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精品文档精品文档计算机系统结构考试复习提纲（考试时间：120分钟）－．题目类型：1.判断题（15道15分）2.不定项选择题（20道，20分）3．填空题（10道，20分）4.简答题（2道，15分）5.应用题（3道，30分）二．考试总的大致范围：1．计算机系统结构和计算机组成以及计算机实现三者的定义以及相互的关系如何？定义一:程序员所看到的计算机系统的属性。即概念性结构和功能特性。定义二:计算机系统结构主要研究软硬件功能分配和对软硬件界面的确定。计算机组成是指计算机系统结构的逻辑实现计算机实现是指计算机组成的物理实现。计算机系统结构、组成和实现三者互不相同，但又互相影响。计算机系统结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念，随着技术、器件和应用的发展，三者之间的界限越来越模糊2．计算机系统结构和计算机组成以及计算机实现分别研究的范围是什么？精品文档精品文档或者说他们的透明性情况。1.指令系统-----系统结构2.指令的实现，如取指令、指令操作码译码、计算操作数的地址、取数、运算、送结果等操作安排和排序-----组成3．实现这些指令功能的具体电路、器件的设计及装配技术-----实现1.确定指令系统中是否要设置乘法指令-----系统结构2.乘法指令是用专门的高速乘法器实现还是靠用加法器和移位器经一串时序信号控制其相加和右移来实现等操作安排和排序-----组成3．乘法器加法-移位器的物理实现-----实现1.主存的容量与编址方式（按位、按字节还是按字访问）的确定属于-----系统结构2.为了达到性能价格的要求，主存速度、逻辑结构是否采用多体交叉属于-----组成主存器件的选定、逻辑设计、微组装技术的使用属于-----实现1.机器/汇编指令系统、数据表示、是否采用通道方式输入输出的确定属于-----系统结构2.指令采用顺序、重叠、流水还是其他方式解释；以及数据通路宽度的确定；以及通道采用结合型还是独立型的均属于-----组成3．系列机思想是什么？具有相同的系统结构，不同组成和实现的一系列计算机系统。在系统结构基本不变的基础上，根据不同性能的要求和当时的器件发展情况，精品文档精品文档设计出各种性能、价格不同的计算机系统。一种系统结构可以有多种组成，一种组成可以有多种物理实现4．软件兼容的种类，以及和它们的重要关系的比较。向后，向前，向上，向下兼容向后兼容最重要，必须做到向上兼容尽量做到向前兼容和向下兼容，可以不考虑向后兼容在某一时间生产的机器上运行的目标软件能够直接运行于更晚生产的机器上。向前兼容向上兼容在低档机器上运行的目标软件能够直接运行于高档机器上。向下兼容5．模拟与仿真的概念分别是什么？在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。模拟：全部用软件实现仿真：用硬件、固件或软件、硬件、固件混合实现6．并行性概念以及包含含义和并行性开发的途径是什么？并行性：只要在同一时刻或是同一时间间隔内完成两种或两种以上的性质相同或不同的工作，它们在时间上能相互重叠，都体现了并行性。所以并行性实际上包括精品文档精品文档了同时性和并发性。同时性：(Simultaneity)-指的是两个或多个事件在同一时刻发生。并发性：(Concurrency)-指的是两个或多个事件在同一时间间隔内发生。开发途径：1.时间重叠：(TimeInterleaving)在并行性概念中引入时间因素让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地各个部分，以加快硬件周转而赢得速度。2.资源重复(ResourceReplication)：在并行性概念中引入空间因素通过重复设置硬件资源来提高可靠性或性能。双工系统就是利用资源重复，通过使用两台完全相同的计算机完成同样的任务来提高可靠性。也可以用一个控制器控制，控制器每执行一条指令就可以同时让各个处理单元对各自分配的数据完成同一种运算或操作。3.资源共享(ResourceSharing)：就是利用软件的方法，让多个用户按一定时间顺序轮流地使用同一套资源，以提高整个系统地性能。7．弗林分类法中的数据流指的是什么？多倍性指的是什么，以及具体的分类。按照指令流和数据流的多倍性特征对计算机系统进行分类指令流：机器执行的指令序列数据流：由指令流调用的数据序列，包括输入数据和中间结果精品文档精品文档多倍性（multiplicity）：在系统性能瓶颈部件上同时处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数四种类型单指令流单数据流SISD(SingleInstructionSingleDatastream);单指令流多数据流SIMD(SingleInstructionMultipleDatastream);多指令流单数据流MISD(MultipleInstructionSingleDatastream);多指令流多数据流MIMS(MultipleInstructionMultipleDatastream)8．库克分类法和冯泽云分类法的具体的所分类别是什么?库克：按指令流和执行流分类四种类型(1)单指令流单执行流SISE(SingleInstructionSingleExecutionstream)；典型的单处理机(2)单指令流多执行流SIME(SingleInstructionMultipleExecutionstream)；多功能部件处理机、相联处理机、向量处理机、流水线处理机、超流水线处理机、超标量处理机、SIMD并行处理机(3)多指令流单执行流MISE(MultipleInstructionSingleExecutionstream)；多道程序系统(4)多指令流多执行流MIME(MultipleInstructionMultipleExecutionstream)；典型的多处理机冯泽云：用最大并行度来对计算机系统进行分类精品文档精品文档(1)字串位串WSBS(WordSerialandBitSerial)串行计算机；(2)字并位串WPBS(WordParallelandBitSerial)并行计算机、MPP、相联计算机；m=1,n1;(3)字串位并WSBP(WordSerialandBitParallel)传统的单处理机;m1,n=1;(4)字并位并WPBP(WordParallelandBitParallel)全并行计算机；m1,n1;10.浮点数的一般形式以及在浮点数表示中，阶码的位数影响什么？尾数的位数影响什么？以及随着尾数基值选取进制的不同，而出现的几条规律。尾数：多数机器采用原码、小数表示。采用原码制表示：加减法比补码表示复杂，乘除法比补码简单，表示非常直观。采用小数表示能简化运算，特别是乘除法运算。阶码：一般机器都采用整数、移码表示。采用移码表示的主要原因是：浮点0与机器0一致。阶码进行加减运算时，移码的加减法运算要比补码复杂浮点数的表示方式一般格式:P39页由阶码部分和尾数部分组成阶码部分包含了阶符和阶值阶码部分p+1位，阶值占p位，阶符占1位。阶码的位数p将会影响到：可表示数的范围大小。尾数的尾数m将会影响到表示数的精度。精品文档精品文档当p一定，m一定时，尾数采用什么进制也会影响到数的可表示范围。当p，m一定时，随着rm的增大：（1）可表示数的范围（2）可表示数的个数。（3）数在数轴上的分布。（4）可表示的精度（5）运算中的精度损失。（6）运算速度11.逻辑地址和物理地址的定义以及区别，逻辑地址是程序员编程用的地址主存物理地址是程序在主存中的实际地址12.基址寻址法和动态再定位法指的是什么？动态定位：在程序执行过程中，当访问到相应的指令或数据时才进行地址变换，确定指令和数据的主存物理地址的称为动态定位方式。基址寻址法：增加相应的基址寄存器和地址加法器硬件。在程序不作变换直接装入主存的同时，将装入主存的起始地址a存入对应该道程序使用的基址寄存器中，程序执行时，只要通过地址加法器将逻辑地址加上基址寄存器的程序基址形成物理（有效）地址后去访存即可。13.信息在存贮器中按整数边界存贮的概念是什么？精品文档精品文档按整数边界存储：为了让任何时候所需的信息都只用一个存储周期访问到，就要求信息在主存中存放的首地址必须是该信息宽度(字节数)的整数倍。否则，可能发生信息跨主存边界存放，此时应被认为地址有错，不予访问。(百度)14.哈夫曼压缩概念的基本思想是什么？当各种事件发生的概率不均等时,采用优化技术,对发生概率最高的事件用最短的位数(时间)来表示(处理),而对出现概率较低的事件允许用较长的位数(时间)来表示(处理),就会使表示(处理)的平均位数(时间)缩短15.定长二进制编码和全哈夫曼编码以及扩展操作码编码三者的区别和比较。Huffman操作码的主要缺点：操作码长度很不规整，硬件译码困难与地址码共同组成固定长的指令比较困难扩展编码法：由固定长操作码与Huffman编码法相结合形成16.所谓的重叠寄存器窗口技术指的什么？原因：RISC中，子程序比CISC中多因传送参数而访问存储器的信息量很大;美国加洲大学伯克利分校的F.Baskett提出实现方法：设置一个数量比较大的寄存器堆，并把它划分成很多个窗口。在每个过程使用的几个窗口中有一个窗口是与前一个过程共用，还有个窗口是与下一个过程共用17.延迟转移的思想是什么？以及其对用户程序和系统程序的编译程序设计者的透明性。所谓延迟转移的思想的方法是：将转移指令与其前面的一条(或多条）指令对换位置，让成功转移总是在紧跟的指令被执行之后发生，从而使预期的指令不作废，精品文档精品文档就可省了一个机器周期。对用户程序员来说是透明的，但是对系统程序的编译程序设计者却是不透明的。18.数据宽度同数据通路宽度的区别数据宽度：是I/O设备取得I/O总线后所传送数据的总量。数据宽度：单字（单字节）、定长块、可变长块、单字加定长块和单字加可变长块。数据通路宽度:数据总线的物理宽度，即一个时钟周期所传送的信息量。19.中断响应的次序的设置方法。中断响应的次序是用硬件---排队器---来实现的。20.管态指令和目态指令的定义。管态指令:中央处理机用来控制外部设备操作作用的输入/输出指令目态指令:也称访管指令,是可以在目态下执行的指令。21.通道的工作原理通道完成一次数据输入输出的过程需三步(1)在用户程序中使用访管指令进入管理程序，由CPU通过管理程序组织一个通道程序，并启动通道(2)通道处理机执行通道程序，完成指定的数据输入输出工作(3)通道程序结束后第二次调用管理程序对输入输出请求进行处理书p10122．通道数据传送期中信息传送的3种类型。1、字节多路通道精品文档精品文档为多台低速或中速的外围设备服务字节多路通道包含有多个子通道，每个子通道连接一个设备控制器2、选择通道选择通道为高速外围设备服务每个选择通道只有一个以成组方式工作的子通道，逐个为多台高速外围设备服务3、数组多路通道数组多路通道：把字节多路通道和选择通道的特性结合起来每次为一台高速设备传送一个数据块，并轮流为多台外围设备服务数组多路通道可以被看作是以成组方式工作的高速多路通道从磁盘存储器读出一个文件的的过程分为三步：定位、找扇区、读出数据23.不同的通道传送都是什么数据类型?字节通道是单字节数组通道是定长块选择通道是不定长块24.什么多体单字交叉存取的存贮器，请描述一下其具体的工作原理。明白两种交叉（低端交叉和高端交叉的目的各是什么）多体单字CPU字在主存中可按模m交叉编址。根据应用特点，这种交叉又分为高位交叉和低位交叉.高位交叉访问存储器主要目的：扩大存储器容量实现方法：用地址码的高位区分存储体号精品文档精品文档参数计算方法：l：每个存储体的容量m：总共的存储体个数i：存储体的体内地址，i=0,1,2,…,l-1j：存储体的体号，j=0,1,2,…,m-1存储器的地址：A=j×l＋i存储器的体内地址：Ai=Amodl存储器的体号：Aj＝向下取整(A/l)低位交叉访问存储器主要目的：提高存储器访问速度实现方法：用地址码的低位区分存储体参数计算方法：存储器地址A的计算公式为：A=mi+j存储器的体内地址：Ai