计算机体系结构第七八章复习资料

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1、第6章输入/输出系统填空或选择：1、I/O系统的可靠性、可用性和可信性（了解）简答题：1、根据信息传送方式的不同，将通道分为三种类型，三种类型的通道与CPU、设备控制器和外设的连接关系（1）字节多路通道a为多台低速或中速的外设服务。b以字节交叉的方式分时轮流地为它们服务。c字节多路通道可以包含多个子通道，每个子通道连接一台设备控制器。（2）选择通道a为多台高速外围设备服务。b在一段时间内只为一台高速外设独占使用。c选择通道的硬件包括5个寄存器、格式变换部件及通道控制部件（3）数组多路通道a适用于高速设备。b每次选择一个高速设备后传送一个数据块，轮流为多台外围设备服

2、务。c数组多路通道之所以能够并行地为多台高速设备服务，是因为虽然其所连设备的传输速率很高，但寻址等辅助操作时间很长。判断题：看课本P225--226页RAID的分级及其特性RAID级别可以容忍的故障个数以及当数据盘为8个时，所需要的检测盘的个数优点缺点公司产品0非冗余，条带存放0个故障；0个检测盘没有空间开销没有纠错能力广泛应用1镜像1个故障；8个检测盘不需要计算奇偶校验，数据恢复快，读数据快。而且其小规模写操作比更高级别的RAID快检测空间开销最大（即需要的检测盘最多）EMC，HP（Tandem），IBM2存储器式ECC1个故障；4个检测盘不依靠故障盘进行自诊断

3、检测空间开销的级别是log2m级（m为数据盘的个数）没有3位交叉奇偶校验1个故障；1个检测盘检测空间开销小（即需要的检测盘少），大规模读写操作的带宽高对小规模、随机的读写操作没有提供特别的支持外存概念第7章互连网络名词解释：互连网络是一种由开关元件按照一定的拓扑结构和控制方式构成的网络，用来实现计算机系统中结点之间的相互连接。这些结点可以是处理器、存储模块或其他设备。填空：1、看看课本中P253—255页中的交换函数和均匀洗牌函数交换函数：实现二进制地址编码中第k位互反的输入端与输出端之间的连接3主要用于构造立方体互连网络和各种超立方体互连网络。它共有n＝log2

4、N种互连函数。（N为结点个数）当N＝8时，n＝3，可得到常用的立方体互连函数：N=8的立方体交换函数均匀洗牌函数：将输入端分成数目相等的两半，前一半和后一半按类似均匀混洗扑克牌的方式交叉地连接到输出端（输出端相当于混洗的结果）。函数关系即把输入端的二进制编号循环左移一位。N=8的均匀洗牌和逆均匀洗牌函数逆均匀洗牌函数：将输入端的二进制编号循环右移一位而得到所连接的输出端编号。互连函数逆均匀洗牌是均匀洗牌的逆函数2、互连网络的主要特性参数有：（1）网络规模：网络中结点的个数。表示该网络所能连接的部件的数量。（2）结点度：与结点相连接的边数（通道数），包括入度和出度。

5、进入结点的边数称为入度。从结点出来的边数称为出度。（3）距离：对于网络中的任意两个结点，从一个结点出发到另一个结点终止所需要跨越的边数的最小值。（4）网络直径：网络中任意两个结点之间距离的最大值。网络直径应当尽可能地小。（5）结点之间的线长：两个结点之间连线的长度，用米、千米等表示。（6）等分宽度：当某一网络被切成相等的两半时，沿切口的边数（通道数）的最小值称为通道等分宽度，用b表示。线等分宽度：B＝b×w其中：w为通道宽度（用位表示）。该参数主要反映了网络最大流量。（7）对称性：从任何结点看到的拓扑结构都是相同的网络称为对称网络。3对称网络比较容易实现，编程也比

6、较容易。课本P257弄清楚线性阵列和环和带弦环。第8章多处理机根据系统中处理器个数的多少，可把现有的MIMD计算机分为两类：（每一类代表了一种存储器的结构和互连策略）（1）集中式共享存储器结构a最多由几十个处理器构成。b通过大容量的Cache和总线互连使各处理器共享一个单独的物理存储器。（2）分布式存储器结构每个结点包含：a、处理器b、存储器c、I／Od、互连网络接口在许多情况下，分布式存储器结构优于集中式共享存储器结构。简答题：1、共享存储器通信的主要优点：（1）与常用的对称式多处理机使用的通信机制兼容。（2）当处理器通信方式复杂或程序执行动态变化时易于编程，同

7、时在简化编译器设计方面也占有优势。（3）当通信数据量较小时，通信开销较低，带宽利用较好。（4）通过硬件控制的Cache减少了远程通信的频度，减少了通信延迟以及对共享数据的访问冲突。消息传递通信机制的主要优点（1）硬件较简单。（2）通信是显式的，因此更容易确定何时发生通信以及通信开销是多少，以便编程者和编译程序设法减少通信开销。2、写更新和写作废协议性能上的差别主要来自：（1）在对同一个数据进行多次写操作而中间无读操作的情况下，写更新协议需进行多次写广播操作，而写作废协议只需一次作废操作。（2）在对同一Cache块的多个字进行写操作的情况下，写更新协议对于每一个写操

8、作都要进行