福州大学计算机系统结构复习提纲.doc

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1、计算机系统结构复习提纲第一章计算机系统结构导论计算机系统结构、计算机组成、计算机实现所包含的内容（选择）；答：计算机系统结构是对计算机系统中各级界面的定义及其上下功能分配；计算机组成指的是计算机系统结构的逻辑实现，包括机器级内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。计算机实现指的是计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，器件、模块、插件、地板的划分和连接，专用期间的设计，微组装技术，信号传输，电源，冷却装置及整机装配技术。计算机系统设计思路（填空、选择）；答：从多级层次结构出发，

2、计算机系统的设计按照多级层次结构的上、下、中开始设计，分别可以有“由上往下”，“由下往上”，“由中间开始”三种不同的设计方法。1.由上往下：用于专用计算机设计，较少采用2.由下往上：70-80年代使用，较少采用3.从中间开始：用于系列机设计系列机和兼容机的概念（选择、填空）；答：系列机：在软、硬件街面上设定好一种系统结构，之后软硬件设计者根据速度、性能、价格的不同选择不同器件和硬件组成。兼容机：不同公司厂家生产的具同一系统结构的计算机。向上（下）兼容：指按某一挡机器编制的软件不加修改就能运行于比它高（低）档的机器。

3、（新旧上看）向前（后）兼容：在按某一时期投入市场的该型号机器上编制的软件，不加修改就能运行于在它之前（后）投入市场的机器上。（时间上看）计算机系统设计步骤（选择、填空）；答：1.需求分析：在应用环境，所用语言的种类及特性对OS的特殊要求；所用外设特性、技术经济指标、市场分析等方面2.需求说明：主要包括设计准则、功能说明、器件性能说明3.概念型设计：进行软硬件功能分析，确定机器级界面4.具体设计：机器及界面各方面的确切定义5.反复进行优化设计和评价计算机的层次结构（选择）；答：由高到低：应用语言机器级（应用程序包翻译

4、成高级语言程序）→高级语言机器级（经编译程序翻译成汇编语言）→汇编语言机器级（经汇编程序翻译成机器语言程序）→操作系统机器级（一般用机器语言解释作业控制语句）→传统机器语言机器级（用微指令程序解释机器指令）→微程序机器级（微指令由硬件直接执行）。共有六级，高四级为虚拟机器，低二级为实际机器。计算机系统结构的定义（实质）（选择）；答：计算机系统结构研究的是软硬件之间的功能分配以及对传统机器级界面的确定，为机器语言、汇编程序设计者、便于程序生成系统提供使其设计或生成的程序能够在机器上正确运行而应看到和遵循的计算机属性。

5、计算机系统结构、计算机组成、计算机实现三者之间的区别和联系（简答、选择）；答：计算机系统结构、组成、实现三者互不相同，但又相互影响。具有相同系统结构的计算机可以采用不同的组成，一种计算机组成可以采用多种不同的计算机实现。采用不同的系统结构会使可以采用的组成技术产生差异，计算机组成也会影响系统结构。计算机组成的设计其上决定于系统结构，其下受限于所用的实现技术，发展促进了实现技术和结构的发展。计算机实现特别是器件技术的发展史计算机系统结构和组成的基础，促进了组成与结构的发展。随着技术的发展，三者关系融合与一体，难以分开

6、，在相互促进中发展。软、硬件取舍原则（简答、选择）；答：原则1：系统要有高的性能价格比，主要从实现费用、速度和其他性能要求来综合考虑；原则2：要考虑准备采用和可能采用的组成技术，是指尽可能不要过多或者不合理地限制各种组成、实现技术的采用。原则3：不能仅从“硬”的角度考虑如何便于应用组成技术，还应从“软”的角度把如何编译和操作系统的实现以及对高级语言提供更好的硬件支持放在首位。解决软件可移植性的方法（选择、填空）；答：1.统一高级语言，应用于结构相同以至完全不同机器之间的高级语言程序的软件移植。2.采用系列机：在一定

7、范围内不同型号的机器之间同意汇编语言，就可以在一定程度上解决汇编语言软件的移植。透明性的定义和判断（选择）；答：定义：计算机中客观存在的事物或属性从某个角度看不到例如：低层机器的属性往往对高层机器的程序员透明；计算机组成设计的内容对传统机器程序员来讲一般透明。CPU性能公式；答：取决于三个要素：1.时钟频率fc2.每条指令所画的时钟周期数CPI3.指令条数IC假设系统有n种指令，第i种指令在程序中出现的次数为IiAmdahl定律（计算）；答：系统对某一部件采用某种更快执行方式所能获得的系统性能改进，取决于这种执行方

8、式被使用的频率，或所占总执行时间的比例。程序访问的局部性原理（简答）；答：局部性分为时间局部性和空间局部性：时间局部性：程序中近期被访问的信息项可能马上将被再次访问空间局部性：访问地址上相邻近的信息项很可能会被一起访问存储器体系的构成就是以访问局部性原理为基础的并行性的概念和分类（简答、选择、填空）；答：并行性：在同一时刻或者在同一时间间隔内完成两种或者两种