计算机体系结构复习资料汇总

计算机体系结构选择题1.多处理机实现的并行主要是（B）A、指令级并行B、任务级并行C、操作级并行D、操作步骤的并行2.计算机系统结构不包括（B）。A、信息保护B、主存速度C、数据表示D、机器工作状态3.信息按整数边界存储的主要优点是（A）。A、访存速度快B、节约主存单元C、指令字的规整化D、指令的优化4.以下说法不正确的是（D）。A、线性流水线是单功能流水线B、动态流水线是多功能流水线C、静态流水线是多功能流水线D、动态流水线只能是单功能流水线5.对于采用组相联映像、LRU替换算法的cache存储器来说，不影响cache命中率的是（C）A、增加cache中的块数B、增加组的大小C、增大主存容量D、增大块的大小6.与线性流水线最大吞吐率有关的是（C）。A、各个功能段的执行时间B、最快的那一段的执行时间C、最慢的那一段的执行时间D、最后功能段的执行时间7.下面对网络直径描述正确的是（A）A、指互连网络中任意两个结点之间距离的最大值B、指互连网络中任意两个结点之间距离的最小值C、指互连网络中多个结点之间距离的最大值D、指互连网络中多个结点之间距离的最小值9.系统的可信性是指（A）A、服务质量B、平均修复时间C、可用性D、正常工作时间10.评价I/O主要性能的参数主要有（D）A、连接性I/O系统的容量B、I/O系统的容量响应时间C、响应时间吞吐率D、以上都是11.对汇编语言程序员不透明的是（C）A、程序计数器B、主存地址寄存器C、条件码寄存器D、指令存储器12.利用时间重叠原理实现并处理的是（A）。A、流水机处理B、多处理机C、阵列处理机D、机群系统13.2-4扩展编码最多可以得到的码点数是（D）。B、A、6B、7C、10D、1314.反映存储的可靠性是指系统从某个初始参点开始（A）。B、初始参点B、执行时间C、结束时间D、中间某点15.Cray-1向量处理机要实现指令间的链接，必须满足以下条件中的（C）。A、源向量相同，功能部件不冲突，有指令相关B、源向量不同，功能部件相同，无指令相关C、源向量、功能部件都不相同，指令有写后读冲突D、源向量、功能部件都不相同，指令有读后写冲突16.不同系列的机器之间，实现可移植性的途径不包括（B）。A、采用统一的高级语言B、采用统一的汇编语言C、模拟D、仿真17.RISC采用寄存器窗口重叠技术，从而大大减少了（C）。A、绝大多数指令的执行周期B、程序调用引起的访存次数C、目标程序的指令条数D、CPU访存的访问周期18.Cray-1的两条向量指令：V1V2+V3V4V1*V5属于（C）。A、没有功能部件冲和源向量冲突，可以进行B、没有源向量冲突，可以交换执行顺序C、没有功能部件冲和源向量冲突，可以链接D、有向量冲突，只能串行19.下列属于互联函数（D）A、恒等函数B、交换函数C、均匀洗牌函数D、以上都是20.下列说法不正确的是（D）。A、单体多字存储能提高存储器频宽B、多体存储器低位交叉编址能提高存储器频宽C、多体存储器高位交叉编址便于扩大存储器容量D、多体存储器高位交叉编址能提高存储器频宽21.多处理机实现的并行主要是（B）B、指令级并行B、任务级并行C、操作级并行D、操作步骤的并行22.信息按整数边界存储的主要优点是（A）。B、访存速度快B、节约主存单元C、指令字的规整化D、指令的优化23.与线性流水线最大吞吐率有关的是（C）。C、各个功能段的执行时间B、最快的那一段的执行时间C、最慢的那一段的执行时间D、最后功能段的执行时间24.系统的可信性是指（A）A、服务质量B、平均修复时间C、可用性D、正常工作时间25.不需要编制的数据存储空间是（D）。A、CPU中的通用寄存器B、主存储器C、I/O接口中的寄存器D、堆栈26.以下是非线性流水线的调度方案：[(2,7);(2,2,7);(3,4);(4);(3,4,7);(4,7)；（4,3）；（5）；（7）]。其中平均延迟最小的等间隔调度方案是（A）。A、（4）B、（5）C、（3,4）D（4,3）27.Cray-1向量处理机启动存储器、流水部件及寄存器打入各需一拍，现在有向V3存储器（从存储器中选数：6拍）V4V0+V1（向量加：6拍）V5V3*V4(向量乘：7拍)向量长度均为N，则指令串最短的执行时间是（A）。A、16+N拍B、17+N拍C、18+N拍D、19+N拍28.按cache地址映像的块冲突概率从高到低的顺序是（C）。A、全相联映像、直接映像、组相联映像B、组相联映像、直接映像、全相联映像C、直接映像、组相联映像、全相联映像D、全相联映像、组相联映像、直接映像29.下列说法正确的是（C）A、存储容量大，价格越高B、存储容量小，价格越低C、每位价格越高，速度越快D、速度越慢，价格越高30.下面对同步总线描述错误的是（D）。A、同步总线上所有设备通过统一的总线系统时钟进行同步B、同步总线成本低，因为它不需要设备之间互相确定时序的逻辑C、同步总线总线操作必须以相同的速度运行D、容易适应更广泛的设备类型，扩充总线时不用担心时钟时序和时钟同步问题计算机系统结构名词解释1.层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，一层以一种不同的语言为特征。这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。2.虚拟机：用软件实现的机器。3.翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。4.解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。5.计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。6.Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。7.CPI：每条指令执行的平均时钟周期数。8.系列机：由同一厂家生产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型号的计算机。9.堆栈型机器：CPU中存储操作数的单元是堆栈的机器。10.累加器型机器：CPU中存储操作数的单元是累加器的机器。11.通用寄存器型机器：CPU中存储操作数的单元是通用寄存器的机器。12.CISC：复杂指令集计算机13.RISC：精简指令集计算机14.寻址方式：指令系统中如何形成所要访问的数据的地址。一般来说，寻址方式可以指明指令中的操作数是一个常数、一个寄存器操作数或者是一个存储器操作数。15.数据表示：硬件结构能够识别、指令系统可以直接调用的那些数据结构。16.流水线：将一个重复的时序过程，分解成为若干个子过程，而每一个子过程都可有效地在其专用功能段上与其它子过程同时执行。17.静态流水线：指在同一时间内，多功能流水线中的各段只能按同一种功能的连接方式工作的流水线。当流水线要切换到另一种功能时，必须等前面的任务都流出流水线之后，才能改变连接。18.动态流水线：指在同一时间内，多功能流水线中的各段可以按照不同的方式连接，同时执行多种功能的流水线。它允许在某些段正在实现某种运算时，另一些段却在实现另一种运算。19.非线性流水线：指各段除了有串行的连接外，还有反馈回路的流水线。20.乱序流水线：流水线输出端任务流出的顺序与输入端任务流入的顺序可以不同，允许后进入流水线的任务先完成。这种流水线又称为无序流水线、错序流水线、异步流水线。21.吞吐率：在单位时间内流水线所完成的任务数量或输出结果的数量。22.名相关：如果两条指令使用了相同的名，但是它们之间并没有数据流动，则称这两条指令存在名相关。23.反相关：考虑两条指令i和j，i在j的前面，如果指令j所写的名与指令i所读的名相同，则称指令i和j发生了反相关。24.结构冲突：因硬件资源满足不了指令重叠执行的要求而发生的冲突。25.数据冲突：当指令在流水线中重叠执行时，因需要用到前面指令的执行结果而发生的冲突。26.控制冲突：流水线遇到分支指令或其它会改变PC值的指令所引起的冲突。27.写后读冲突：考虑两条指令i和j，且i在j之前进入流水线，指令j用到指令i的计算结果，而且在i将结果写入寄存器之前就去读该寄存器，因而得到的是旧值。28.指令级并行：简称ILP。是指指令之间存在的一种并行性，利用它，计算机可以并行执行两条或两条以上的指令。29.指令调度：通过在编译时让编译器重新组织指令顺序或通过硬件在执行时调整指令顺序来消除冲突。30.指令的动态调度：是指在保持数据流和异常行为的情况下，通过硬件对指令执行顺序进行重新安排，以提高流水线的利用率且减少停顿现象。是由硬件在程序实际运行时实施的31.指令的静态调度：是指依靠编译器对代码进行静态调度，以减少相关和冲突。它不是在程序执行的过程中、而是在编译期间进行代码调度和优化的。32.保留站：在采用Tomasulo算法的MIPS处理器浮点部件中，在运算部件的入口设置的用来保存一条已经流出并等待到本功能部件执行的指令（相关信息）。33.CDB：公共数据总线。34.多级存储层次：采用不同的技术实现的存储器，处在离CPU不同距离的层次上，各存储器之间一般满足包容关系，即任何一层存储器中的内容都是其下一层（离CPU更远的一层）存储器中内容的子集。目标是达到离CPU最近的存储器的速度，最远的存储器的容量。35.全相联映象：主存中的任一块可以被放置到Cache中任意一个地方。36.直接映象：主存中的每一块只能被放置到Cache中唯一的一个地方。37.组相联映象：主存中的每一块可以放置到Cache中唯一的一组中任何一个地方（Cache分成若干组，每组由若干块构成）38.写回法：只把信息写入Cache中相应块，该块只有被替换时，才被写回主存。39.命中时间：访问Cache命中时所用的时间。40.失效率：CPU访存时，在一级存储器中找不到所需信息的概率。41.失效开销：CPU向二级存储器发出访问请求到把这个数据调入一级存储器所需的时间。42.Cache经验规则：大小为N的直接映象Cache的失效率约等于大小为N/2的两路组相联Cache的实效率。43.透明性在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。44.程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。45.响应时间：从用户键入命令开始，到得到结果所花的时间。响应时间：从用户键入命令开始，到得到结果所花的时间。46.可靠性：指系统从某个初始参考点开始一直连续提供服务的能力，它通常用平均无故障时间来衡量。47.可用性：指系统正常工作的时间在连续两次正常服务间隔时间中所占的比率。48.可信性：指服务的质量，即在多大程度上可以合理地认为服务是可靠的。49.线路交换：在线路交换中，源结点和目的结点之间的物理通路在整个数据传送期间一直保持连接。50.分组交换：把信息分割成许多组（又称为包），将它们分别送入互连网络。这些数据包可以通过不同的路径传送，到目的结点后再拼合出原来的数据，结点之间不存在固定连接的物理通路。51.IPC:CPU每一时钟周期内所执行的指令的多少。计算机体系结构填空题1.常见的计算机系统结构分类法有3种：Flynn分类法、冯氏分类法、Handler分类法。2.冯氏分类法用系统的最大并行度对计算机进行分类，大多数传统的位并行单处理机属字串位并方式。3.由软件实现的机器称为虚拟机器，在一个计算机系统中，低层机器的属性对高层机器的程序员往往是透明的。4.软件是促使计算机系统结构发展最重要的因素，应用是促使计算机系统结构发展最基本的动力，而器件是促使计算机系统结构发展最活跃的因素。5.程序的局部性包括程序的时间局部性和程序的空间局部性。6.从多层次结构出发，计算机系统可以有由上往下设计、由下往上设计、和从中间开始设计3种不同的设计方法。7.实现程序可移植的主要途径有统一高级语言、系列机