系统结构复习.doc

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1、中国地质大学（武汉） 计算机学院 吴湘宁计算机体系结构习题及答案第一章 基础知识 1．名词解释 翻译 解释 模拟 仿真 透明性 程序访问局部性 [答案]略  2. 一个经解释实现的计算机可以按功能划分为四级. 每一级为了执行一条指令需要下一级的N条指令. 若执行第一级的一条指令需要的时间为K ns, 那么执行第二、三、四级的一条指令各需要多少时间? 3. 计算机系统按功能划分层次结构的好处主要体现在哪些方面? [答案] (1) 有利于理解软件, 硬件和固件在系统中的地位和作用; (2) 有利于理解各

2、种语言的实质和实现途径;(3) 有利于推动计算机系统结构的发展; (4) 有利于理解计算机系统结构的定义.  4. 什么是透明性? 对计算机系统结构, 下列哪些是透明的? 哪些是不透明的?  1) 存储器的模m交叉存取; 2) 浮点数据表示; 3) I/O系统是采用通道方式还是I/O处理机方式; 4) 阵列运算部件; 5) 数据总线宽度; 6) 通道是采用结合型的还是独立型的; 7) 访问方式保护; 8) 程序性中断; 9) 串行、重叠还是流水控制方式; 10) 堆栈指令; 11) 存储器的最小编址

3、单位; 12) Cache存储器. [答案] 一种本来是存在的事务或属性, 但从某种角度看却好像不存在, 称为透明性. 对计算机系统结构来说透明的是: 1), 4), 5), 6), 9), 12) 对计算机系统结构来说不透明的是:2), 3), 7), 8), 10), 11)  5. 什么是计算机体系结构? 什么是计算机组成? 什么是计算机实现? 并说明三者的关系和相互影响? [答案] 计算机系统结构是计算机系统的软, 硬件分界面, 是机器语言程序员或是编译程序员所需了解的计算机属性; 计算机组

4、成是计算机系统结构的逻辑事项; 计算机实现是计算机组成的物理实现. 三者的关系和互相影响为: (1) 具有相同系统结构的计算机可以采用不同的组成; (2)(2) 一种计算机组成可以采用多种不同的计算机实现; (3) 计算机组成、计算机实现对计算机系统结构有着很大的影响; (4) 计算机系统结构的设计不应限制计算机组成和实现技术，应能用于高档机，也可用于低挡机; (5) 在不同时期, 计算机系统结构,、组成和实现所包含的内容会有所变化，三者之间的界线常常很模糊.  6. 从机器(汇编)语言程序员角度看

5、, 以下哪些是透明的?  1) 指令地址存储器; 2) 指令缓冲器; 3) 时标发生器; 4) 条件码寄存器; 5) 乘法器; 6) 主存地址寄存器; 7) 磁盘外设; 8) 先行进位链; 10) 通用寄存器; 11) 中断字寄存器. [答案] 对机器(汇编)语言程序员来说透明的有: 2), 3), 5), 6), 8), 9)       对机器(汇编)语言程序员来说不透明的有: 1), 4), 7), 10), 11)  7. 假设在一台40 MHz处理机上运行200 000条指令的目标代码, 

6、程序主要由四种类型的指令所组成. 根据程序跟踪实验结果, 各类指令的混合比和每类指令的CPI值如表1.9所示. (1) 试计算在单处理机上执行上述该程序时的平均CPI; (2) 根据(1)所得到的CPI, 计算相应的MIPS速率及程序的执行时间. [答案] (1) 2.24 CPI  (2) 17.86 MPIS; 0.0112 s  8. 某工作站采用时钟频率为15 MHz、处理速率为10 MIPS的处理机来执行一个程序，假定每次存储器存取为1周期延迟, 试问: (1) 此计算机的有效CPI是多少

7、? (2) 假定将处理机的时钟频率提高到30 MHz, 但存储器子系统速率不变, 这样, 每次存储器存取需要两个时钟周期. 如果30%的指令每条只需要一次存储存取, 而另外5%的指令每条需要两次存储存取, 还假定已知混合程序的指令数不变, 并与原工作站兼容, 试求改进后的处理机性能. [答案] (1) 1.5 CPI;  (2) 15.8 MPIS  9.什么是并行性？它分为哪两种类型？开发计算机系统并行性的主要技术途径有哪三个？沿这些途径分别发展出什么类型的计算机？ [答案]略  10.实现软件移

8、植的途径有哪些？  [答案]略  11.什么是Flynn分类法，按照Flynn分类法可将计算机系统分为哪几类？ [答案]略第二章 指令系统 1. 名词解释 数据类型、数据表示、规格化浮点数、Huffman编码、扩展编码、RISC [答案]略  2. 某模型机有8条指令I1~I8, 它们的使用频度分别为0.3, 0.3, 0.2, 0.1, 0.05, 0.02, 0.02, 0.01. (1) 试分别用Huffman编码和平均码长最短的等长扩展码(限定为两种码长)对其