统按功能划分成以下多级层次结构:2.硬件和软件在功能实现上是等效的,即一种功能可以由软件实现,也可以由硬件实现。
在实现性能上是不等效的。
软件实现的优点是设计容易、改进简单;硬件实现的优点是速度快。
3.计算机系统中软硬件界面的确定,其界面之上的是软件的功能,界面之下的是硬件和固件的功能。
.4.翻译和解释是语言实现的两种基本技术。
它们都是以执行一串N级指令来实现N+1级指令,但二者存在着差别:翻译技术是先把N+1级程序全部变换成N级程序后,再去执行新产生的N级程序,在执行过程中N+1级程序不再被访问。
(完整版)计算机系统结构考试题目及参考答案.doc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。
《体系结构复习题》一、选择题(15分)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.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3.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4.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5.堆栈型机器比通用寄存器型机器优越的是()A.支持先进先出类接替算法的求解B.能更好地支持向量的运算C.支持由逆波兰表达式将高级语言多元赋值语句直接编译生成堆栈指令程序D.能优化存储器的空间利用率6.浮点数尾数基值 r m=8,尾数数值部分长 6 位,可表示的规格化最小正尾数为()A.0.5B.0.25C.0.125D.1/647.在尾数下溢处理方法中,平均误差最大的是()A.截断法B.舍入法C.恒置“1”法D.ROM 查表法8.ILLIAC Ⅳ是一种()A.流水线处理机B.指令重叠处理机C.阵列处理机D.多处理机9.能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属()A.MISDB.SIMDC.MIMDD.SISD10.非线性流水线是指()A.一次运算中使用流水线中多个功能段B.一次运算中要多次使用流水线中的某些功能段C. 流水线中的某些功能段在各次运算中的作用不同D. 流水线中的各个功能段在各种运算中有不同的组合11.流水机器对全局性的相关处理不包括()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12.外部设备打印机适合于连接()A.数组多路通道或选择通道B.字节多路通道或选择通道C.选择通道D.任意一种通道13.虚拟存储器常用的地址映像方式是()A.全相联B.段相联C.组相联D.直接14.下列关于虚拟存储器的说法,比较正确的是()A.访主存命中率随页面大小增大而提高B.访主存命中率随贮存容量增加而提高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15.Cache 存储器常用的地址映像方式是()A.全相联映象B.页表法映象C.组相联映象D.段页表映象16.对系统结构透明的是()A.字符行运算指令B.主存地址寄存器C.虚拟存储器D.VLSI 技术17.汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是经()来实现的。
《计算机系统结构》期末考试复习题一、选择题:1、我们称由(B )实现的机器为虚拟机器。
A、硬件B、软件C、微程序D、固件2、计算机系统结构设计者所关心的是(C )所看到的的计算机结构。
A、硬件设计人员B、逻辑设计人员C、机器语言或汇编语言程序员D、高级语言程序员3、计算机组成是计算机系统结构的(B )。
A、硬件实现B、逻辑实现C、软件实现D、以上三种4、在计算机系统设计时,为了提高系统性能,应当注意(A )。
A、加快经常性使用指令的执行速度B、要特别精心设计少量功能强大的指令B、要减少在数量上占很小比例的指令的条数D、要加快少量指令的速度5、SIMD计算机可以处理(D )。
A、多指令流、单数据流B、单指令流单数据流C、多指令流多数据流D、单指令流多数据流6、在提高CPU性能的问题上,从系统结构角度,可以(C )。
A、提高时钟频率B、减少程序指令条数C、减少每条指令的时钟周期数D、减少程序指令条数和减少每条指令的时钟周期数7、冯.诺依曼计算机是(B )。
A、以存储器为中心B、以CPU为中心C、以处理输入/输出危重点D、以存储器与计算器为中心8、解决软件移植最好的办法就是(C )。
A、采用模拟方法B、采用仿真的方法C、采用统一高级语言D、采用统一标准设计计算机结构9、对计算机系统结构,下列透明的是(A )。
A、数据总线宽度B、浮点数表示C、CPU寄存器个数D、存储器的编址方法10、以下对系统程序员不透明的是(B )。
A、系列机各档不同的数据通路宽度B、虚拟存储器C、指令缓冲寄存器D、存储器读写缓冲寄存器11、在浮点数表示中,尾数的位数多少主要影响( B )。
A、表数范围B、表数精度C、表数效率D、运算实现容易程度12、当浮点数的尾数基值为(A )时,其表数效率最高(假如不考虑隐藏位)。
A、16B、8C、4D、213、当浮点数的尾数基值为( D )时,其表数精度最高,表数范围最大。
A、2B、8C、16D、2或414、当浮点数的尾数用原码表示,基值为2,阶码用移码表示,基值为2时,若尾数部分占23位(不含符号位),阶码占8位(含符号位),则表示的最大负数和最大正数分别为( C )。
体系结构复习题及答案一、选择题1. 体系结构中,CPU的指令周期包括哪几个阶段?A. 取指令、译码、执行、访存、写回B. 取指令、译码、访存、执行、写回C. 取指令、译码、执行、访存、中断D. 取指令、译码、执行、中断、写回答案:A2. 在计算机体系结构中,流水线技术的主要目的是?A. 提高CPU的时钟频率B. 减少指令的执行时间C. 增加CPU的功耗D. 减少数据传输的延迟答案:B3. 以下哪项不是计算机体系结构中的并行处理技术?A. 超标量架构B. 向量处理C. 多线程D. 单指令流单数据流(SISD)答案:D二、填空题4. 在计算机体系结构中,__________是指CPU在执行指令时,能够同时处理多个数据的能力。
答案:数据并行性5. 现代计算机体系结构中,多核处理器的设计是为了提高__________。
答案:并行处理能力6. 虚拟内存技术的主要优点是__________。
答案:扩大可用内存空间三、简答题7. 请简述冯·诺依曼体系结构的主要特点。
答案:冯·诺依曼体系结构的主要特点是将程序指令存储和数据存储在同一内存空间中,采用顺序执行指令的方式,并且具有集中控制的特点。
8. 描述一下超标量处理器与超流水线处理器的区别。
答案:超标量处理器是指在每个时钟周期内可以发射并执行多条指令的处理器,而超流水线处理器则是通过将指令执行过程划分为更多的阶段,使得多个指令可以在不同的阶段并行执行,从而提高处理器的吞吐率。
9. 什么是缓存一致性问题,以及它是如何在多处理器系统中解决的?答案:缓存一致性问题是指在多处理器系统中,当多个处理器共享同一数据的缓存时,如何确保每个处理器看到的是最新的数据。
这通常通过缓存一致性协议来解决,如MESI协议,该协议确保当一个处理器修改了缓存中的数据时,其他处理器的相应缓存行会被更新或失效。
四、计算题10. 假设一个处理器的时钟频率为2GHz,流水线深度为5,计算其理论峰值性能。
计算机系统结构复习题和重点(附答案)一、单项选择题1.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2.系列机软件必须保证()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3.浮点数尾数基值r m=8,尾数数值部分长6位,可表示规格化正尾数的个数是()A.56个B.63个C.64个D.84个4.在IBM370系统中,支持操作系统实现多进程共用公用区管理最有效的指令是()A.“执行”指令B.“程序调用”指令C.“比较与交换”指令D.“测试与置定”指令5.关于非专用总线三种控制方式中,下列叙述错误..的是()A.集中式定时查询,所有部件共用同一条“总线忙”线B.集中式定时查询,所有部件都用同一条“总线请求”线C.集中式独立请求,所有部件都用同一条“总线请求”线D.集中式串行链接,所有部件都用同一条“总线请求”线6.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7.在Cache存储器中常用的地址映象方式是()A.全相联映象B.页表法映象C.组相联映象D.段页表映象8.在指令级高度并行的超级处理机中,下列叙述正确的是()A.超标量处理机利用资源重复,要求高速时钟机制B.超流水线处理机利用资源重复,要求高速时钟机制C.超标量处理着重开发时间并行性,要求高速时钟机制D.超流水线处理机着重开发时间并行性,要求高速时钟机制9.间接二进制n方体网络是一种()A.多级立方体网络B.多级全排列网络C.单级立方体网络D.多级混洗交换网络10.多端口存储器适合于连接A.紧耦合多处理机B.松耦合多处理机C.机数很多的处理机D.机数可变的多处理机二、填空题11.多处理机实现的是___________、___________间的并行。
12.计算机系统弗林分类法,把计算机系统分成单指令流单数据流(SISD)、单指令流多数据流(SIMD)、___________和___________四大类。
13.实现程序移植的主要途径有统一高级语言、系列机、___________与___________。
14.输入输出系统的发展经历3个阶段,相应对应于3种方式,即程序控制I/O(包括全软的、程序查询的、中断驱动的)、___________与___________方式。
15.引入数据表示的两条基本原则是:一看系统的效率有否提高;二看数据表示的___________性和___________率是否高。
16.在存储体系中,Cache存储器对应用程序员是___________的,对系统程序员是___________的(填“透明”或“不透明”)。
17.虚拟存储器按映象算法不同,存储管理方式有段式、___________式和___________式3种。
18.“一次重叠”解释时,第K+1条指令需等K条指令执行后才能形成,称此时发生了“___________相关”。
若第K条指令的结果数地址与第K+1条指令的源数地址一样时,称发生了“___________相关”。
19.某阵列处理机共有l6个(0~15)处理单元,用单级PM2-3互连网络连接,第5号处理单元将连至第___________号处理单元,第9号单元将连至第___________号处理单元。
20.阵列处理机按存储器的组织方式不同,分为两种不同的基本构形,一种是采用___________存储器的阵列处理机构形,另一种是具有___________共享存储器的阵列处理机构形。
三、简答题21.简要解释提高计算机系统并行性的三个技术途径。
22.简述使用多处理机的目的和多处理机具备的特点。
23.简述流水处理机处理全局性相关的各种办法。
24.对于二级虚拟存储层次,其等效访问时间与主、辅存的访问时间有什么关系?可采取哪些措施提高存储层次的等效访问速度?(至少提出两种)25.简述程序的动态再定位的思想。
四、简单应用题26(1)计算每台设备传送数据两次请求的时间间隔;(2)当所有设备同时要传送数据时,求其对通道要求的总流量f byte;(3)让通道以极限流量f max·byte=f byte的工作周期工作,求通道的工作周期T?27.在集中式主存的阵列处理机中,处理单元数为4,为了使4×4的二维数组A的各元素a ij(i=0~3,j=0~3)在行、列、主/次对角线上均能实现无冲突访问,请问数组各元素在存储器各分体(分体号从0开始)中的分布情况(假设a00已存放在分体号为3,体内地址为0的位置)。
五、综合应用题28.在多处理机上求解x=a(b+c(d+e))+f(g+h·l),利用减少树高来尽可能加快运算速度。
(1)画出在3台处理机上并行运算的树形流程图。
(2)求P=3时,运算级数T P,单处理机串行级数T l,加速比S P和效率E P的值。
29.有一个双输入端的加—乘双功能静态流水线,由经过时间为Δt、2Δt、2Δt、Δt的1、2、3、4四个子过程构成。
加按1-2-4连接,乘按1-3-4连接,流水线输出设有数据缓冲器,也可将数据直接返回输入。
现要执行A*(B+C*(D+E*F))+G*H的运算,①调整计算顺序,画出能获得吞吐率尽量高的流水时空图,标出流水线入、出端数据的变化情况;②求出完成全部运算的时间及此期间流水线的效率和吞吐率。
一、单项选择题D.C.A.C.C B.C.D.A.A二、填空题11.作业,任务12.多指令流单数据流多指令流多数据流13.模拟仿真14.直接存储器访问DMA I/O处理机15.通用利用16. 透明透明17.页段页18. 指令先写后读19. 13 120. 分布式集中式三、简答题21. 时间重叠:引入时间因素,是让多个处理过程在时间上相互错开,轮流使用同一套硬件设备的各个部分,以加快硬件周转使用来赢得速度。
资源重复:是引入空间因素,通过重复设置硬件资源来提高性能。
资源共享:是利用软件方法让多个用户按一定时间顺序轮流使用同一套资源,来提高其利用率,相应也就提高了系统的性能。
22.使用多处理机的目的:一是用多台处理机进行多任务处理协同求解一个大而复杂的问题来提高速度。
二是依靠多余的处理机及其重组来提高系统的可靠性,适应性和可用性。
处理机具备的特点:(1)结构灵活性(2)程序并行性(3)并行任务派生(4)进程同步(5)资源分配和任务调度23. (1)猜测法。
猜选其中一个分支继续流入,待条件码形成后再决定是继续执行,还是作废,按另一分支重新流入。
(2)加快和提前形成条件码:加快单条指令内部条件的形成,不等指令执行完提前形成反映运算结果的条件码,在一段程序内提前形成条件码。
(3)采用延迟转移。
用软件方法进行静态指令调度的技术。
其他补充:存储器带宽为存储器在连续访问时的数据吞吐速率。
带宽的单位通常是每秒简答:实现软件移植的主要途径有哪些?它们存在什么问题?适用于什么场合?参考答案:(1)采用系列机方法,只能在具有相同系统结构的各种机器之间实现软件移植,一般是一个厂家生产的机器(2)采用模拟与仿真的方法,可在不同系统结构的机器之间相互移植软件,对于使用频率较高的指令,尽可能用仿真方法以提高运算速度,而对于使用频率低且难于用仿真实现的指令则用模拟方法来实现。
(3)采用统一的高级语言方法,可以解决结构相同或完全不同的各种机器上的软件移植,但是,要统一高级语言,语言的标准化很重要,但难以在短期内解决。
名词解释:计算机系统结构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,这里的程序设计者所看到的计算机属性是指为机器语言或编译程序设计者所看到的计算机属性,是硬件子系统的概念性结构及其功能特性,它是计算机系统的软、硬件的界面。
仿真仿真是指用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法。
MFLOPSMFLOPS=物理地址cache存储系统物理地址cache存储系统是指cache、主存、磁盘这三个存储器分别构成"cache-主存"和"主存-磁盘"两个存储系统存储器带宽钟传送的位数或字节数向量化编译器。
将标量运算进行向量化或者将向量运算进行适当的修改使之能够进入向量处理进行向量处理的编译器就叫做向量化编译器向量流水处理机处理机具有向量数据表示,并通过向量指令对向量的各元素进行处理。
死锁的产生和避免死锁的产生和避免:缓冲区或通道上的循环等待可能产生死锁,利用虚拟通道可以解决死锁。
存储转发寻径(store and forward routing)存储转发寻径:在存储转发网络中包是信息流的基本单位,每个结点有一个包缓冲区。
包从源结点经过一系列中间结点到达目的结点。
当一个包到达一个中间结点时,它首先被存入缓冲区,当所要求的输出通道和接收结点的包缓冲区可使用时,然后再将它传送给下一个结点。
混合型网络混合型网络:指一个互连网络中混合了多种网络。
全书综合重点考察的地方主要有:数据表示中在非负阶,正尾数,规格化情况下,球最小尾数值,最大尾数值,可表示的最小值,最大值,总个数等。
存储体系中页面替换算法,重点LRU算法。
流水线中时空图,加速比等重要指标的计算。
阵列处理机中混洗交换网络。
另外,中断的原理和处理过程也需要多注意了解。
同学们也可以多结合讲过的课本上的题目,了解一下本章重点考察的地方。