计算机体系结构复习资料

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1、第一章1、计算机体系结构：计算机体系结构是程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。(Amdahl提出的系统结构实际上指传统机器语言级程序员所能看到的计算机属性。)　2、透明性：本来是存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性（transparency），在一个计算机系统中，低层机器的属性对高层机器的程序员往往是透明的，如传统机器级的概念性结构和功能特性，对高级语言程序员来说是透明的。3、计算机系统结构、计算机组成、计算机实现之间的关系：计算机系统结构指的是计算机系统的软、

2、硬件的界面，即机器语言程序员所看到的传统机器级所具有的属性。计算机组成：指的是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。它着眼于物理机器级内各事件的排序方式与控制方式、各部件的功能以及各部件之间的关系。计算机的实现：指的是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。它着眼于器件技术和微组装技术，其中器件技术在实现技术中起主导作用。4、系列机的软件兼容方式：软件兼容

3、有（向上兼容）和（向下兼容）之分，又有（向前兼容）和（向后兼容）之分。系列机软件必须保证（向后兼容），力争（向上兼容）。兼容机：不同制造商生产的具有相同系统结构的计算机。系列机：在一个厂家内生产的具有相同的体系结构，但具有不同组织和实现的一系列不同型号的机器。5. 软件兼容：同一个软件可以不加修改第运行于体系结构相同的各档及其，而且它们所获得的结果一样，差别只在于运行时间不同。6、并行性的概念：指计算机系统在同一时刻或者同一时间间隔内进行多种运算或操作。只要在时间上相互重叠，就存在并行性。他是同时性

4、和并发性两种含义。同时性：两个或两个以上的事件在同一时刻发生。并发性：两个或两个以上的事件在同一时间间隔内发生。从处理数据的角度并行性从低到高分为：a、字串位串：每次只对一个字的一位进行处理。这是最基本的串行处理方式，不存在并行性b、字串位并：同时对一个字的全部位进行处理，不同字之间是串行的。已开始出现并行性。c、字并位串：同时对许多字的同一位进行处理，这种方式具有较高的并行性。d、全并行：同时对许多字的全部位或部分位进行处理，这是最高一级的并行。从执行角度来看，并行性从低到高依次分为：a、指令内部

5、并行：单条指令中各微操作之间的并行。b、指令级并行：并行执行两条或两条以上的指令。c、线程级并行：并行执行两个或两个以上的线程，通常是以一个进程内派生的多个线程为调度单位。d、任务级或过程级并行：并行执行两个或两个以上的过程或任务，以子程序或进程为调度单元。e、作业或程序级并行：并行执行两个或两个以上的作业或程序。7、提高并行性的技术途径：（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：通过重复设置资源，尤其是硬件资源，

6、大幅度提高计算机系统的性能。（3）资源共享：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。8、多机系统的耦合度分类：（1）最低耦合：除通过某种中间存储介质之外，各计算机之间没有物理连接，也无共享的联机硬件资源。（2）松散耦合：通过通道或通信线路实现计算机间互连，共享某些外围设备，机间的相互作用是在文件或数据集一级进行。（3）紧密耦合：机间物理连接的频带较高，往往通过总线或高速开关实现互连，可以共享主存。计算题：哈夫曼1、码长表示法：2—4—6(有三种长度，两位的、四位的、六位的)

7、2、码点表示法：3/6/4（最短的有三条，最长的有四条，中间长度对应为6条）3、2—4最多码点数：13解释：2可以有00、01、10、11四种，但是必须是2-4扩展至少有一个为两位，其他的可以在前面扩展两位，每个可以对应四种例如对于01可以变成：0001、0101、1001、1101，所以总共加起来最多只能是3*4+1=13种4、以下四种编码中：不是2-4扩展的是（D）A:1/2B:2/8C:3/4D:4/8大题：有一台模型机，有以下七种不同的指令，使用频率表示如下：T1:20%T2:12%T3:1

8、1%T4:15%T5:8%T6:3%T7:2%T8:18%T9:10%T10:1%（1）上图为哈夫曼编码图：平均长度为2*20%+3*（10%+11%+12%+15%+18%）+4*8%+5*3%+6*(1%+2%)=3.03可以表示成：00、010、011、100、101、110、1110、11110、111110、111111（2）若用定长操作码表示至少需要多少位？答：至少需要4位（3）用扩展操作码（只有两位）可以有多种方式表示，要求平均长度不能大于3.2，给出最