系统结构期末复习

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1、一、名词解释(6题，每题5分)1、ISA:指令集体系结构，是在最底层把硬件结构抽象出来供软件编程控制的，指令集解决了最基本的软件兼容性问题。2、MicroArchitecture:微体系结构，是一款节能的新型微架构,设计的出发点是提供卓然出众的性能和能效，提高每瓦特性能，也就是所谓的能效比。3、资源冲突：当功能部件资源不够用时,容易产生冲突。4、数据冲突：当指令指令重叠执行时，需要前面指令的执行结果。5、控制冲突：由分支指令或者能够改变PC值得指令所产生的冲突。6、Amdahl定律：加快某部件执行速度所获得的系统性能加速比，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。7、加速比

2、：反映了改进后的机器速度比改进前快了多少倍。&非冯•诺依曼计算机：冯•诺依曼计算机采用哈佛结构的计算机，将数据和指令分开存取，取数据和指令可以同时存取，有利于流水线工作，脱离了冯•诺依曼结构原有模式的计算机。9、静态和动态流水线：按照同一时间段内各段之间的连接方式对多功能流水线进一步分类，静态既是只能按照同一种功能的连接方式工作；动态既是各段可以按照不同的连接方式连接,同时执行多种功能。10、锁存技术：检测发现数据冲突，并使流水线停顿,直至冲突消失11、寄存器更名技术：对于寄存器操作数进行换名技术。12、定向技术：解决r酮冲突，尽可能的将结果数据从其产生的地方直接传送到所有需要

3、该结果的功能部件。13、ROB技术(eorderbuffer):是为前瞻执行而设置的，它在指令操作完成后到指令被确认这段时间，为指令保存数据。14、分支历史表：也被称为分支预测缓冲器，用于记录分支指令最近一次或几次的执行情况。15、超标量机：在每个时钟周期流出的指令条数不固定,以代码具体情况而定，不过有上限的处理机。16、向量机：流水线处理机设置有向量数据表示和相关的向量指令的处理机。17、时间局部性和空间局部性：时间局部性：在一个存储项被访问时，则该存储项可能很快再次被访问空间局部性：在一个存储项被访问时，则该存储项及相邻项很可能很快一起被访问1&数组合并技术、内外循环交换技

4、术、循环融合技术数组合并技术：通过提高空间局部性来减少失效次数，将相互独立的数组合并成为一个复合数组，使得一个Cachet夬中能包含全部所需的元素。内外循环交换技术：也是通过提高空间局部性来减少失效次数,在含有嵌套循环，程序没有按照数据在存储器中存储的顺序进行访问，重新排列访问顺序使得在一个Cachet夬被替换之前，能最大限度得利用块中的数据。循环融合技术：通过改进时间局部性来减少失效次数，程序含有几部分独立的程序段,它们用相同的循环访问同样的数组，对相同的数据做不同的运算,通过将它们融合为单一的循环,能使读入Cached勺数据在被替换出去之前,得到反复的使用。19、平均访存时

5、间（AMAT）:评测存储系统性能的指标，平均访存时间二命中时间+失效率X失效开销20、强制失效、容量失效、冲突失效：强制失效（冷启动失效/首次访问失效）：当第一次访问一个块时，该块不在Cache中，须从下一级存储器中调入Cache容量失效：如果程序执行时所需的块不能全部调入Cache中，则当某些块被替换后，若又重新被访问,就会发生失效冲突失效（碰撞失效/干扰失效）：在组相联或直接映像Cache中，若太多的块映像到同一组（块）中,则会出现该组中某个块被别的块替换,然后又被重新访问的情况。21、全相联、直接映像、组相联全相联：指主存中的任一块可以被放置到Cache中的任意一个位置直

6、接映像：指主存中的每一块只能被放置到Cache中唯一的一个位置组相联：指主存中的每一块可以被放置到Cache中固定的一个组中的任何一个位置22、非阻塞CACHE技术：可以扌巴CPU性能提高很多的技术，因为在这种CacheT即使失效时仍然允许CPU进行其他的命中访问。23、TLB（传输后备缓冲器）：一个内存管理单元用于改进虚拟地址到物理地址转换速度的缓存23、平均CPI:每条指令的平均时钟周期24、SIMD:单指令流多数据流水线的计算机系统结构25、乱序发射：CPU允许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理的技术二、简答题（4题，每题8分）1、对相关性的处理通常

7、有两种方式有两种方式青争态方式和动态j兑明这两种方式，并分别举出2种实现方式。静态流水线当执行某一规定功能的指令全部流出后，才允许改变部件间连接的流水线。动态流水线没有这种时间上的限制,可以在任何时候根据需要改变其连接。2、tomasulo采取了什么方法避免名相关和数据相关。通过寄存器换名来消除WAR冲突和WAW冲突3、给出一段有相关性的指令，分析相关性、请重新设计指令顺序（编译器方式），消除相关性1、addR3,R1ZR22、addR4,R3rR23、addR4ZR1,R54、计算机系统结