自考-計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-復(fù)習(xí)資料大全

自考-計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)--復(fù)習(xí)資料大全自考-計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)--復(fù)習(xí)資料大全自考-計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)--復(fù)習(xí)資料大全xxx公司自考-計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)--復(fù)習(xí)資料大全文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計，管理制度1計算機(jī)系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu),,1：M0微程序（微指令）機(jī)器、2：M1傳統(tǒng)（機(jī)器指令）機(jī)器、3：M2操作系統(tǒng)（作業(yè)控制）機(jī)器、4：M3匯編語言機(jī)器、5：M4高級語言機(jī)器、6：M5應(yīng)用語言機(jī)器；1-2為實(shí)際機(jī)器，3-6為虛擬機(jī)器2,各個機(jī)器級的實(shí)現(xiàn)的依靠,,翻譯和解釋3,翻譯,translation,是先用轉(zhuǎn)換程序?qū)⒏咭患墮C(jī)器級上實(shí)現(xiàn)的程序整個地變換成低一級機(jī)器級上等效的程序，然后再在低一級機(jī)器上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。4,解釋,interpretation,在低級機(jī)器級上用它的一串語句或指令來仿真高級機(jī)器級上的一條語句或指令的功能，通過高級機(jī)器語言程序中的每條語句或指令逐條解釋來實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。5,M0-M5各級的實(shí)現(xiàn)方式,,M0用硬件實(shí)現(xiàn)，M1用微程序（固件實(shí)現(xiàn)），M2到M5大多采用軟件實(shí)現(xiàn)。6,虛擬機(jī)器的定義,,以軟件為主實(shí)現(xiàn)的機(jī)器7,實(shí)際機(jī)器的定義,,以硬件或固件實(shí)現(xiàn)的實(shí)際機(jī)器8透明的定義,,客觀存在的事物或?qū)傩詮哪硞€角度看不到，稱之為透明9計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的定義,,是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一部分，指的是傳統(tǒng)機(jī)器級的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其界面之上包括操作系統(tǒng)、匯編語言、高級語言和應(yīng)用語言級中所有的軟件功能，界面之下包括所有硬件和固件的功能。它是軟件和硬件/固件的交界面，是機(jī)器語言、匯編語言、程序設(shè)計者，或者編譯程序設(shè)計者看到的機(jī)器物理系統(tǒng)的抽象。是研究軟、硬件之間的功能分配以及對傳統(tǒng)機(jī)器級界面的確定，提供機(jī)器語言、匯編語言設(shè)計者或編譯程序生成系統(tǒng)為使其設(shè)計或生成的程序能在機(jī)器上正確運(yùn)行應(yīng)看到或遵循的計算機(jī)屬性。10計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的屬性

（需了解一部分）,,1、數(shù)據(jù)表示；2、尋址方式；3、寄存器組織；4、指令系統(tǒng)；5、存儲系統(tǒng)組織；6、中斷機(jī)構(gòu)；7、系統(tǒng)機(jī)器級的管態(tài)和用戶態(tài)的定義與切換；8、I/O結(jié)構(gòu)；9、信息保護(hù)方式和保護(hù)機(jī)構(gòu)等等。11計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不包含的內(nèi)容,,不包含“機(jī)器級內(nèi)部”的數(shù)據(jù)流和控制流的組成，邏輯設(shè)計和器件設(shè)計等。12計算機(jī)組成的定義,,指的是計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的“邏輯實(shí)現(xiàn)”，包括機(jī)器級內(nèi)的數(shù)據(jù)流和控制流的組成以及邏輯設(shè)計等。主要圍繞提高速度、提高操作的并行度、重疊度、功能的分散、設(shè)置專用功能部件等方面來設(shè)計。13計算機(jī)組成設(shè)計包含的內(nèi)容（需了解一部分）,,1、數(shù)據(jù)通路寬度；2、專用部件的設(shè)置；3、各種操作系統(tǒng)對部件的共享程度；4、功能部件的并行度；5、控制機(jī)構(gòu)的組成方式；6、緩沖和排隊技術(shù)；7、預(yù)估、預(yù)判技術(shù)；8、可靠性技術(shù)等等14計算機(jī)實(shí)現(xiàn)的定義,,指的是計算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)。著眼于器件技術(shù)和微組裝技術(shù)。15計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成和實(shí)現(xiàn)的區(qū)別舉例,,是否設(shè)置乘法指令屬于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，是用高速乘法器還是加法器和移位器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)組成，乘法器加法器的物理實(shí)現(xiàn)屬于實(shí)現(xiàn)。16結(jié)構(gòu)、組成、實(shí)現(xiàn)三者的相互影響,,三者互不相同，但相互影響。結(jié)構(gòu)的變化可能會引起組成的變化，組成的變化也可能會引起結(jié)構(gòu)的變化等等。需綜合考慮價格、速度、性能、實(shí)現(xiàn)等因素。17計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的作用,,主要是進(jìn)行軟、硬件功能分配。18計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計軟硬件取舍的原則,,硬件高-》速度快、成本高、降低靈活性和適應(yīng)性。軟件高-》速度慢、成本低、靈活性高。原則1、在現(xiàn)有的硬件（主要是邏輯器件和存儲器件）條件下，系統(tǒng)要有高的性能價格比。經(jīng)常用的功能用硬件，產(chǎn)量大的計算機(jī)系統(tǒng)，增大硬件功能實(shí)現(xiàn)。原則2、準(zhǔn)備采用和可能采用的組成技術(shù)要盡可能不要過多或不合理的限制各種組成、實(shí)現(xiàn)技術(shù)的采用。原則3、不能只從硬件角度考慮如何便于應(yīng)用組成的實(shí)現(xiàn)，還要從軟件的角度把如何編譯和操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)以及為高級語言程序設(shè)計提供更好更多的硬件支持放在首位。19計算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計思路（多層結(jié)構(gòu)）,,1、由上而下：滿足應(yīng)用開始，適合專用機(jī)設(shè)計，不適合通用機(jī)設(shè)計，2、由下而上：不管應(yīng)用要求，從到手硬件開始設(shè)計；軟、硬件脫節(jié)是以上兩種設(shè)計的主要缺點(diǎn)。3、中間開始：從層次結(jié)構(gòu)中軟硬件交界面設(shè)計，目前主要是傳統(tǒng)機(jī)器和操作系統(tǒng)機(jī)器級之間。20軟件的可移植性的定義,,指的是軟件不修改或經(jīng)過少量修改就可由一臺機(jī)器搬到另外一臺機(jī)器上運(yùn)行，同一軟件可應(yīng)用于不同的環(huán)境。21軟件移植的基本技術(shù),,1、統(tǒng)一高級語言，2、采用系列機(jī)（系列機(jī)上可實(shí)現(xiàn)軟件兼容，中檔機(jī)性能價格比較高），3、模擬與寫真。22模擬的定義,,用機(jī)器語言（第二層級）程序解釋實(shí)現(xiàn)軟件移植的方法稱為模擬（需要通過機(jī)器語言和微程序兩重解釋）。23模擬的宿主機(jī)和模擬機(jī)的定義,,進(jìn)行模擬的機(jī)器稱為宿主機(jī)，被模擬的機(jī)器稱為虛擬機(jī)。24宿主機(jī)模擬/仿真目標(biāo)機(jī)的范圍,,1、機(jī)器語言；2、存儲體系；3、I/O系統(tǒng)；4、控制臺的操作；5、形成虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)25模擬適用的情況,,適合于移植運(yùn)行時間短，使用次數(shù)少，時間沒有約束限制的軟件。26仿真的定義,,用微程序（第一層級）直接解釋另一種機(jī)器指令系統(tǒng)的方法叫仿真（只需要通過微程序一重解釋）。27仿真的宿主機(jī)和仿真機(jī)的定義,,進(jìn)行仿真的機(jī)器稱為宿主機(jī)，被仿真的機(jī)器稱為目標(biāo)機(jī)。28模擬和仿真的區(qū)別,,區(qū)別在于解釋的語言，仿真用微程序解釋，解釋程序存在于控制存儲器中；模擬用機(jī)器語言解釋，解釋程序存在主存中。仿真更快，不靈活；模擬更適合兩種機(jī)器結(jié)構(gòu)差異大的情況，靈活但速度不快。29計算機(jī)的性能的衡量標(biāo)準(zhǔn),,1、硬件：主頻、CPU速度、字長、數(shù)據(jù)類型、主存容量、尋址范圍、存儲體系、I/O處理能力、I/O設(shè)備、指令系統(tǒng)等；2、軟件：高級語言狀況、操作系統(tǒng)功能、用戶程序等；3、可靠性；4、可用性等多種指標(biāo)的綜合。30計算機(jī)應(yīng)用的分類,,1、數(shù)據(jù)處理；2、信息處理；3、知識處理；4、智能處理。31計算機(jī)器件的發(fā)展,,電子管-晶體管-小規(guī)模集成電路-大規(guī)模繼承電路-超大規(guī)模繼承電路32非用戶片的定義,功能片,功能由器件廠生產(chǎn)時定死了的器件。速度較慢，價格便宜。33現(xiàn)場片,,用戶可根據(jù)需要改變器件內(nèi)部功能。速度一般，價格一般。34用戶片,,按用戶要求生產(chǎn)的高集成度VLSI器件。速度較快，價格貴。35提高計算機(jī)系統(tǒng)性能的有效途徑,,開發(fā)并行性，挖掘潛在的并行性，提高并行處理和操作的程度。36并行性的定義,,解題中具有同時進(jìn)行運(yùn)算或操作的特性，只要在同一時刻或同一時間間隔內(nèi)，完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同或不同的工作，在時間上重疊，都體現(xiàn)了并行性。37執(zhí)行角度看的并行性由低到高的4個等級,,1、指令內(nèi)部：指令內(nèi)各個微操作之間的并行；2、指令之間；3、任務(wù)或進(jìn)程之間；4、作業(yè)或程序之間。38數(shù)據(jù)處理的并行性由低到高的4個等級,,1、位串字串：同時處理一個字的一位，沒有并行性；2、位并字串：同時處理一個字的全部位；3、位片串字并：同時對許多字的同一位（俗稱片）進(jìn)行處理；4、全并行：同時對許多字的全部或部分位進(jìn)行處理。39信息加工的并行性由低到高的4個等級,,1、存儲器操作并行：相聯(lián)處理機(jī)；2、處理器操作步驟并行：流水線處理機(jī)；3、處理器操作并行：陣列處理機(jī)；4、指令、任務(wù)、作業(yè)并行：多處理機(jī)。40并行性開發(fā)的途徑,,1、時間重疊（重疊流水）；2、資源重復(fù)（多個機(jī)器處理同一任務(wù)）；3、資源共享（多個用戶輪流使用同一套資源）。413T目標(biāo)的定義,,1TFlops計算能力，1Tbyte主存容量，1Tbyts/s的I/O帶寬。42并行處理計算機(jī)按結(jié)構(gòu)分類,,1、流水線計算機(jī)（主要通過時間重疊，多個部件在時間上交錯重復(fù)預(yù)算和處理）；2、陣列處理機(jī)（通過資源重復(fù)，即同類型機(jī)器實(shí)現(xiàn)空間商的并行）；3、多處理機(jī)（資源共享；共享主存緊耦合、不共享主存松耦合）；4、數(shù)據(jù)流計算機(jī)（數(shù)據(jù)驅(qū)動）。43耦合的分類,,1、最低耦合：計算機(jī)之間無物理連接，通過磁盤、磁帶等對主機(jī)輸入輸出；2、松散耦合：多臺計算機(jī)通過a通道或b通信線路實(shí)現(xiàn)互連；3、緊密耦合：共享主存。44計算機(jī)系統(tǒng)的分類（指令流數(shù)據(jù)流分類法）（弗林分類法）,,1、單指令流單數(shù)據(jù)流：SISD（流水方式的單處理機(jī)）；2、SIMD（流水方式）；3、MISD（陣列）；4、MIMD（多處理機(jī)）。45弗林分類法的計算機(jī)分類舉例,25頁圖,46計算機(jī)系統(tǒng)的分類（指令流和執(zhí)行流分類）（庫克分類法）,,1、單指令流單執(zhí)行流：SISE（單處理機(jī)）；2、SIME（帶多操作部件的處理機(jī)）；3、MISE（帶指令級多道程序的處理機(jī)）；4、MIME（多處理機(jī)）。47計算機(jī)系統(tǒng)的分類（數(shù)據(jù)處理的并行度）（馮澤云分類法）,,1、字串位串：WSBS，每次只處理一個字的一位（位串行機(jī)）；2、字串位并：WSBP，每次處理一個字的n位（位并行機(jī)）；3、字并位串：WPBS，每次處理m個字的1位（陣列處理機(jī)）；4、字并位并：WPBP,每次處理m個字的n位（多處理機(jī)）。48數(shù)據(jù)表示的定義,,數(shù)據(jù)表示是指能由機(jī)器硬件直接識別和引用的數(shù)據(jù)類型；數(shù)據(jù)表示是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的組成元素。49軟件要處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的種類,,串、隊、棧、向量、隊列、陣列、鏈表、樹、圖等。50數(shù)據(jù)表示的確定實(shí)質(zhì),,軟、硬件的取舍。51標(biāo)識符數(shù)據(jù)表示的定義,,機(jī)器中每個數(shù)據(jù)都帶類型標(biāo)志位，將數(shù)據(jù)類型與數(shù)據(jù)本身直接聯(lián)系在一起的數(shù)據(jù)表示方式。52標(biāo)識符數(shù)據(jù)表示的優(yōu)點(diǎn),,1、簡化了指令系統(tǒng)和程序設(shè)計；2、簡化了編譯程序；3、便于實(shí)現(xiàn)一致性校驗(yàn)；4、能由硬件自動變換數(shù)據(jù)類型；5、為軟件調(diào)試和應(yīng)用軟件開發(fā)提供了支持。53標(biāo)識符數(shù)據(jù)表示的缺點(diǎn),,1、增加所占主存空間；2、降低指令執(zhí)行速度。54數(shù)據(jù)描述符的定義,,對于屬性相同的元素，采用分開存放的描述符來表示訪問的數(shù)據(jù)的地址及其他信息的符號。55數(shù)據(jù)描述符表示數(shù)據(jù)或描述符的方式,,前三位為000表示該字是數(shù)據(jù)，前三位為101表示該字為描述符。56標(biāo)識符和數(shù)據(jù)描述符的區(qū)別,,標(biāo)識符與每個數(shù)據(jù)相連，合存于同一存儲單元，描述單個數(shù)據(jù)的類型特征；描述符與數(shù)據(jù)分開存放，用于描述所要訪問的數(shù)據(jù)是單個還是整塊的，訪問該數(shù)據(jù)塊或數(shù)據(jù)元素所要的地址及其他信息等。57向量數(shù)組數(shù)據(jù)表示的特點(diǎn),,1、快速形成元素地址；2、便于實(shí)現(xiàn)各元素成塊預(yù)??；3、節(jié)省存儲空間，減少處理時間。58堆棧機(jī)的特點(diǎn),,1、由高速寄存器組成的硬件堆棧，訪問速度是寄存器的，容量是主存的；2、可直接對堆棧中的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種運(yùn)算和處理；3、有力的支持高級語言程序的編譯；4、有力支持子程序的嵌套和遞歸調(diào)用；5、使用較少地址碼，或者相對尋址，存儲效率高。59數(shù)據(jù)表示的原則,,1、看系統(tǒng)效率是否提高，即是否減少了實(shí)現(xiàn)時間和存儲時間；2、看其通用性和利用率是否高。60浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)基數(shù)的取值特性,,尾數(shù)基數(shù)越大，浮點(diǎn)數(shù)范圍越大，增加可表示數(shù)的個數(shù)，減少移位次數(shù)，提高運(yùn)算速度。但會降低數(shù)據(jù)的表示精度，使數(shù)值分布變稀。61浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)的下溢處理方法分類,,1、截斷法：實(shí)現(xiàn)簡單，不增加硬件，誤差大；2、舍入法：實(shí)現(xiàn)簡單，不增加硬件，最大誤差小，處理速度慢。3、恒置1法：實(shí)現(xiàn)簡單，不增加硬件，最大誤差大；4、查表舍入法：誤差最小，速度最快，但需增加硬件。62尋址方式的定義,,指令按什么方式尋找（或訪問）所需要的操作數(shù)或信息。63計算機(jī)尋址方式（對象）的分類,,1、面向主存；2、面向寄存器（速度快）；3、面向堆棧（減輕高級語言負(fù)擔(dān)，地址節(jié)省好，支持嵌套、遞歸等）。64,指令邏輯地址形成真地址的方式分類,,1、立即；2、直接；3、間接；4、相對；5、變址。65,靜態(tài)再定位定義,,在目的程序裝入主存時，由程序裝入軟件方法把目的程序的邏輯地址變換為物理地址，程序執(zhí)行時物理地址不再改變。66動態(tài)再定位定義（基址尋址）,,增加相應(yīng)標(biāo)志來指明地址碼是否需要增加基址，在執(zhí)行每條指令時才形成訪存物理地址。67信息在存儲器中按整數(shù)邊界存儲的定義,,為了確保任何時候需要的信息都只有一個存儲周期訪問到，信息在主存中存放的地址必須是該信息寬度的整數(shù)倍。68指令系統(tǒng)設(shè)計的原則,,1、優(yōu)化機(jī)器的性能價格比；2、有利于指令系統(tǒng)的發(fā)展和改進(jìn)；3、滿足系統(tǒng)的基本功能。69指令的構(gòu)成,,操作碼和地址碼70指令的優(yōu)化的定義,,如何用最短的位數(shù)來表示指令的操作信息和地址信息。71哈夫曼壓縮概念的基本思想,,當(dāng)各種事件發(fā)生的概率不均等時，采用優(yōu)化技術(shù)對發(fā)生概率最高的事件用最短的位數(shù)（時間）來表示（處理），而對概率較低的，允許用較長的位數(shù)（時間）來表示（處理），使平均位數(shù)（時間）縮短。72哈夫曼編碼的特點(diǎn),,不是唯一的，樹形狀不同，但只要采用全哈夫曼編碼，操作碼的平均時長是唯一的。73指令系統(tǒng)設(shè)計的方向,,1、復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機(jī)（CISC）：增強(qiáng)原有指令功能以及設(shè)置更為復(fù)雜的新指令取代原有軟件子程序的功能，實(shí)現(xiàn)軟件功能化。2、精簡指令系統(tǒng)計算機(jī)（RISC）：減少指令種數(shù)和簡化指令功能用來降低硬件設(shè)計的復(fù)雜度，提高指令的執(zhí)行速度。74面向目標(biāo)程序優(yōu)化的思路原則,,1、優(yōu)化指令及指令串使用頻度；2、增設(shè)復(fù)合指令取代原有宏指令或子程序，提高速度，降低存儲空間。75面向目標(biāo)程序優(yōu)化的思路1：靜態(tài)使用頻度,,對程序統(tǒng)計出指令及其指令串使用頻度稱為靜態(tài)使用頻度，按靜態(tài)使用頻度改進(jìn)指令系統(tǒng)是減少目標(biāo)程序的占用空間。76面向目標(biāo)程序優(yōu)化的思路2：動態(tài)使用頻度,,對程序執(zhí)行過程中統(tǒng)計出指令及其指令串使用頻度稱為動態(tài)使用頻度，按動態(tài)使用頻度改進(jìn)指令系統(tǒng)是減少目標(biāo)程序的執(zhí)行時間。77面向高級語言優(yōu)化的思路原則,,盡可能的縮短高級語言和機(jī)器語言的語義差距，支持高級語言編譯，縮短編譯長度和時間。78面向高級語言優(yōu)化的思路,,1、優(yōu)化高級語言使用頻度；2、面向編譯，優(yōu)化代碼生成；3、改進(jìn)指令系統(tǒng)，使之與各種語言間的語義差異縮短。4、使機(jī)器分別面向各種高級語言的多種指令系統(tǒng)，多種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；5、發(fā)展高級語言機(jī)器。79死鎖的定義,,一組進(jìn)程中每個進(jìn)程都只占有為完成該進(jìn)程所必須的部分資源，并未獲得全部資源，從而無法進(jìn)行下去。80RISC設(shè)計原則,,1、只選擇使用頻度很高的指令；2、減少指令系統(tǒng)尋址方式，一般不超過兩種；3、使所有指令都在一個周期內(nèi)完成；4、擴(kuò)大通用寄存器數(shù)量；5、大多數(shù)指令采用硬聯(lián)控制實(shí)現(xiàn)；6、精簡指令和優(yōu)化編譯程序，更好的支持高級語言。81CISC和RISC的比較,,RISC優(yōu)點(diǎn)：1、指令簡單，2、機(jī)器執(zhí)行速度快，3、成本低且可靠，4、可直接支持高級語言實(shí)現(xiàn)；缺點(diǎn)：1、要完成復(fù)雜功能指令多，2：對浮點(diǎn)運(yùn)算和虛擬存儲器支持不足，3：編譯程序比CISC難寫。82輸入輸出系統(tǒng)的組成,,1、輸入輸出設(shè)備；2、設(shè)備控制器；3、與輸入輸出操作有關(guān)的軟硬件。83輸入輸出系統(tǒng)經(jīng)歷的階段,,1、程序控制I/O；2、直接存儲器訪問（DMA）；3、I/O處理機(jī)方式（分為通道及外圍處理機(jī)兩種方式）。84按信息傳送方向的總線分類,,1、單向傳輸；2、雙向傳輸（半雙向、全雙向）85按用法的總線分類,,1、專用（只連接一個物理設(shè)備）；2、非專用（同一時刻只有一對部件可使用總線進(jìn)行通訊）。86總線按優(yōu)先次序確定的方式,,1、串行鏈接；2、定時查詢；3、獨(dú)立請求。87信息在總線上的傳送方法,,1、同步（部件間的信息傳送由定寬、定距的系統(tǒng)時標(biāo)同步）；2、異步（分為單向控制和請求/回答雙向控制兩種）。I/O總線中使用最廣泛的是異步雙向互鎖通訊方式。88數(shù)據(jù)寬度的分類,,1、單字（單字節(jié)）：適合輸入機(jī)，打字機(jī)等低速設(shè)備；2、定長塊：適合磁盤等高速設(shè)備；3、可變長塊：適合優(yōu)先級高的中高速磁帶、磁盤設(shè)備；4、單字加可變長塊：適合速度低但優(yōu)先級較高的設(shè)備。89中斷的相關(guān)說明,,引起中斷的各種事件稱中斷源，中斷源向中斷系統(tǒng)發(fā)出的中斷申請叫中斷請求。中斷響應(yīng)是允許中斷CPU現(xiàn)行程序的運(yùn)行，轉(zhuǎn)去對請求進(jìn)行預(yù)處理，包括保存好斷點(diǎn)及現(xiàn)場，調(diào)出處理該中斷的中斷服務(wù)程序，準(zhǔn)備運(yùn)行。這部分工作通過交換新舊程序狀態(tài)字（PSW）來實(shí)現(xiàn)。90中斷系統(tǒng)的功能,,1、中斷請求的保存和清除；2、優(yōu)先級的確定；3、中斷斷點(diǎn)及現(xiàn)場的保存；4、對中斷請求的分析處理返回等。91根據(jù)信息傳送方式的通道分類,,1、字節(jié)多路：字符類低速設(shè)備；2、選擇：優(yōu)先級高的高速設(shè)備；3、數(shù)組多路：磁盤等高速設(shè)備。92通道流量計算公式,,通道流量=∑字節(jié)數(shù)/請求時間93對存儲器的基本要求,,1、容量大；2、價格便宜；3、速度快。94并行主存系統(tǒng)的定義,,能并行讀出多個CPU字的單體多字、多體單字、多體多字的交叉訪問主存系統(tǒng)95存儲體系的定義,,通過I/O處理機(jī)和多道程序讓程序的調(diào)入調(diào)出由軟硬件來完成，使速度接近于主存，容量是輔存，價格接近輔存，稱這種系統(tǒng)為存儲體系。96解決主存和CPU速度差異的辦法,,1、在CPU中設(shè)置通用寄存器；2、采用存儲器的多體交叉并行存取來提高主存的等效速度；3、采用cache存儲器。97虛擬存儲器的存儲管理方式分類,,1、段式（分段存儲，需要段地址表，查表速度低段間會浪費(fèi)）；2、頁式（將主存空間和程序空間機(jī)械地等分成固定大小的頁，一般在512B~幾K，地址包含頁號和頁內(nèi)位移，需要設(shè)置頁表記錄地址對應(yīng)關(guān)系）；3、段頁式。98基址的定義,,段、頁等存放在主存中的起始地址。99段式管理的要求,,系統(tǒng)要為每道程序分別設(shè)置段印象表，還要操作系統(tǒng)為整個主存系統(tǒng)建立實(shí)主存管理表（包括占用區(qū)域表和可用區(qū)域表）。100段式和頁式存儲的特點(diǎn),,段式中每個段獨(dú)立，有利于程序員靈活實(shí)現(xiàn)段的鏈接，修改段的容量，每個段只包含一種類型的對象，易于對特定類型的保護(hù)實(shí)現(xiàn)，易于實(shí)現(xiàn)多個用戶、進(jìn)程對公用段的管理。頁式對程序員透明，所需映像表硬件少，地址變換速度快，浪費(fèi)比段式少。101段頁式存儲管理的定義,,實(shí)存機(jī)械等分成固定大小的頁，程序按模塊分段，每個段又分成與主存頁面大小相同的頁。102段頁式與段式的區(qū)別,,段頁式段的起點(diǎn)不是任意的，必須位于主存頁面的起點(diǎn)。103段頁式存儲的主要問題,,地址變換過程至少需要查表兩次。104實(shí)頁沖突,,主存中的每個頁面位置可對應(yīng)多個虛頁，有可能發(fā)生兩個以上的虛頁想進(jìn)入主存同一個頁面位置的頁面爭用。105全相聯(lián)印象的定義,,每道程序的任何虛頁都可以映像裝入任何實(shí)頁位置。全相聯(lián)映像的實(shí)頁沖突概率最低。106替換算法的分類,,1、隨機(jī)算法（RAND）；2、先進(jìn)先出法（FIFO）；3、近期最少使用法（LRU）；4、優(yōu)化替換算法（OPT），理想化算法。3-4為堆棧形替換算法。107命中率的一些說明,,命中率是評價存儲體系性能的重要指標(biāo)，程序地址流、替換算法、分配給程序的實(shí)頁數(shù)都會影響命中率。108頁面失效頻率（PFF）的定義,,設(shè)置一個值，根據(jù)失效率來比較這個值，當(dāng)失效率低于此值則減少主頁數(shù)，反之則增加。109頁面失效的定義,,如果當(dāng)前頁在主存中，跨頁存放的那一頁不在主存中，就會在取指令、取操作數(shù)、或間接尋址等訪問過程中發(fā)生頁面失效。110顛簸的定義,,指令或操作數(shù)跨頁存放的那些頁輪流從主存中被替換出去的現(xiàn)象。111快表和慢表的定義,,快速硬件存放當(dāng)前正在使用的虛實(shí)地址印象關(guān)系稱為快表；原先存放虛實(shí)地址映像關(guān)系的表稱為慢表。112訪問cache的時間,,訪問cache的時間一般是訪問主存時間的1/4~1/10，一般為50ns113cache物理安放位置,,為了發(fā)揮cache的高速性，較小cpu與cache之間的傳輸延遲，應(yīng)該讓cache在物理位置上盡量靠近處理機(jī)或就放在處理機(jī)中。114cache映象與變換的方法分類,,1、全相聯(lián)映象及變換（主存中任意一塊都可映象轉(zhuǎn)入到cache中任意一塊位置）：塊沖突概率最低，空間利用率高，但代價大，查表速度慢。2、直接映象及變換（主存空間按cache大小等分成區(qū)，每個區(qū)內(nèi)的各塊只能按位置一一對應(yīng)到cache的相應(yīng)位置上）：優(yōu)缺點(diǎn)和1相反。3、組相聯(lián)映象及變換（將cache和主存空間都分成組，各組之間是直接映象，組內(nèi)各塊之間是全相聯(lián)映象）：115cache替換算法的分類,,1、堆棧法；2、比較對法（讓各塊成對組合，用觸發(fā)器的狀態(tài)表示該比較對內(nèi)兩塊訪問的遠(yuǎn)近次序，再經(jīng)門電路找到LRU塊）116,cache的透明性說明,,cache存儲器的地址變換和塊替換算法是全硬實(shí)現(xiàn)的，因此cache對應(yīng)用程序員和系統(tǒng)程序員都是透明的，對處理機(jī)和主存之間的信息交往也是透明的。117解決主存和cache內(nèi)容不一致的方法,,1、寫回法/抵觸修改法（CPU只寫回cache，僅當(dāng)需要替換時，才將改寫過的cache寫回內(nèi)存）：一般單處理機(jī)使用；2、寫直達(dá)法/存直達(dá)法（CPU寫入cache同時，也利用處理機(jī)和主存之間的直接通路，寫入主存）：多處理機(jī)使用。118cache寫不命中的處理方法,,1、按寫分配法：cache寫不命中時，除寫入主存外，還要把單元所在的塊從主存內(nèi)容調(diào)入cache，寫回法多采用按寫分配法。2、不按寫分配法：cache寫不命中時，只寫入主存，寫直達(dá)法多使用不按寫分配法。119,cache的取算法相關(guān)說明,,cache的取算法一般采用按需取進(jìn)法，即在cache塊失效時，才將要訪問的字所在的塊取進(jìn)。何時取塊分為恒預(yù)?。ㄊ共幻新氏陆?5%~80%）和不命中時預(yù)取（使不命中率下降30%~40%）兩種方法，但恒預(yù)取傳輸量要求大。塊的大小不宜超過256字節(jié)。120cache的命中率,,可達(dá)到121解釋一條機(jī)器指令的微操作分類,,1、取指令；2、分析指令；3、執(zhí)行指令。122一次重疊的定義,,指令分析部件和指令執(zhí)行部件在任何時候都有兩條相鄰的指令在重疊解釋的方式稱之為一次重疊。123重疊在程序中的注意事項,,應(yīng)盡量減少使用條件轉(zhuǎn)移指令124相關(guān)的定義,,因機(jī)器語言程序中鄰近指令之間出現(xiàn)關(guān)聯(lián)，需要同時解釋而出錯的現(xiàn)象。如數(shù)相關(guān)、指令相關(guān)等。125指令相關(guān)的處理方法,,設(shè)置執(zhí)行指令126數(shù)相關(guān)的處理方法,,1、推后讀；2、設(shè)置相關(guān)通道。127流水的定義,,流水是重疊的引申，是把重疊的指令由兩個過程細(xì)化分為多個子過程。128流水的分類,,1、按擴(kuò)展方向：向下擴(kuò)展分法和向上擴(kuò)展分法；2、按功能：單功能和多功能流水線；3、靜態(tài)流水動態(tài)流水；4、按數(shù)據(jù)表示：標(biāo)量流水和向量流水；5、各功能段之間是否有反饋回路：線性和非線性。129流水線處理機(jī)的吞吐率,,TP=1/最大單獨(dú)過程時間130消除瓶頸的方法,,1、將瓶頸進(jìn)一步細(xì)分；2、重復(fù)設(shè)置多套瓶頸段并聯(lián)131流水最大吞吐率,,TPmax=1/max△T132流水實(shí)際吞吐率,,TP=n/(m△t0+(n-1)△t0)=TPmax/(1+(m-1)/n)就是結(jié)果/時間；m：流水線的段數(shù)，n：完成任務(wù)數(shù)133流水加速比,,Sp=nm△t0/(m△t0+(n-1)△t0)=m/(1+(m-1)/n)就是順序時間/實(shí)際時間134流水線各段效率,,n/(m+(n-1))陰影面積/全部時空面積135流水工作計算舉例,139頁,136全局性相關(guān)的定義,,轉(zhuǎn)移指令和其后指令間存在關(guān)聯(lián)，使之不能同時解釋，造成對流水機(jī)器的吞吐率下降的影響比指令相關(guān)、主存操作數(shù)相關(guān)和通用寄存器組相關(guān)及基址值或變址值相關(guān)嚴(yán)重得多，稱為全局相關(guān)，后者稱為局部相關(guān)。137任務(wù)在流水線中流動順序的安排和控制方式分類,,1、順序流動方式或同步流動方式；2、異步流動方式138讀寫相關(guān)的說明,,寫寫相關(guān)和先讀后寫相關(guān)只有在異步流動時才能發(fā)生139全局性相關(guān)的處理方法,,1、猜測法；2、加快和提前形成條件碼；3、采取延遲轉(zhuǎn)移；4、加快短循環(huán)程序的處理140Vi沖突定義,,并行工作的各向量指令的源向量或結(jié)果向量使用了相同的Vi（向量寄存器）141功能部件沖突定義,,同一功能部件被要求并行工作的多條向量指令使用。142鏈接技術(shù)的定義,,在前一條指令的第一個結(jié)果分量到達(dá)向量寄存器組并可以用作本條向量指令的源操作數(shù)時，立即啟動本條指令工作形成鏈。是提高機(jī)器整體運(yùn)算速度的重要措施。143陣列處理機(jī)的分類,,1、分布存儲器；2、集中式存儲器；144陣列處理機(jī)的特點(diǎn),,1、單指令流多數(shù)據(jù)流；2、采用資源重復(fù)方式；3、利用并行性中的同時性，而不是并發(fā)性；4、設(shè)備利用率沒有流水高，硬件價格低才能體現(xiàn)性價比；5、適用于向量處理。145SIMD的交換方法,,1、線路交換：在源和目的地建立實(shí)際連接線路，適用于大批量數(shù)據(jù)傳輸；2、包交換：將數(shù)據(jù)置于包內(nèi)傳送，無實(shí)際連接通路，適用于短數(shù)據(jù)信息；3、線路/包交換。146SIMD網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類,,1、靜態(tài)拓?fù)洌壕€型、環(huán)形、星形等。2、動態(tài)拓?fù)洌簡渭墸ㄐ柩h(huán)多次才能實(shí)現(xiàn)任意兩個單元的通信，也叫循環(huán)網(wǎng)絡(luò))和多級（多個單級網(wǎng)絡(luò)組成）兩類。147動態(tài)網(wǎng)絡(luò)的單級網(wǎng)絡(luò)分類,,1、立方體、2、PM2I、3、混洗交換單級網(wǎng)絡(luò)。148單級網(wǎng)絡(luò)的最大距離,,1、立方體是N；2、PM2I是N/2；3、混洗交換網(wǎng)絡(luò)是2n-1。149N=8的多級立方體互連網(wǎng)絡(luò),170頁,150,N=8的多級混洗交換網(wǎng)絡(luò)（OMEGA）,173頁,網(wǎng)絡(luò)中的各級編號的次序和多級立方體網(wǎng)絡(luò)正好相反。151種多級互連網(wǎng)絡(luò)靈活性對比,,由高到低：adm，omega，間接二進(jìn)制N方體，staran。152并行存儲器的沖突訪問定義,,陣列處理機(jī)中，如果處理機(jī)需要同時訪問存儲器，就會出現(xiàn)頻寬下降的情況。為避免存儲器沖突，一般要求存儲器分體數(shù)為質(zhì)數(shù)。153多處理機(jī)的定義及特性,,多處理機(jī)具有兩臺以上的處理機(jī)，在操作系統(tǒng)的控制下通過共享主存或輸入/輸出子系統(tǒng)或高速通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，屬于多指令流多數(shù)據(jù)流系統(tǒng)（MIMD）。154多處理機(jī)的分類,,1、緊耦合多處理機(jī)：通過共享主存實(shí)現(xiàn)處理間的通訊，其通訊速率受限于主存頻寬。2、松耦合多處理機(jī)：每臺處理機(jī)都有一個容量較大的局部存儲器，用于存儲經(jīng)常使用的指令和數(shù)據(jù)，以減少緊耦合系統(tǒng)中存在的訪主存沖突。155多處理機(jī)的機(jī)間互連形式,,1、總線形式；2、環(huán)形互連形式；3、交叉開關(guān)形式；4、多端口存儲器形式；5、開關(guān)樞紐結(jié)構(gòu)形式。156多處理機(jī)的任務(wù)粒度設(shè)置依據(jù),,程序用于有效計算的執(zhí)行時間E與處理機(jī)間通訊等輔助開銷時間C的比值。E/C較大時，并行效率較高。157多處理機(jī)的操作系統(tǒng)分類,,1、主從型操作系統(tǒng)；2、各自獨(dú)立型操作系統(tǒng)；3、浮動型操作系統(tǒng)。158脈動陣列機(jī)相關(guān)說明,,由一組處理單元PE構(gòu)成，運(yùn)算時數(shù)據(jù)在陣列結(jié)構(gòu)的各個處理單元間沿各自目的方向同步推進(jìn)。適用于要求處理計算量很大的信號/圖像處理。159脈動陣列機(jī)的特點(diǎn),,1、結(jié)構(gòu)簡單，規(guī)整，模塊化強(qiáng)，可擴(kuò)充性好，適合用大規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)；2、PE間數(shù)據(jù)通信控制等都簡單規(guī)整；3、具有極高的并行性，可通過流水獲得很高的運(yùn)算效率和吞吐率。4、實(shí)現(xiàn)特定任務(wù)和算法，專用性強(qiáng)，限制了應(yīng)用范圍。160數(shù)據(jù)流機(jī)的定義,,只要一條或一組指令需要的操作數(shù)全部準(zhǔn)備就緒，就可激發(fā)相應(yīng)的指令或指令組執(zhí)行，不需要程序計數(shù)器，指令執(zhí)行無序，受數(shù)據(jù)流驅(qū)動而執(zhí)行。分為靜態(tài)和動態(tài)兩類。161智能機(jī)的構(gòu)成元素,,1、知識庫機(jī)；2、推理機(jī)；3、智能接口處理機(jī)。1、翻譯和解釋的區(qū)別和聯(lián)系區(qū)別：翻譯是整個程序轉(zhuǎn)換，解釋是低級機(jī)器的一串語句仿真高級機(jī)器的一條語句。聯(lián)系：都是高級機(jī)器程序在低級機(jī)器上執(zhí)行的必須步驟。2、為什么將計算機(jī)系統(tǒng)看成是多級機(jī)器構(gòu)成的層次結(jié)構(gòu)可以調(diào)整軟、硬件比例;可以用真正的實(shí)處理機(jī)代替虛擬機(jī)器;可以在1臺宿主機(jī)上仿真另一臺。3、計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)用軟件實(shí)現(xiàn)和硬件實(shí)現(xiàn)各自的優(yōu)缺點(diǎn)硬件優(yōu)點(diǎn)：速度快，節(jié)省存儲時間;缺點(diǎn)：成本高，利用率低，降低靈活性、適用性。軟件優(yōu)點(diǎn)：成本低，提高靈活性、適用性;缺點(diǎn)：速度慢，增加存儲時間、軟件設(shè)計費(fèi)。4、就目前通用機(jī)來說，計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的屬性主要包括哪些數(shù)據(jù)表示、尋址方式、寄存器組織、指令系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)組織、中斷系統(tǒng)、管態(tài)目態(tài)定義與轉(zhuǎn)換、IO結(jié)構(gòu)、保護(hù)方式和機(jī)構(gòu)。5、試述由上往下、由下往上設(shè)計思路和存在的問題由上往下：先考慮應(yīng)用要求，再逐級往下考慮怎樣實(shí)現(xiàn)。適用于專業(yè)機(jī)由下往上：根據(jù)已有器件，逐級往上。六七十年代通用機(jī)設(shè)計思路。以上方法存在的問題是軟、硬件脫節(jié)。6、采用統(tǒng)一高級語言方法、適用場合、存在問題和應(yīng)采取的策略。定義：是指為所有程序員使用的完全通用的高級語言。適用場合：軟件移植方便。存在問題：目前語言的語法、語義結(jié)構(gòu)不同;人們的看法不同;同一語言在不同機(jī)器上不通用;程序員的習(xí)慣應(yīng)采取的策略：可一定范圍內(nèi)統(tǒng)一匯編語言，結(jié)構(gòu)相同機(jī)器間搞系列機(jī)。7、由中間開始的設(shè)計思路及優(yōu)點(diǎn)既考慮應(yīng)用也考慮現(xiàn)有器件，由軟硬件分界面向兩端設(shè)計。優(yōu)點(diǎn)：并行設(shè)計，縮短周期。8、模擬和仿真的區(qū)別模擬：機(jī)器語言解釋，在主存中;仿真：微程序解釋，在控制存儲器中。9、采用系列機(jī)方法、適用場合、好處、存在問題和應(yīng)采取的策略定義：根據(jù)軟硬件界面的系列結(jié)構(gòu)，設(shè)計軟件和不同檔次的系列機(jī)器。適用場合：同一系列內(nèi)軟件兼容好處：呼應(yīng)“中間開始”設(shè)計思路;緩解軟件要求穩(wěn)定環(huán)境和硬件發(fā)展迅速的矛盾。存在問題：軟件兼容有時會阻礙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革。策略：堅持這一方法，但到一定時候要發(fā)展新系列，還可采用模擬仿真。10、為什么要進(jìn)行軟件移植軟件的相對成本越來越高，應(yīng)重新分配軟、硬件功能。但：成熟軟件不能放棄;已有軟件修改困難;重新設(shè)計軟件經(jīng)濟(jì)上不劃算。11、除了分布處理MPP和機(jī)群系統(tǒng)外，并行處理計算機(jī)按其基本結(jié)構(gòu)特征可分為哪幾種不同結(jié)構(gòu)例舉它們要解決的問題。流水線處理機(jī)：多個部件時間上并行執(zhí)行。擁塞控制，沖突防止，流水線調(diào)度。陣列處理機(jī)：空間上并行。處理單元靈活，規(guī)律的互連模式和互連網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，數(shù)據(jù)在存儲器中的分布算法。多處理機(jī)：時間和空間上的異步并行。多CPU間互連，進(jìn)程間的同步和通訊，多CPU間調(diào)度。數(shù)據(jù)流計算機(jī)：數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)令牌在指令間傳遞。硬件組織和結(jié)構(gòu)，高效數(shù)據(jù)流語言。12、采用模擬與仿真方法、適用場合、好處、存在問題和應(yīng)采取的策略。模擬定義：用機(jī)器語言解釋另一指令系統(tǒng)適用場合：運(yùn)行時間短，使用次數(shù)少，時間上無限制。好處：可在不同系統(tǒng)間移植。存在問題：結(jié)構(gòu)差異大時，運(yùn)行速度下降，實(shí)時性差。策略：與仿真結(jié)合仿真定義：用微程序解釋令一指令系統(tǒng)適用場合：結(jié)構(gòu)差別不大的系統(tǒng)好處：運(yùn)行速度快存在問題：結(jié)構(gòu)差別大時，很難仿真。策略：與模擬結(jié)合，發(fā)展異種機(jī)連網(wǎng)。13、多計算機(jī)系統(tǒng)和多處理機(jī)系統(tǒng)的區(qū)別都屬于多機(jī)系統(tǒng)，區(qū)別：多處理機(jī)是多臺處理機(jī)組成的單機(jī)系統(tǒng)，多計算機(jī)是多*立的計算機(jī)。多處理機(jī)中各處理機(jī)邏輯上受統(tǒng)一的OS控制，多計算機(jī)的OS邏輯上獨(dú)立。多處理機(jī)間以單一數(shù)據(jù)、向量、數(shù)組、文件交互作用，多計算機(jī)經(jīng)通道或通信線路以數(shù)據(jù)流形式進(jìn)行。多處理機(jī)作業(yè)、任務(wù)、指令、數(shù)據(jù)各級并行，多計算機(jī)多個作業(yè)并行。14、各種耦合度特征最低：無物理連接，如脫機(jī)系統(tǒng)。松散：通信線路互連，適于分布處理緊密：總線或數(shù)據(jù)開關(guān)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、任務(wù)、作業(yè)級并行。15、以實(shí)例說明計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成、實(shí)現(xiàn)的相互關(guān)系與影響。結(jié)構(gòu)相同，可用不同的組成。如系列機(jī)中不同型號的機(jī)器結(jié)構(gòu)相同，但高檔機(jī)往往采用重疊流水等技術(shù)。組成相同，實(shí)現(xiàn)可不同。如主存可用雙極型，也可用MOS型等。結(jié)構(gòu)不同組成不同，組成的進(jìn)步會促進(jìn)結(jié)構(gòu)的進(jìn)步，如微程序控制。結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)結(jié)合應(yīng)用和可能采用的組成。組成上面決定于結(jié)構(gòu)，下面受限于實(shí)現(xiàn)。組成與實(shí)現(xiàn)的權(quán)衡取決于性價比等;結(jié)構(gòu)、組成、實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容不同時期會不同。16、軟件移植的途徑，各受什么限制統(tǒng)一高級語言：只能相對統(tǒng)一系列機(jī)：只能在結(jié)構(gòu)相同或相近的機(jī)器間移植模擬：機(jī)器語言差別大時，速度慢仿真：靈活性和效率差，機(jī)器差異大時仿真困難。17、并行處理數(shù)據(jù)的四個等級，給出簡單解釋，各舉一例位串字串：無并行性，如位串行計算機(jī)。位并字串：一個字的所有位并行，如簡單并行的單處理機(jī)。位片串字并：多個字的同一位并行，如相連處理機(jī)。全并行：同時處理多個字的多個位，如全并行陣列機(jī)。18、設(shè)計乘法指令時，結(jié)構(gòu)、組成、實(shí)現(xiàn)各考慮什么結(jié)構(gòu)：是否設(shè)計乘法組成：是否配置高速乘法器實(shí)現(xiàn)：考慮器件集成度類型數(shù)量及微組裝技術(shù)。19、器件的發(fā)展對邏輯設(shè)計方法的影響一是由邏輯化簡轉(zhuǎn)為采用組成技術(shù)規(guī)模生產(chǎn)，規(guī)模集成，并盡量采用通用器件二是由全硬設(shè)計轉(zhuǎn)為微匯編、微高級語言、CAD等軟硬結(jié)合和自動設(shè)計第二章1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和機(jī)器的數(shù)據(jù)表示之間的關(guān)系引入數(shù)據(jù)表示的基本原則數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要變換成數(shù)據(jù)表示來實(shí)現(xiàn)，不同的數(shù)據(jù)表示效率和方便性不同。它們是軟硬件的交界面。原則：1、是否提高效率減少時間，2、通用性和利用率。2、簡述三種面向的尋址方式的關(guān)系。面向寄存器：速度快，增加硬件;面向主存：速度稍慢，減少寄存器占用;面向堆棧：速度慢，減輕編譯負(fù)擔(dān)。三者各有特點(diǎn)，但可共同使用，不互相排斥。3、堆棧型機(jī)器與通用寄存器型機(jī)器的主要區(qū)別堆棧型機(jī)器對程序調(diào)用的哪些操作提供支持通用寄存器型對堆棧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的支持較差：1、堆棧操作指令少;2、速度低;3、通常只用于保存返回地址。堆棧型支持有力：1、硬件堆棧;2、堆棧指令豐富;3、支持高級語言編譯;4、支持子程序嵌套和遞歸?？蓪⒁韵滦畔⑷繅喝霔＃悍祷氐刂?、條件碼、關(guān)鍵寄存器內(nèi)容、必要的全局或局部參數(shù)。為子程序開辟局部變量中間結(jié)果工作區(qū)。4、比較尋址方式在指令中的兩種指明方式。操作碼中的某位。缺點(diǎn)：不靈活。優(yōu)點(diǎn)：指令總長短。設(shè)尋址方式字段。缺點(diǎn)：指令總長長。優(yōu)點(diǎn)：尋址靈活。5、“機(jī)構(gòu)型”和“策略型”的含義機(jī)構(gòu)型功能指基本的通用的功能;策略型功能指不穩(wěn)定的可能會改變的功能。6、數(shù)據(jù)描述符和向量數(shù)據(jù)表示對向量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所提供的支持有什么不同描述方法比變址方法簡便，但不能解決向量數(shù)組高速運(yùn)算問題;向量處理機(jī)能快速形成元素地址，能把元素成塊預(yù)取到CPU，用一條指令同時對整個向量數(shù)組高速處理。7、按CISC方向改進(jìn)指令系統(tǒng)的思路具體辦法思路可從面向目標(biāo)程序、高級語言、操作系統(tǒng)三個方面考慮。面向目標(biāo)程序可采用的辦法：1、對高頻指令增強(qiáng)功能加快速度，低頻指令合并和取消;2、復(fù)合指令代替子程序或宏。8、haffman方法及優(yōu)缺點(diǎn)構(gòu)造方法：構(gòu)造haffman樹、每個節(jié)點(diǎn)用01表示、從根開始01編碼優(yōu)點(diǎn)：平均碼長最短，冗余少。缺點(diǎn)：種類多，不易譯碼。9、haffman壓縮概念的基本思想概率高的事件用短位數(shù)表示，低的用長位數(shù)表示。10、以浮點(diǎn)數(shù)數(shù)據(jù)表示說明數(shù)的可表示精度、運(yùn)算中的精度損失，尾數(shù)基值取小對哪個有利哪個不利數(shù)的可表示精度是數(shù)軸上數(shù)的離散程度，兩個數(shù)間差越小，精度越高;運(yùn)算中的精度損失指運(yùn)算中尾數(shù)超長造成的損失。尾數(shù)基值取小則可表示范圍變小，個數(shù)減少，分布變密，精度提高，速度降低，對前者有利，對后者不利。11、OS中哪些適合硬化或固化哪些不適合高頻使用的機(jī)構(gòu)型功能適合，策略型功能不適合。12、什么是程序的動態(tài)再定位程序在主存中的實(shí)際位置可以動態(tài)移動的定位技術(shù)?？梢允褂没芳拇嫫骰蛴诚蟊碛布?。13、縮短地址碼長度的方法基址、變址、相對尋址、分段、寄存器尋址、寄存器間接尋址等。14、變址和基址各適用于何種場合設(shè)計一種只用6位地址碼就可以指向一大地址空間中任意64個地址之一的尋址機(jī)構(gòu)。變址適合標(biāo)量計算機(jī)中，基址主要對邏輯與物理空間進(jìn)行變換，支持動態(tài)再定位。用6位地址碼表示64個地址中的任意一個，可以用隱含尋址或PC自相對尋址形成物理地址。15、設(shè)計RISC機(jī)器的一般原則及可采用的基本技術(shù)原則：精簡指令條數(shù)、格式，讓指令等長，一個周期內(nèi)完成，增加通用寄存器，一般指令不可訪存只能對寄存器操作，硬件實(shí)現(xiàn)為主，少量微程序解釋，提高編譯程序質(zhì)量。技術(shù)：按以上原則優(yōu)化、實(shí)現(xiàn)指令，設(shè)置寄存器，指令采用重疊流水方式解釋，采用延遲轉(zhuǎn)移，提高便宜程序質(zhì)量。16、比較CISC和RISC，今后的發(fā)展是什么CISC問題：系統(tǒng)龐大導(dǎo)致成本高可靠性低，80%指令利用率低，性價比低。RISC優(yōu)點(diǎn)：簡化指令系統(tǒng)，適合VLSI實(shí)現(xiàn)，解決了CISC的上述問題。缺點(diǎn)：加重匯編語言負(fù)擔(dān)，目標(biāo)程序開銷大，對浮點(diǎn)運(yùn)算虛擬存儲支持不強(qiáng)，對編譯程序要求高。發(fā)展趨勢：二者互相結(jié)合，取長補(bǔ)短。1、以IBM370為例說明為什么把中斷分類以及分成幾類。大型多用途機(jī)器中斷源多，每個中斷源單獨(dú)形成入口將導(dǎo)致硬件實(shí)現(xiàn)難，代價大，因此可歸類，每類給中斷服務(wù)程序入口由軟件轉(zhuǎn)入相應(yīng)處理部分。IBM370中斷分為6類：機(jī)器校驗(yàn)，訪管，程序性，外部，I/O，重新啟動。2、專用和非專用線各自的優(yōu)缺點(diǎn)專用線：只連接一對物理部件的總線。優(yōu)點(diǎn)：不用爭總線，控制簡單，系統(tǒng)可靠。缺點(diǎn)：總線數(shù)多且長，成本高，利用率低，不易擴(kuò)展。非專用線：可被多種功能與部件共享，但同一時刻只能被一個部件使用。優(yōu)點(diǎn)：集成度高，造價低，可擴(kuò)展能力強(qiáng)，總線利用率高，易標(biāo)準(zhǔn)化。缺點(diǎn)：