計算機體系結(jié)構(gòu)試題庫-填空題

計算機體系結(jié)構(gòu)試題庫填空題（100題）當(dāng)代計算機體系結(jié)構(gòu)的概念包括（指令集結(jié)構(gòu)）、（計算機組成）和（計算機實現(xiàn)）三個方面的內(nèi)容。計算機部件的平均出售價是（部件開銷）、（直接開銷）和（毛利）三者之和。在一個字中，兩種表示字節(jié)順序的習(xí)慣是（高端BigEndian）和（低端LittleEndian）。通常根據(jù)CPU內(nèi)部狀態(tài)，可以將指令集結(jié)構(gòu)分為（堆棧型）、（累加器型）和（通用寄存器型）三種類型。在指令流水線中，解決控制相關(guān)的方法主要有：（凍結(jié)或排空流水線）、（預(yù)測發(fā)生）、（預(yù)測不發(fā)生）和（調(diào)度分支延遲）。在存儲器層次結(jié)構(gòu)中，提高主存性能的方法主要有：（加寬存儲器）、（簡單的交叉存儲器）、（獨立的存儲塊）、（避免存儲器塊沖突）和（DRAM特性交叉）。I/O性能評價的指標(biāo)主要包括：設(shè)備類型、設(shè)備數(shù)量、（響應(yīng)時間）和（吞吐量）。提高向量處理機性能的主要方法有：鏈接、（重疊執(zhí)行）和（多個向量載入儲存（L/S）部件）。一般并行性包含（并行）和（并發(fā)）兩個方面。開發(fā)并行性的主要途徑有：（時間重疊）、（資源重復(fù)）和（資源共享）。指令內(nèi)部的并行屬于（細(xì)）粒度并行。流水線的數(shù)據(jù)相關(guān)有（RAW）、（WAW）、（WAR）三種類型。通用寄存器型指令集結(jié)構(gòu)按其指令中的操作數(shù)個數(shù)和操作數(shù)的存儲單元可以分為（R-R）、（R-M）、（M-M）三種類型。根據(jù)CPU性能公式，程序的執(zhí)行時間等于（IC）、（CPI）及（Tclk）三者的乘積。對向量的處理有（水平處理）方式、（垂直處理）方式和（分組處理）方式。DLX流水線可以分為（IF）、（ID）、（EX）、（MEM）、（WB）五個操作功能段。在存儲器層次結(jié)構(gòu)中，Cache離CPU（最近），而外存離CPU最遠(yuǎn)。一般來說，按照CPU內(nèi)部操作數(shù)的存儲方式，可以將機器（指令集結(jié)構(gòu)）分為：（堆棧型）、（累加器型）和（通用寄存器型）三種類型。單機和多機并行性發(fā)展的技術(shù)途徑有：（資源共享）、（資源重復(fù)）和（時間重疊）。存儲器層次結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的基本依據(jù)是程序（訪問的局部性原理）。在計算機體系結(jié)構(gòu)設(shè)計中，軟硬件功能分配取決于（性能價格比）。從主存的角度來看，“Cache—主存”層次的目的是為了（提高速度），而“主存—輔存”層次的目的是為了（擴大容量）。描述向量數(shù)據(jù)的參數(shù)有：（向量起始地址）、（向量長度）、（向量間距）。程序循環(huán)是用（轉(zhuǎn)移指令）來實現(xiàn)，而微程序循環(huán)是用（微指令地址轉(zhuǎn)移測試方法）來實現(xiàn)的。計算機組成指的是計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實現(xiàn)，計算機實現(xiàn)指的是計算機組成的物理實現(xiàn)存儲程序計算機以運算器為中心、所有部件的操作都由控制器集中控制。指令集結(jié)構(gòu)的正交特性是指令集的三個主要元素操作、數(shù)據(jù)類型和尋址方式兩兩在指令集結(jié)構(gòu)中獨立無關(guān)。通道可分為三類：字節(jié)多路通道，選擇通道，數(shù)組多路通道。Cache的調(diào)度算法通常有預(yù)取法和按需取進(jìn)法兩種。Cache失效可以分為強制性失效、容量失效和沖突失效三種。地址映象方法有多種，其中的直接相聯(lián)硬件開銷最小，全相聯(lián)的沖突概率最小。根據(jù)存儲映象算法的不同，虛擬存儲器主要有段式）、頁式和段頁式三種映象方式。流水技術(shù)按處理的級別可分為部件級、處理機級和系統(tǒng)級。通常，在進(jìn)行指令集格式設(shè)計時，有（固定長度編碼）、（可變長編碼）和（混合編碼）三種設(shè)計方法。綜合考慮不同的存儲器實現(xiàn)技術(shù)，我們會發(fā)現(xiàn)：速度越快，每位價格就（越高）；容量越大，每位價格就（越低）；容量越大，速度（越慢）?！癈ache-主存”與“主存-輔存”層次的區(qū)別項目Cache—主存層次主存—輔存層次目的為了彌補主存速度的不足（為了彌補主存容量不足）存儲管理實現(xiàn)（主要由硬件實現(xiàn)）主要由軟件實現(xiàn)CPU對第二級的訪問方式可直接訪問（通過主存訪問）失效時CPU是否切換（不切換）（不切換）磁盤的每一磁道分成若干扇區(qū)，它是磁盤進(jìn)行存儲分配的物理基本單元，它們之間留有（不用的間隙）。響應(yīng)時間是指從事件開始到結(jié)束之間的時間。吞吐率指在單位時間內(nèi)所能完成的工作量（任務(wù)）。用戶以響應(yīng)時間為標(biāo)準(zhǔn)評價計算機性能。多道程序系統(tǒng)以吞吐率為標(biāo)準(zhǔn)評價計算機性能。流水線各個功能段所需時間應(yīng)盡量相等。Cache并行查找的兩種實現(xiàn)方法是：利用相聯(lián)存儲器和利用單體多字存儲器＋比較器。假設(shè)某程序中Load指令占26％，Store指令占9％，則寫操作在所有訪存操作中所占的比例為7％,寫操作在訪問數(shù)據(jù)Cache操作中所占的比例為25％。評價存儲系統(tǒng)性能時，CPU時間＝IC×[CPIexe＋每條指令的平均存儲器停頓周期數(shù)]×?xí)r鐘周期時間改進(jìn)Cache的性能的三種途徑是降低失效率、減少失效開銷、減少Cache命中時間。減小強制性失效的方法有：增加塊大小，預(yù)取。減小容量失效方法是增加容量。減小沖突失效的方法是提高相聯(lián)度。容量為128KB的8路組相聯(lián)Cache命中時間為1.14ns,失效率為0.6%，失效開銷為50ns，則其平均訪存時間為1.44。偽相聯(lián)cache相對于組相聯(lián)cache的缺點是：具有多種命中時間。兩級cache的應(yīng)使第一級Cache容量小，速度快，使第二級Cache容量大。主存的主要性能指標(biāo)是延遲和帶寬。磁盤訪問時間=尋道時間+旋轉(zhuǎn)時間+傳輸時間+控制器時間通信延遲＝發(fā)送開銷＋跨越時間＋傳輸延遲＋接收開銷。流水線中解決數(shù)據(jù)相關(guān)的技術(shù)有定向技術(shù)、暫停技術(shù)、編譯器調(diào)