人武12计科复习计算机系统结构
一、单项选择题：（10*2=20分）二、填空题（ 10*2=20分）
三、名词解释（4*3=12分）四、简答题：（3*6=18分）
五、分析计算题（4*5=20分）六、综合应用题（1*10=10分）
第一章：
1、计算机中属于计算机实现的有哪些？
答：属于计算机实现的是：
a）处理器、主存的物理结构
b）涉及的专用器件
c）信号传输
d）器件的集成度和速度
2、计算机中属于计算机组成的有哪些？
答：属于计算机组成的是：
a）数据通路宽度
b）可靠性技术
c）缓冲和排队技术
3、某个时期投入市场的某种型号机器编制的程序，不加修改地就能运行于在它之后投入市场的机器，称为向后兼容的机器。
4、某档机器编制的程序，不加修改的就能运行于比它高档的机器称为向上兼容的机器。
5、计算机系统部件加速比指可改进部分改进以后的性能提高一般情况下它是大于１的。
6、计算机系统部件可改进比例：可改进部分在原系统计算时间中所占的比例小于等于１
7、计算机系统所有的性能评测均是针对时间长短进行的。
8、一个具有高性能价格比的计算机系统是一个带宽平衡的系统。
9、传统机器级的机器语言是该机的指令集，程序可以由微程序进行解释（仿真)。
10、微程序机器级的机器语言是微指令集，微程序一般是直接由硬件解释实现的。
11、Amdahl定律有什么作用？
答：Amdahl定律既可以用来确定系统中对性能限制最大的部件，也可以用来计算通过改进某些部件所获得的系统性能的提高。
12、IC：程序执行过程中所处理的指令数，记为IC。
13、CPI：程序执行过程中每条指令执行所需要的平均时钟周期数称为CPI 。
14、兼容机的优势：由于采用新的计算机组成和实现技术，因此具有较高的性能价格比；
15、兼容机：不同厂家生产的具有相同指令集结构的计算机称为兼容机。
16、系列机：在一个厂家内生产的具有相同的体系结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器称为系列机。
17、软件兼容：同一个软件可以不加修改地运行于体系结构相同的各档机器，而且它们所获得的结果一样，差别只在于有不同的运行时间。
18、程序的时间局部性：程序即将用到的信息很可能就是目前正在使用的信息。
19、程序的空间局部性：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。
20、简述计算机体系结构、计算机组成、计算机实现三者的关系和相互影响是怎样的？
答：计算机系统结构是计算机系统的软、硬件分界面，是机器语言程序设计者或是编译程序生成系统为使其设计或生成的程序能在机器上运行所看到的计算机属性；
计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现，具有相同系统结构的计算机可以有多种计算机组成。
计算机实现是计算机组成的物理实现，一种计算机组成可以采用多种不同的计算机实现。
21、性能设计和评价的三条基本原则和方法是怎样的？
答：大概率事件优先的原则：对于大概率事件（最常见的事件），赋予它优先的处理权和资源使用权，以获得全局的最优结果。（
Amdahl定律：加快某部件执行速度所获得的系统性能加速比，受限于该部件在系统中所占的重要性。
程序的局部性原理：程序在执行时所访问地址的分布不是随机的，而是相对地簇聚；这种簇聚包括指令和数据两部分.
22、提高并行性的技术途径有哪3种？各是如何实现提高并行性的？
答：（1）时间重叠：多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转而赢得速度。
（2）资源重复：根据“以数量取胜”的原则，通过重复地设置资源，尤其是硬件资源，以大幅度提高计算机系统的性能。
（3）资源共享：这是一种软件方法，它使多个任务按一定时间顺序轮流使用同一套硬件设备。
23、从执行程序的角度看，并行性等级从低到高可可分为哪几级？
答：从处理数据的角度来看，并行性等级从低到高可分为：
指令内部并行：指令内部的微操作之间的并行。
指令级并行：并行执行两条或多条指令。
线程级并行：并行执行两个或两个以上的线程。
任务级或过程级并行：并行执行两个或多个过程或任务(程序段)。
作业或程序级并行：在多个作业或程序间的并行。
24、某台主频为800MHz的计算机执行标准测试程序，程序中指令类型、执行数量和平均时钟周期数
如下：
求该计算机的有效CPI、MIPS和程序执行时间。
解：
（1）CPI ＝(65000×1＋60000×2＋8000×5＋4500×2) / 137500
＝1.7018
（2）MIPS速率＝f/ CPI
＝800/1.7018
＝470.0905MIPS
（3）程序执行时间= （65000×1＋60000×2＋8000×5＋4500×2) ／800
=292.5s
25、将计算机系统中某一功能的处理速度提高到原来的40倍，该功能的处理时间仅占整个系统运行时间的20%，则采用此提高性能的方法后，能使整个系统的性能提高多少？
解：由题可知，可改进比例 = 20% = 0.2
部件加速比 = 40
根据Amdahl定律可知：总加速比 =1/(1-0.2+0.2/40)=1.2579
采用此提高性能的方法后，能使整个系统的性能提高到原来的1.2579倍。
第二章
1、CISC计算机的主要特征有：
通用寄存器结构、多周期执行、寻址方式多、微程序控制器
2、RISC计算机主要特征有：
单周期执行、寻址方式少、硬布线控制器、寄存器数量多
3、指令集结构设计所涉及的内容有：
(1) 指令集功能设计 (2) 寻址方式的设计
(3) 操作数表示和操作数类型
(4) 寻址方式的表示 (5) 指令集格式的设计
