计算机系统结构前60分复习资料手打

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1、1.现代通用计算机系统可分为哪几级，它们的相对位置是什么？按由高到底的次序分别是应用语言机器级，高级语言机器级，汇编语言机器级，操作系统机器级，传统机器语言机器级和微程序机器级。2.什么是并行性？提高计算机系统并行性的技术途径有哪三个？并解释，各举一系统类型例子。并行性是指问题中具有可同时进行运算或操作的特性；并行性的技术途径有时间重叠，资源重复，资源共享；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，例子如流水处理机CRAY-1；资源重复：引入空间因

2、素，通过重复设置硬件资源来提高性能，通过例子如阵列处理机ILLIACIV；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，例子如多道程序分时系统。3.单指令流多数据流的并行处理机在系统组成上应包含哪些部分和功能？（1）用专门的并行算法对数组，向量中得元素进行并行处理。（2）用一台高性能处理机来进行标量处理和控制互连网络的连接。（3）用一台管理处理剂来运行系统程序和输入输出任务。4.概要叙述软硬件取舍的基本原则。第一个原则是应考虑在现有的硬件条件下，系统要有高的性能价格

3、比。第二个原则是要考虑到准备采用和可能采用的组成技术。第三个原则是，从“硬”“软”两个角度考虑采用的技术成果和采纳的硬件支持。5.什么是软件的向上兼容和向下兼容，系列机对软件兼容的要求是什么？软件向上或下兼容指的是按某档机器编制的软件，不加修改就能运行于比它高低档的机器上，系列机软件兼容的基本要求是必须保证向后兼容，力争向上兼容。6.叙述耦合度的定义，并简单叙述什么是最低，松散和紧密耦合？耦合度反应多机系统中各机间物理连接的紧密度和交叉作用能力的强弱。最低耦合指各计算机之间无物理连接，也无共享的联机硬件资源。松散耦合指多台计算

4、机体通过通道或通信线路实现互连，共享某些外围设备。紧密耦合指多台计算机经总线或高速开关互连，共享主存，有较高的信息传输速率。7.根据弗林分类法，计算机系统可分为几大类？简单介绍这几大类系统。分为单指令流单数据流SISD，单指令流多数据流SIMD，多指令流单数据流MISD和多指令流多数据流MIMD。8.分析并行处理机，单处理机流水方式，多处理机和单处理一次重叠方式这四种系统，各能达到什么并行性等级？各自遵循何种并行性途径发展来的？并行处理机，操作级并行，资源重复。单处理机流水，操作或指令步骤并行，部件级时间重叠。多处理机，指令，

5、任务程序，作业全面并行，时间重叠和资源共享。一次重叠的单处理机，指令级操作步骤并行，时间重叠。9.根本器件的功能.器件可分为哪几类，它们的区别是什么？分为非用户片，现场片和用户片，非用户片的功能是由器件厂生产定死的，器件的用户只能用不能改，现场片用户可以根据需要改变一部分内部功能。用户片是专门接用户要求生产的高度集成器件。10实现软件移植的途径有哪些？各受什么限制？软件移植的途径主要有：统一高级语言，设计系列机，模拟与仿真。统一高级语言，可以解决结构相同或完全不同的机器间的软件移植，从长远看是方向，但目前难以解决，只能作相对统

6、一。系列机，只能实现同一系列内的软件兼容，虽然允许发展变化，但兼容的约束反过来会阻碍系统的结构取的突破性的进展。模拟与仿真，模拟灵活，可实现不同系统间的软件移植，但结构差异太大时，效率，速度会急剧下降。仿真在速度上的损失小，但不灵活，只能在差别不大的系统间使用，否则效率会过低且难以仿真，需与模拟结合才行。11.设计指令系统时，以乘法运算为例，简述系统结构设计，计算机组成设计，计算机实现各种应考虑的问题。系统结构设计考虑是否要设置乘法指令。计算机组成设计考虑是否要配置高速乘法器。计算机实现考虑的是组成高速乘法器或加法-移位器的器

7、件集成度，类型数量以及微组装的技术。12简述实现软件移植的统一高级语言的途径存在的问题。问题是至今虽然有上百种高级语言，但没有一种是对各种应用通用的。第一.不同的用途语言要求的语言语法，语义结构不同；第二，人们对语言的基本结构看法不一；第三，即使同一高级语言在不同厂家的机器上也不能完全通用；第四，人们不愿抛弃惯用的语言，不愿抛弃长期积累的，用原有语言编写且已被实践证明是正确的软件。13.当浮点数尾数基值Rm增大时，对机器数的表示会产生什么影响？可扩大浮点数可表示数的范围，增加可表示的数的个数，减少运算数中得移位次数，降低数的可

8、表示精度，提高运算速度等。14.列举面向目标程序优化实现改进的几种思路。第一种思路是通过大量已有机器的机器语言程序及执行情况进行统计各种指令和指令串的使用频度来加以分析和改进。第二种思路是增设强功能复合指令来取代原先是由常用宏指令或子程序实现的功能。15.列举RISC的优点，