计算机体系结构考试题目及参考答案

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1、.1、简述：1）计算机体系结构研究的目的；2）计算机系统中并行性的层次划分。目的是：研究计算机体系结构的目的是提高计算机系统的性能。所谓并行性(parallelism)是指在同一时刻或是同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不相同的工作。只要时间上互相重叠，就存在并行性。从执行程序的角度看，并行性等级从低到高可分为：(1)指令内部并行：指令内部的微操作之间的并行。(2)指令级并行：并行执行两条或多条指令。(3)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)。(4)作业或程序级并行：在多个作业或程序间的并行。从处理数据的角度，并行性等级从低到高可以分为：　　(1)字串

2、位串：同时只对一个字的一位进行处理。　　(2)字串位并：同时对一个字的全部位进行处理。　　(3)字并位串：同时对许多字的同一位（称位片）进行处理。　　(4)全并行：同时对许多字的全部或部分位进行处理。2、简述：1）计算机体系结构、计算机组成、计算机实现的研究内容；2）这三者之间的关系（要求附图说明）与系列机的定义。（书P4）1)计算机体系结构包括：计算机指令系统，计算机组成，和计算机硬件（实现）计算机组成：计算机系统中各个功能部件及连接的设计；计算机实现：包括逻辑设计，集成电路工艺，封装等。三个不同的概念，具有层次关系n同一种体系结构定义下有多种组成方案，同一种组成方案下又有多种实

3、现方法...在同一体系结构下，采用不同的计算机组成和实现，生产出一系列性能不同而软件兼容的机器，满足不同用户需求——系列机1、简述：1）程序局部性原理；2）程序局部性原理在多级存储体系中的应用。1）程序局部性原理包括时间局部性和空间局部性时间局部性：如果被访问过的存储器地址在较短时间内被再次访问，则程序具有良好的时间局部性。在一定的时间内，重复访问同一个地址的次数越多，时间局部性越好。空间局部性：如果程序访问某个存储器地址后，又在较短时间内访问临近的存储器地址，则程序具有良好的空间局部性。两次访问的地址越接近，空间局部性越好。2）多级存储体系：寄存器，cache，RAM,辅助存储。

4、由于容量越大，存储速度越慢；速度越快，单位容量的价格越昂贵；由于程序的局部性原理，只要将一部分运行的程序调入内存，把经常要用的放入cache来提高程序的运行速度，和节约成本。4、简述提高存储器带宽的主要途径。简述：1）存储系统性能评价的关键指标，2）提高存储系统性能的基本途径。1）（书P196-200）增加存储器宽度，多提交叉存储器，独立存储体。关键指标是存储容量、访问时间、存储周期和价格。2)...5、超长字存储方案单缓冲结构图（读写）及工作原理简述。（1）访问地址中的“行地址”与行地址寄存器比较；（2）如果比较“=”，则用访问“行内地址”通过多路分配器/选择器对缓冲行的对应单元

5、进行读/写，如果写入则设置修改标志位，操作结束（3）如果比较“≠”，则先将行缓冲中的已修改数据写回存储体，即根据修改标志启动对应存储体，用关联行地址写入修改单元内容...（4）用访问“行地址”启动存储体（整体），读出访问行打入行缓冲，并清除全部修改标志位；（5）如果读操作，则用访问“行内地址”通过多路分配器/选择器读出缓冲行的对应单元输出到数据总线，转（7）刷新行地址寄存器，结束（6）如果写操作，则用访问“行内地址”通过多路分配器/选择器对缓冲行的对应单元写入总线数据，并设置修改标志位；（7）用访问行地址刷新行地址寄存器，操作结束6、超长字存储方案双缓冲结构图（读出）及工作原理简述

6、。7、简述虚拟存储器中的两级地址变换过程（要求附图说明）与地址变换的加速...方法。地址变换加速的方法：利用程序局部性原理，将最近几次页面地址变换结果（虚页号->实业号）放入TLB表中，可以压缩地址变换级数（PPT2.32）；8、简述4路组相联Cache的工作机制，并画出（读出）逻辑结构图。...1.从用组号=地址/组数得到组号2.将该组的所有行标志（高地址）与给出的标志比较3.如果相等则通过选择器读出对应的要访问的地址内的数据送上数据总线4.如果不相等，则从主存中读取数据，并更新该组中的某一行。9、简述2路组相联Cache的工作机制，并画出（读写）逻辑结构图。...1.从用组号=

7、地址/组数得到组号2.将该组的所有行标志（高地址）与给出的标志比较3.如果相等则通过选择器读出对应的要访问的地址内的数据送上数据总线，或通过分配器写入到对应的字节中去。4.如果不相等，则从主存中读取数或直接写入内存，并更新该组中的某一行。10、简述Cache的三种典型（映象）结构及其特点（附地址划分及引用图说明）。书上说的很详细（P158），图也有1.直接相联：内存中的实地址只可以映射到cache中一个地址中去，如（j=imodm）：2.全相联：主存块可以映射到cac