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第一章计算机体系结构的基本概念1.什么是计算机系统的多级层次结构？2.硬件和软件在什么意义上是等效的？在什么意义上是不等效的？3.经典计算机系统结构的实质是什么？4.语言实现的两种基本技术是什么？5.对于通用寄存器型机器来说，机器语言程序设计者所看到的计算机的属性主要有哪些？6.什么是软件兼容？软件兼容有几种？其中哪一种是软件兼容的根本特征？7.什么是系列机？它的出现较好地解决了什么矛盾？8.对计算机发展非常关键的实现技术有哪些？9.实现软件移植的主要途径有哪些？10.试以系列机为例，说明计算机系统结构、计算机组成和计算机实现三者之间的关系。11.存储程序计算机在系统结构上的主要特点是什么？12.从系统结构的发展情况看，新型系统结构的设计主要从哪两方面着手？13.软件技术两个最重要的发展趋势是什么？14.计算机系统设计人员的技术挑战主要来自哪几个方面？15.一种计算机系统结构的生命周期是怎样的？16.商品的标价（价格）由哪些因素构成？17.对计算机系统成本产生影响的主要因素有哪些？18.用户CPU时间由哪三个因素决定？19.目前常用的测试程序分为哪五类？20.什么叫测试程序组件？在评价计算机系统设计时最常见的测试程序组件是哪个？21.SPEC2000测试程序组件中包括哪几个测试程序组件？22.测试基于Microsoft公司的Windows系列操作系统平台的最常用测试组件有哪些？23.常用的专门的性能指标测试程序有哪些？24.计算机系统结构设计和分析中最经常使用的三条基本原则是什么？25.根据Amdahl定律，系统加速比由哪两个因素决定？26.从执行程序的角度看，并行性等级从低到高可分为哪几级？27.从处理数据的角度，并行性等级从低到高可以分为哪几级？28.计算机系统中提高并行性的技术途径有哪三种？29.多机系统的耦合度可以分为哪几类？30.单机系统和多机系统中，都是按哪三种技术途径分别发展为哪三类多处理机？31.三种类型的多处理机（同构型多处理机、异构型多处理机、分布处理系统）的主要区别是什么？1.什么是计算机系统的多级层次结构？从计算机语言的角度，把计算机系统按功能划分成以下多级层次结构：2.硬件和软件在什么意义上是等效的？在什么意义上是不等效的？硬件和软件在功能实现上是等效的，即一种功能可以由软件实现，也可以由硬件实现。在实现性能上是不等效的。软件实现的优点是设计容易、改进简单；硬件实现的优点是速度快。3.经典计算机系统结构的实质是什么？计算机系统中软硬件界面的确定，其界面之上的是软件的功能，界面之下的是硬件和固件的功能。4.语言实现的两种基本技术是什么？翻译和解释是语言实现的两种基本技术。它们都是以执行一串Ｎ级指令来实现N+1级指令，但二者存在着差别：翻译技术是先把N+1级程序全部变换成N级程序后，再去执行新产生的N级程序，在执行过程中N+1级程序不再被访问。而解释技术是每当一条N+1级指令被译码后，就直接去执行一串等效的N级指令，然后再去取下一条N+1级的指令，依此重复进行。在这个过程中不产生翻译出来的程序，因此解释过程是边变换边执行的过程。5.对于通用寄存器型机器来说，机器语言程序设计者所看到的计算机的属性主要有哪些？(1)数据表示(2)寻址规则(3)寄存器定义(4)指令集(5)中断系统(6)机器工作状态的定义和切换(7)存储系统(8)信息保护(9)I/O结构6.什么是软件兼容？软件兼容有几种？其中哪一种是软件兼容的根本特征？同一个软件可以不加修改地运行于系统结构相同的各档机器上，而且它们所获得的结果一样，差别只在于运行时间的不同。软件兼容分为向上兼容、向下兼容、向前兼容和向后兼容。其中向后兼容是软件兼容的根本特征。7.什么是系列机？它的出现较好地解决了什么矛盾？系列机是指在一个厂家内生产的具有相同的系统结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。它的出现较好地解决了软件要求环境稳定和硬件、器件技术迅速发展之间的矛盾。8.对计算机发展非常关键的实现技术有哪些？（1）逻辑电路；（2）半导体DRAM(动态随机访问存储器)；（3）磁盘；（4）网络。9.实现软件移植的主要途径有哪些？(1)采用系列机方法(2)采用模拟与仿真方法(3)采用统一的高级语言10.试以系列机为例，说明计算机系统结构、计算机组成和计算机实现三者之间的关系。计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现；计算机实现是计算机组成的物理实现。一种系统结构可以有多种组成；一种组成可以有多种实现。同一系列机中各种型号的机器具有相同的系统结构，但采用不同的组成和实现技术，因而具有不同的性能和价格。11.存储程序计算机在系统结构上的主要特点是什么？（1）机器以运算器为中心。（2）采用存储程序原理。程序和数据放在同一存储器中，并且没有对两者加以区分。（3）存储器是按地址访问的、线性编址的空间。（4）控制流由指令流产生。（5）指令由操作码和地址码组成。操作码指明本指令的操作类型，地址码指明操作数和操作结果的地址。（6）数据以二进制编码表示，采用二进制运算。12.从系统结构的发展情况看，新型系统结构的设计主要从哪两方面着手？新型系统结构的设计主要从以下两方面着手：一方面是合理地增加计算机系统中硬件的功能比例，使系统结构对操作系统、高级语言甚至应用软件提供更多更好的支持；另一方面则是通过多种途径提高计算机系统结构中的并行性等级，使得凡是能并行计算和处理的问题都能并行计算和处理，使这种系统结构和组成对算法提供更多更好的支持。13.软件技术两个最重要的发展趋势是什么？(1)程序及数据所使用存储器容量的不断增大；(2)高级语言的使用越来越广泛，在很多应用领域取代了汇编语言。14.计算机系统设计人员的技术挑战主要来自哪几个方面？计算机系统设计人员的技术挑战主要来自系统结构、设计工具、制造工艺、软件、应用和经济等多个方面。15.一种计算机系统结构的生命周期是怎样的？计算机的生命周期和系统中各个部分的发展密切相关。一种新的系统结构的诞生，往往以硬件为标志，它的发展和成熟，是以配套的系统软件和应用为标志的。一个计算机系统结构，从产生到消亡，大致需要15～20年的时间。16.商品的标价（价格）由哪些因素构成？商品标价的构成因素：原料成本、直接成本、毛利和折扣。17.对计算机系统成本产生影响的主要因素有哪些？对计算机系统成本产生影响的主要因素有时间、产量、商品化等因素。对成本产生最直接影响的是时间；产量是决定产品成本的第二个关键因素。18.用户CPU时间由哪三个因素决定？用户CPU时间=CPI×IC/时钟频率其中：CPI：指令时钟数IC：程序执行过程中所处理的指令数19.目前常用的测试程序分为哪五类？（1）实际应用程序；（2）修正的（或者脚本化）应用程序；（3）核心测试程序；（4）小测试程序；（5）合成测试程序。20.什么叫测试程序组件？在评价计算机系统设计时最常见的测试程序组件是哪个？选择一组各个方面有代表性的测试程序，组成一个通用测试程序集合。这种测试程序集合称为测试程序组件。在评价计算机系统设计时最常见的测试程序组件是基于UNIX的SPEC，其主要版本包括SPEC89、SPEC92、SPEC95和SPEC2000等。21.SPEC2000测试程序组件中包括哪几个测试程序组件？SPECCPU2000：测试CPU；SPECviewperf：用于测试图形系统支持OpenGL库的性能；SPECapc：测试图形密集型应用的性能；SPECSFS：基于NFS文件系统的文件服务器测试程序；SPECWeb：Web服务器测试程序。22.测试基于Microsoft公司的Windows系列操作系统平台的最常用测试组件有哪些？PCMark04包括中央处理器测试组、内存测试组、图形芯片测试组、硬盘测试组等。BusinessWinstone2004主要用于测试计算机系统商业应用的综合性能。MultimediaContentCreationWinstone2004主要用于测试计算机系统多媒体应用的综合性能。SiSoftSandraPro2004是一套功能强大的系统分析评比工具，拥有超过30种以上的分析与测试模组，主要包括有CPU、存储器、I/O接口、I/O设备、主板等。23.常用的专门的性能指标测试程序有哪些？3DMark03主要测试显卡性能和DirectX的性能。Prime95是用来估计分布式计算程序的通信情况，可使计算机高负荷运转，所以也用来测试计算机的稳定性。SuperPi/SuperE是计算圆周率π/自然指数e的软件，通常用来测试CPU的稳定性。24.计算机系统结构设计和分析中最经常使用的三条基本原则是什么？（1）大概率事件优先原则。对于大概率事件(最常见的事件)，赋予它优先的处理权和资源使用权，以获得全局的最优结果。（2）Amdahl定律。加快某部件执行速度所获得的系统性能加速比，受限于该部件在系统中所占的重要性。（3）程序的局部性原理。程序在执行时所访问地址的分布不是随机的，而是相对地簇聚。25.根据Amdahl定律，系统加速比由哪两个因素决定？系统加速比依赖于两个因素：（1）可改进比例：可改进部分在原系统计算时间中所占的比例。（2）部件加速比：可改进部分改进以后的性能提高。26.从执行程序的角度看，并行性等级从低到高可分为哪几级？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。27.从处理数据的角度，并行性等级从低到高可以分为哪几级？从处理数据的角度，并行性等级从低到高可以分为：（1）字串位串：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。28.计算机系统中提高并行性的技术途径有哪三种？（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，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。29.多机系统的耦合度可以分为哪几类？（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。30.单机系统和多机系统中，都是按哪三种技术途径分别发展为哪三类多处理机？单机系统和多机系统中，都是按时间重叠、资源重复和资源共享三种技术途径，分别发展为同构型多处理机、异构型多处理机、分布处理系统。31.三种类型的多处理机（同构型多处理机、异构型多处理机、分布处理系统）的主要区别是什么？主要区别：第二章计算机指令集结构设计1.通常可按哪五个因素对计算机指令集结构进行分类？2.在对计算机指令集结构进行分类的五个因素中，哪一种是各种指令集结构之间最主要的区别？3.根据CPU内部存储单元类型，可将指令集结构分为哪几类？4.堆栈型指令集结构、累加器型指令集结构和通用寄存器型指令集结构分别有什么优缺点？5.现代大多数机器均采用通用寄存器型指令集结构，为什么？6.通用寄存器型指令集结构可细分为哪三类？7.三种通用寄存器型指令集结构分别有什么优缺点？8.从当前的计算机技术观点来看，CISC结构有什么缺点？9.增强CISC机器的指令功能主要从哪几方面着手？10.RISC的设计原则是什么？11.RISC和CISC处理机的指令系统结构在指令格式、寻址方式和每条指令的周期数（CPI）三方面有哪些区别？12.计算机指令集结构设计所涉及的内容有哪些？13.指令中有哪两种表示操作数类型的方法？14．指令中表示寻