冯诺依曼机的核心思想（特点）：存储程序，运算器为中心，集中控制。
冯诺依曼机的结构：（运算器、控制器、存储器、输入输出设备）
冯诺依曼机的改进：不变的：存储程序 改变的：存储器为中心，总线结构，分散控制
虚拟计算机从不同角度所看到的计算机系统属性是不同的。
计算机系统的层次结构：第0级-硬联逻辑（硬件设计员） 第1级-微程序（逻辑设计员）由硬件实现。第2级-机器语言（机器语言程序员） 第3级-操作系统（系统操作员） 第4级-汇编语言（汇编语言程序员）
第5级-高级语言（高级语言程序员） 第6级-应用程序（用户）都由软件实现。称为虚拟机。
从学科领域来划分 第0级和第1级属于计算机组成与系统结构，第2级至第5级是系统软件，第6级是应用软件。
透明性定义：本来存在的事物或属性，从某种角度看似乎不存在。
例如： CPU类型、型号、主存储器容量等
对应用程序员 透明
对系统程序员、硬件设计人员 不透明
例如：浮点数表示、乘法指令
对高级语言程序员、应用程序员 透明
对汇编语言程序员、机器语言程序员 不透明
例如：数据总线宽度、微程序
对汇编语言程序员、机器语言程序员 透明
对硬件设计人员、计算机维修人员 不透明
数据表示：硬件能够直接认别和处理的数据类型；
寻址方式：寻址单位、寻址方式的种类和地址运算等；
寄存器组织：操作数寄存器，变址寄存器，控制寄存器及专用寄存器的定义、数量和使用规则等；
指令系统：操作类型、格式，指令间的排序控制等；
中断系统：中断类型、中断级别和中断响应方式等；
存储系统：编址单位、编址方式和最大寻址空间等；
处理机工作状态：定义和切换方式，如管态和目态等；
输入、输出系统： 数据交换方式、交换过程的控制等；
信息保护：信息保护方式和硬件对信息保护的支持等。
计算机系统结构定义1：程序员所看到的计算机系统的属性，即概念性结构和功能特性
计算机系统结构题库
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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—1
2. 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—1
3. 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—1
4. 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—2
5. 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—2
6. 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—2
7. 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—2
8. 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 计算机系统结构题库
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。
一、选择题
1、 对汇编语言程序员，下列（A ）不是透明的。
A: 中断字寄存器 B: 乘法器 C: 移位器 D: 指令缓冲器
2、 假设对A机器指令系统的每条指令的解释执行可直接由B机器的一段微程序解释执行，则A称为（D ）。
A: 仿真机 B: 宿主机 C: 虚拟机 D: 目标机
3、 1. 查看下面三条指令：V3←A；V2←V0+V1；V4←V2*V3；假设向量长度小于64,且前后其他的指令均没有相关性，数据进入和流出每个功能部件，包括访问存储器都需要一拍的时间，假设向量的长度为N。三条指令全部采用串行的方法，那么执行的时间是：
A: 3N+20 B: 3N+21 C: 3N+22 D: 3N+23
4、 某向量处理机有16个向量寄存器，其中V0-V5种分别存放有向量A,B,C,D,E,F,向量的长度是8,向量各元素均为浮点数；处理部件采用两个单功能流水线，加法功能部件时间为2拍，乘法功能部件时间为3拍。采用类似CRAY-1的链接技术，先计算(A+B)*C,在流水线不停的情况下，接着计算(D+E)*F。求此链接流水线的通过时间是多少拍?（设寄存器出入各需1拍）
A: 8 B: 9 C: 17 D: 18
5、 设有一个4个处理器的MIMD系统，假设在系统中访存取指和取数的时间可以忽略不计；加法与乘法分别需要2拍和4拍；在MIMD系统中处理器（机）之间每进行一次数据传送的时间为1拍；在MIMD系统中，每个PE都可以和其它PE有直接的的通路。
求利用此系统计算表达式所需的节拍数。
A: 23 B: 12 C: 11 D: 10
6、 以下哪些是周期窃取方式的特点？
A : 硬件结构简单
B : 硬件结构复杂
C : 数据输入或输出过程中占用了CPU时间
D : 数据输入或输出过程中不占用CPU时间
