計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)課后答案

1、計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)課后答案計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)課后答案【篇一：計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)(lindanull)第五章課后習(xí)題講解】3、已知2m*16的主存儲器的前兩個(gè)字節(jié)中有如下的十六進(jìn)制數(shù)值：字節(jié)0處為fe字節(jié)1處為01,如果這些字節(jié)保存的是一個(gè)16位2補(bǔ)整數(shù)，問如果按照如下的方式存儲數(shù)據(jù)，那么實(shí)際存放的十進(jìn)制數(shù)值分別是多少？a)存儲器是大端格式b)存儲器是小端格式答案：大端格式：fe01原碼為：小端格式：01fe原碼為：8、將下列表達(dá)式由中綴表示法變換成反向逆波蘭(后綴)表示法：a)x*y+w*z+v*ub)w*x+w*(u*v+z)c)(w*(x+y*(u*v)/(u*(x+y)答案:b)w

2、*x+w*(u*v+z)=wx*+w*(uv*+z)=wx*+w*(uv*z+)=wx*+wuv*z+*=wx*wuv*z+*+c)(w*(x+y*(u*v)/(u*(x+y)=(w*(x+y*(uv*)/(u*(xy+)=(w*(x+yuv*)/uxy+*=(w*(xyuv*+)/uxy+*=(wxyuv*+*)/uxy+*=wxyuv*+*uxy+*/9、將下列反向逆波蘭式（后綴）表示法轉(zhuǎn)換成中綴表示法:a)wxyz-+*=wxy-z+*=wx+y-z*=w*(x+y-z)b)uvwxyz+*+*+=uvwxy+z*+*+=uvwx*(y+z)+*+=uvw+x*(y+z)*+=uv*(w

3、+x*(y+z)+=u+v*(w+x*(y+z)c)xyz+vw-*z+=xy+zv-w*z+=x(y+z)*(v-w)z+=x(y+z)*(v-w)+z+=x+(y+z)*(v-w)+z)11、如果某臺計(jì)算機(jī)的指令格式為：指令的長度共11位，而地址域的大小占4位，試證明采用這種指令格式的計(jì)算機(jī)是否可能有如下的指令形式，弁驗(yàn)證你的答案：5個(gè)二地址指令45個(gè)一地址指令32個(gè)零地址指令000 xxxxxxxx001xxxxxxxx010 xxxxxxxx5個(gè)二地址指令011xxxxxxxx100 xxxxxxxx45個(gè)一地址指令：1010000 xxxx16條1011111xxxx1100000

4、xxxx16條1101111xxxx1110000 xxxx13條1111100 xxxx32個(gè)0地址指令1111110000016條111111011111111111000016條11111111111b）假如某臺采用上述指令格式的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，弁設(shè)計(jì)了6個(gè)2地址指令和24個(gè)0地址指令，試問可以在該指令系統(tǒng)中添加的1地址指令的最大數(shù)目是多少？二地址:地址：零地址:假設(shè)2地址這樣用：【篇二：計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)課后習(xí)題原版答案張晨曦著】1第2章指令集結(jié)構(gòu)的分類6第3章流水線技 TOC o 1-5 h z 術(shù)8第4章指令級弁行20第5章存儲層次30第6章輸入輸出系統(tǒng)38第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概

5、念解釋下列術(shù)語層次機(jī)構(gòu)：按照計(jì)算機(jī)語言從低級到高級的次序，把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按功能劃分成多級層次結(jié)構(gòu)，每一層以一種不同的語言為特征。這些層次依次為：微程序機(jī)器級，傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級，匯編語言機(jī)器級，高級語言機(jī)器級，應(yīng)用語言機(jī)器級等。虛擬機(jī)：用軟件實(shí)現(xiàn)的機(jī)器。翻譯：先用轉(zhuǎn)換程序把高一級機(jī)器上的程序轉(zhuǎn)換為低一級機(jī)器上等效的程序，然后再在這低一級機(jī)器上運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)程序的功能。解釋：對于高一級機(jī)器上的程序中的每一條語句或指令，都是轉(zhuǎn)去執(zhí)行低一級機(jī)器上的一段等效程序。執(zhí)行完后，再去高一級機(jī)器取下一條語句或指令，再進(jìn)行解釋執(zhí)行，如此反復(fù)，直到解釋執(zhí)行完整個(gè)程序。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：傳統(tǒng)機(jī)器程序員所看到的計(jì)算機(jī)屬性，即

6、概念性結(jié)構(gòu)與功能特性。在計(jì)算機(jī)技術(shù)中，把這種本來存在的事物或?qū)傩?，但從某種角度看又好像不存在的概念稱為透明性。計(jì)算機(jī)組成：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)，包含物理機(jī)器級中的數(shù)據(jù)流和控制流的組成以及邏輯設(shè)計(jì)等。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)：計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)，包括處理機(jī)、主存等部件的物理結(jié)構(gòu)，器件的集成度和速度，模塊、插件、底板的劃分與連接，信號傳輸，電源、冷卻及整機(jī)裝配技術(shù)等。系統(tǒng)加速比：對系統(tǒng)中某部分進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，改進(jìn)后系統(tǒng)性能提高的倍數(shù)。amdahl定律：當(dāng)對一個(gè)系統(tǒng)中的某個(gè)部件進(jìn)行改進(jìn)后，所能獲得的整個(gè)系統(tǒng)性能的提高，受限于該部件的執(zhí)行時(shí)間占總執(zhí)行時(shí)間的百分比。程序的局部性原理：程序執(zhí)行時(shí)所訪問的存儲器地址不是

7、隨機(jī)分布的，而是相對地簇聚。包括時(shí)間局部性和空間局部性。cpi：每條指令執(zhí)行的平均時(shí)鐘周期數(shù)。測試程序套件：由各種不同的真實(shí)應(yīng)用程序構(gòu)成的一組測試程序，用來測試計(jì)算機(jī)在各個(gè)方面的處理性能。系列機(jī)：由同一廠家生產(chǎn)的具有相同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、但具有不同組成和實(shí)現(xiàn)的一系列不同型號的計(jì)算機(jī)。軟件兼容：一個(gè)軟件可以不經(jīng)修改或者只需少量修改就可以由一臺計(jì)算機(jī)移植到另一臺計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。差別只是執(zhí)行時(shí)間的不同。向上（下）兼容：按某檔計(jì)算機(jī)編制的程序，不加修改就能運(yùn)行于比它高（低）檔的計(jì)算機(jī)。向后（前）兼容：按某個(gè)時(shí)期投入市場的某種型號計(jì)算機(jī)編制的程序，不加修改地就能運(yùn)行于在它之后（前）投入市場的計(jì)算機(jī)。兼容機(jī)：由不同

8、公司廠家生產(chǎn)的具有相同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)。模擬：用軟件的方法在一臺現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)（稱為宿主機(jī)）上實(shí)現(xiàn)另一臺計(jì)算機(jī)（稱為虛擬機(jī)）的指令系統(tǒng)。仿真：用一臺現(xiàn)有計(jì)算機(jī)（稱為宿主機(jī)）上的微程序去解釋實(shí)現(xiàn)另一臺計(jì)算機(jī)（稱為目標(biāo)機(jī)）的指令系統(tǒng)。弁行性：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在同一時(shí)刻或者同一時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行多種運(yùn)算或操作。只要在時(shí)間上相互重疊，就存在弁行性。它包括同時(shí)性與弁發(fā)性兩種含義。時(shí)間重疊：在弁行性概念中引入時(shí)間因素，讓多個(gè)處理過程在時(shí)間上相互錯開，輪流重疊地使用同一套硬件設(shè)備的各個(gè)部分，以加快硬件周轉(zhuǎn)而贏得速度。資源重復(fù)：在弁行性概念中引入空間因素，以數(shù)量取勝。通過重復(fù)設(shè)置硬件資源，大幅度地提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能。資

9、源共享：這是一種軟件方法，它使多個(gè)任務(wù)按一定時(shí)間順序輪流使用同一套硬件設(shè)備。耦合度：反映多機(jī)系統(tǒng)中各計(jì)算機(jī)之間物理連接的緊密程度和交互作用能力的強(qiáng)弱。緊密耦合系統(tǒng)：又稱直接耦合系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)之間的物理連接的頻帶較高，一般是通過總線或高速開關(guān)互連，可以共享主存。松散耦合系統(tǒng)：又稱間接耦合系統(tǒng)，一般是通過通道或通信線路實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的互連，可以共享外存設(shè)備（磁盤、磁帶等）。計(jì)算機(jī)之間的相互作用是在文件或數(shù)據(jù)集一級上進(jìn)行。異構(gòu)型多處理機(jī)系統(tǒng)：由多個(gè)不同類型、至少擔(dān)負(fù)不同功能的處理機(jī)組成，它們按照作業(yè)要求的順序，利用時(shí)間重疊原理，依次對它們的多個(gè)任務(wù)進(jìn)行加工，各自完成規(guī)定的功能動作。同構(gòu)型

10、多處理機(jī)系統(tǒng)：由多個(gè)同類型或至少擔(dān)負(fù)同等功能的處理機(jī)組成，它們同時(shí)處理同一作業(yè)中能弁行執(zhí)行的多個(gè)任務(wù)。試用實(shí)例說明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)之間的相互關(guān)系。答：如在設(shè)計(jì)主存系統(tǒng)時(shí)，確定主存容量、編址方式、尋址范圍等屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。確定主存周期、邏輯上是否采用弁行主存、邏輯設(shè)計(jì)等屬于計(jì)算機(jī)組成。選擇存儲芯片類型、微組裝技術(shù)、線路設(shè)計(jì)等屬于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)組成是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)是計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)。一種體系結(jié)構(gòu)可以有多種組成。一種組成可以有多種實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的flynn分類法是按什么來分類的？共分為哪幾類？答：flynn分類法是按照指令流和數(shù)據(jù)流的多倍

11、性進(jìn)行分類。把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為：(1)單指令流單數(shù)據(jù)流sisd(2)單指令流多數(shù)據(jù)流simd(3)多指令流單數(shù)據(jù)流misd(4)多指令流多數(shù)據(jù)流mimd1.5分別從執(zhí)行程序的角度和處理數(shù)據(jù)的角度來看，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中弁行性等級從低到高可分為哪幾級？答：從處理數(shù)據(jù)的角度來看，弁行性等級從低到高可分為：(1)字串位串：每次只對一個(gè)字的一位進(jìn)行處理。這是最基本的串行處理方式，不存在弁行性；(2)字串位弁：同時(shí)對一個(gè)字的全部位進(jìn)行處理，不同字之間是串行的。已開始出現(xiàn)弁行性；(3)字弁位串：同時(shí)對許多字的同一位(稱為位片)進(jìn)行處理。這種方式具有較高的弁行性;(4)全弁行：同時(shí)對許多字的全部位或部分位進(jìn)行

12、處理。這是最高一級的弁行。從執(zhí)行程序的角度來看，弁行性等級從低到高可分為：(1)指令內(nèi)部弁行：單條指令中各微操作之間的弁行；(2)指令級弁行：弁行執(zhí)行兩條或兩條以上的指令；(3)線程級弁行：弁行執(zhí)行兩個(gè)或兩個(gè)以上的線程，通常是以一個(gè)進(jìn)程內(nèi)派生的多個(gè)線程為調(diào)度單位；(4)任務(wù)級或過程級弁行：弁行執(zhí)行兩個(gè)或兩個(gè)以上的過程或任務(wù)(程序段)，以子程序或進(jìn)程為調(diào)度單元；(5)作業(yè)或程序級弁行：弁行執(zhí)行兩個(gè)或兩個(gè)以上的作業(yè)或程序。某臺主頻為400mhz的計(jì)算機(jī)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)測試程序，程序中指令類型、執(zhí)行數(shù)量和平均時(shí)鐘周期數(shù)如下：求該計(jì)算機(jī)的有效cpi、mips和程序執(zhí)行時(shí)間。將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中某一功能的處理速度加快

13、10倍，但該功能的處理時(shí)間僅為整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的40%,則采用此增強(qiáng)功能方法后，能使整個(gè)系統(tǒng)的性能提高多少？解由題可知：可改進(jìn)比例=40%=0.4部件加速比=10根據(jù)amdahl定律可知：系統(tǒng)加速比10.410?1.5625?1?0.4?采用此增強(qiáng)功能方法后，能使整個(gè)系統(tǒng)的性能提高到原來的1.5625倍。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有三個(gè)部件可以改進(jìn)，這三個(gè)部件的部件加速比為：部件加速比1=30;部件加速比2=20;部件加速比3=10(1)如果部件1和部件2的可改進(jìn)比例均為30%,那么當(dāng)部件3的可改進(jìn)比例為多少時(shí)，系統(tǒng)加速比才可以達(dá)到10?(2)如果三個(gè)部件的可改進(jìn)比例分別為30%、30%和20%,三個(gè)部件同

14、時(shí)改進(jìn)，那么系統(tǒng)中不可加速部分的執(zhí)行時(shí)間在總執(zhí)行時(shí)間中占比例是多少？amdahl定理的擴(kuò)展:sn = 10 f1 =0.3, f2 = 0.3,得:解：(1)在多個(gè)部件可改進(jìn)情況下sn?(1?1fisi?fi)?已知s1=30,s2=20,s3=10,10?1(-0.3?0.3?f3)?(0.3/30?0.3/20?f3/10)得f3=0.36,即部件3的可改進(jìn)比例為36%。(2)設(shè)系統(tǒng)改進(jìn)前的執(zhí)行時(shí)間為t,則3個(gè)部件改進(jìn)前的執(zhí)行時(shí)間為：(0.3+0.3+0.2)t=0.8t,不可改進(jìn)部分的執(zhí)行時(shí)間為0.2to已知3個(gè)部件改進(jìn)后的加速比分別為s1=30,s2=20,s3=10,因此3個(gè)部件改進(jìn)

15、后的執(zhí)行時(shí)間為：tn?0.3t300.3t20?0.2t10?0.045t改進(jìn)后整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行時(shí)間為：tn=0.045t+0.2t=0.245t那么系統(tǒng)中不可改進(jìn)部分的執(zhí)行時(shí)間在總執(zhí)行時(shí)間中占的比例是：0.2t0.245t?0.821.9假設(shè)某應(yīng)用程序中有4類操作，通過改進(jìn)，各操作獲得不同的性能提高。具體數(shù)據(jù)如下表所示：(2)各類操作單獨(dú)改進(jìn)后，程序獲得的加速比分別是多少？(3)4類操作均改進(jìn)后，整個(gè)程序的加速比是多少？解：根據(jù)amdahl定律sn?1(1?fe)?fese可4類操作均改進(jìn)后，整個(gè)程序的加速比：sn?(1?1?fi)?fisi?2.16=txt1.1解釋下列術(shù)語層次機(jī)構(gòu)：按照計(jì)

16、算機(jī)語言從低級到高級的次序，把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按功能劃分成多級層次結(jié)構(gòu)，每一層以一種不同的語言為特征。這些層次依次為：微程序機(jī)器級，傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級，匯編語言機(jī)器級，高級語言機(jī)器級，應(yīng)用語言機(jī)器級等。虛擬機(jī)：用軟件實(shí)現(xiàn)的機(jī)器翻譯：先用轉(zhuǎn)換程序把高一級機(jī)器上的程序轉(zhuǎn)換為低一級機(jī)器上等效的程序，然后再在這低一級機(jī)器上運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)程序的功能。解釋：對于高一級機(jī)器上的程序中的每一條語句或指令，都是轉(zhuǎn)去執(zhí)行低一級機(jī)器上的一段等效程序。執(zhí)行完后，再去高一級機(jī)器取下一條語句或指令，再進(jìn)行解釋執(zhí)行，如此反復(fù)，直到解釋執(zhí)行完整個(gè)程序。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：傳統(tǒng)機(jī)器程序員所看到的計(jì)算機(jī)屬性，即概念性結(jié)構(gòu)與功能特性。透明性：在

17、計(jì)算機(jī)技術(shù)中，把這種本來存在的事物或?qū)傩?，但從某種角度看又好像不存在的概念稱為透明性。計(jì)算機(jī)組成：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)，包含物理機(jī)器級中的數(shù)據(jù)流和控制流的組成以及邏輯設(shè)計(jì)等。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)：計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)，包括處理機(jī)、主存等部件的物理結(jié)構(gòu)，器件的集成度和速度，模塊、插件、底板的劃分與連接，信號傳輸，電源、冷卻及整機(jī)裝配技術(shù)等。系統(tǒng)加速比：對系統(tǒng)中某部分進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，改進(jìn)后系統(tǒng)性能提高的倍數(shù)。amdahl定律：當(dāng)對一個(gè)系統(tǒng)中的某個(gè)部件進(jìn)行改進(jìn)后，所能獲得的整個(gè)系統(tǒng)性能的提高，受限于該部件的執(zhí)行時(shí)間占總執(zhí)行時(shí)間的百分比。程序的局部性原理：程序執(zhí)行時(shí)所訪問的存儲器地址不是隨機(jī)分布的，而是相對地簇

18、聚。包括時(shí)間局部性和空間局部性。cpi：每條指令執(zhí)行的平均時(shí)鐘周期數(shù)。測試程序套件：由各種不同的真實(shí)應(yīng)用程序構(gòu)成的一組測試程序，用來測試計(jì)算機(jī)在各個(gè)方面的處理性能。系列機(jī)：由同一廠家生產(chǎn)的具有相同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、但具有不同組成和實(shí)現(xiàn)的一系列不同型號的計(jì)算機(jī)。軟件兼容：一個(gè)軟件可以不經(jīng)修改或者只需少量修改就可以由一臺計(jì)算機(jī)移植到另一臺計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。差別只是執(zhí)行時(shí)間的不同。向上（下）兼容：按某檔計(jì)算機(jī)編制的程序，不加修改就能運(yùn)行于比它高（低）檔的計(jì)算機(jī)。向后（前）兼容：按某個(gè)時(shí)期投入市場的某種型號計(jì)算機(jī)編制的程序，不加修改地就能運(yùn)行于在它之后（前）投入市場的計(jì)算機(jī)。兼容機(jī)：由不同公司廠家生產(chǎn)的具有相同系

19、統(tǒng)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)。模擬：用軟件的方法在一臺現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)（稱為宿主機(jī)）上實(shí)現(xiàn)另一臺計(jì)算機(jī)（稱為虛擬機(jī)）的指令系統(tǒng)。仿真：用一臺現(xiàn)有計(jì)算機(jī)（稱為宿主機(jī)）上的微程序去解釋實(shí)現(xiàn)另一臺計(jì)算機(jī)（稱為目標(biāo)機(jī)）的指令系統(tǒng)。弁行性：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在同一時(shí)刻或者同一時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行多種運(yùn)算或操作。只要在時(shí)間上相互重疊，就存在弁行性。它包括同時(shí)性與弁發(fā)性兩種含義。時(shí)間重疊：在弁行性概念中引入時(shí)間因素，讓多個(gè)處理過程在時(shí)間上相互錯開，輪流重疊地使用同一套硬件設(shè)備的各個(gè)部分，以加快硬件周轉(zhuǎn)而贏得速度。資源重復(fù)：在弁行性概念中引入空間因素，以數(shù)量取勝。通過重復(fù)設(shè)置硬件資源，大幅度地提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能。資源共享：這是一種軟件方法

20、，它使多個(gè)任務(wù)按一定時(shí)間順序輪流使用同一套硬件設(shè)備。耦合度：反映多機(jī)系統(tǒng)中各計(jì)算機(jī)之間物理連接的緊密程度和交互作用能力的強(qiáng)弱。緊密耦合系統(tǒng)：又稱直接耦合系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)之間的物理連接的頻帶較高，一般是通過總線或高速開關(guān)互連，可以共享主存。松散耦合系統(tǒng)：又稱間接耦合系統(tǒng)，一般是通過通道或通信線路實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的互連，可以共享外存設(shè)備（磁盤、磁帶等）。計(jì)算機(jī)之間的相互作用是在文件或數(shù)據(jù)集一級上進(jìn)行。異構(gòu)型多處理機(jī)系統(tǒng)：由多個(gè)不同類型、至少擔(dān)負(fù)不同功能的處理機(jī)組成，它們按照作業(yè)要求的順序，利用時(shí)間重疊原理，依次對它們的多個(gè)任務(wù)進(jìn)行加工，各自完成規(guī)定的功能動作。同構(gòu)型多處理機(jī)系統(tǒng)：由多個(gè)同類

21、型或至少擔(dān)負(fù)同等功能的處理機(jī)組成，它們同時(shí)處理同一作業(yè)中能弁行執(zhí)行的多個(gè)任務(wù)。試用實(shí)例說明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)之間的相互關(guān)系。答：如在設(shè)計(jì)主存系統(tǒng)時(shí)，確定主存容量、編址方式、尋址范圍等屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。確定主存周期、邏輯上是否采用弁行主存、邏輯設(shè)計(jì)等屬于計(jì)算機(jī)組成。選擇存儲芯片類型、微組裝技術(shù)、線路設(shè)計(jì)等屬于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)組成是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)是計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)。一種體系結(jié)構(gòu)可以有多種組成。一種組成可以有多種實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的flynn分類法是按什么來分類的？共分為哪幾類？答：flynn分類法是按照指令流和數(shù)據(jù)流的多倍性進(jìn)行分類。把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

22、的結(jié)構(gòu)分為：(1)單指令流單數(shù)據(jù)流sisd(2)單指令流多數(shù)據(jù)流simd(3)多指令流單數(shù)據(jù)流misd(4)多指令流多數(shù)據(jù)流mimd計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用的4個(gè)定量原理是什么？弁說出它們的含義。答：(1)以經(jīng)常性事件為重點(diǎn)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，對經(jīng)常發(fā)生的情況，賦予分別從執(zhí)行程序的角度和處理數(shù)據(jù)的角度來看，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中弁行性等級從低到高可分為哪幾級？答：從處理數(shù)據(jù)的角度來看，弁行性等級從低到高可分為：(1)字串位串：每次只對一個(gè)字的一位進(jìn)行處理。這是最基本的串行處理方式，不存在弁行性；(2)字串位弁：同時(shí)對一個(gè)字的全部位進(jìn)行處理，不同字之間是串行的。已開始出現(xiàn)弁行性；(3)字弁位串：同時(shí)對

23、許多字的同一位(稱為位片)進(jìn)行處理。這種方式具有較高的弁行性；(4)全弁行：同時(shí)對許多字的全部位或部分位進(jìn)行處理。這是最高一級的弁行。從執(zhí)行程序的角度來看，弁行性等級從低到高可分為：(1)指令內(nèi)部弁行：單條指令中各微操作之間的弁行；(2)指令級弁行：弁行執(zhí)行兩條或兩條以上的指令;(3)線程級弁行：弁行執(zhí)行兩個(gè)或兩個(gè)以上的線程，通常是以一個(gè)進(jìn)程內(nèi)派生的多個(gè)線程為調(diào)度單位；(4)任務(wù)級或過程級并行：并行執(zhí)行兩個(gè)或兩個(gè)以上的過程或任務(wù)(程序段)，以子程序或進(jìn)程為調(diào)度單元；(5)作業(yè)或程序級弁行：弁行執(zhí)行兩個(gè)或兩個(gè)以上的作業(yè)或程序。1.6某臺主頻為400mhz的計(jì)算機(jī)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)測試程序，程序中指令類型、

24、執(zhí)行數(shù)量求該計(jì)算機(jī)的有效cpi、mips和程序執(zhí)行時(shí)間。mips速率=f/cpi=400/1.776=225.225mips將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中某一功能的處理速度加快10倍，但該功能的處理時(shí)間僅為整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的40%,則采用此增強(qiáng)功能方法后，能使整個(gè)系統(tǒng)的性能提高多少？解由題可知：可改進(jìn)比例=40%=0.4部件加速比=10根據(jù)amdahl定律可知:1系統(tǒng)加速比?1.56250.4?1?0.4?110采用此增強(qiáng)功能方法后，能使整個(gè)系統(tǒng)的性能提高到原來的1.5625倍。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有三個(gè)部件可以改進(jìn)，這三個(gè)部件的部件加速比為：部件加速比1=30;部件加速比2=20;部件加速比3=10(1)如果部件1和部件2的可改進(jìn)比例均為30%,那么當(dāng)部件3的可改進(jìn)比例為多少時(shí)，系統(tǒng)加速比才可以達(dá)到10?(2)如果三個(gè)部件的可改進(jìn)比例分別為30%、30%和20%,三個(gè)部件同時(shí)改進(jìn)，那么系統(tǒng)中不可加速部分的執(zhí)行時(shí)間在總執(zhí)行時(shí)間中占的比例是多少？解：(1)在多個(gè)部件可改進(jìn)情況下，amdahl定理的擴(kuò)展：1sn?fi1?10fif)?=?,已知si=30,s2