2024年自考計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)資料大全

1計(jì)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老式（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(gè)機(jī)器級的實(shí)現(xiàn)的依托,,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(gè)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效，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大多采取軟件實(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€(gè)角度看不到，稱之為透明9計(jì)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，指的是老式機(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效，界面之下包括所有硬件和固件的功效。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(jì)者，或者編譯程序設(shè)計(jì)者看到的機(jī)器物理系統(tǒng)的抽象。是研究軟、硬件之間的功效分派以及對老式機(jī)器級界面確實(shí)定，提供機(jī)器語言、匯編語言設(shè)計(jì)者或編譯程序生成系統(tǒng)為使其設(shè)計(jì)或生成的程序能在機(jī)器上正確運(yùn)行應(yīng)看到或遵照的計(jì)算機(jī)屬性。10計(jì)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、存儲(chǔ)器組織；4、指令系統(tǒng)；5、存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不包括的內(nèi)容,,不包括“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(jì)和器件設(shè)計(jì)等。12計(jì)算機(jī)組成的定義,,指的是計(jì)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(jì)等。重要圍繞提升速度、提升操作的并行度、重疊度、功效的分散、設(shè)置專用功效部件等方面來設(shè)計(jì)。13計(jì)算機(jī)組成設(shè)計(jì)包括的內(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、功效部件的并行度；5、控制機(jī)構(gòu)的組成方式；6、緩沖和排隊(duì)技術(shù)；7、預(yù)估、預(yù)判技術(shù)；8、可靠性技術(shù)等等14計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的定義,,指的是計(jì)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成和實(shí)現(xiàn)的區(qū)分舉例,,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)的變化也許會(huì)引起組成的變化，組成的變化也也許會(huì)引起結(jié)構(gòu)的變化等等。需綜合考慮價(jià)格、速度、性能、實(shí)現(xiàn)等原因。17計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的作用,,重要是進(jìn)行軟、硬件功效分派。18計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟硬件取舍的標(biāo)準(zhǔn),,硬件高-》速度快、成本高、減少靈活性和適應(yīng)性。軟件高-》速度慢、成本低、靈活性高。

標(biāo)準(zhǔn)1、在既有的硬件（重要是邏輯器件和存儲(chǔ)器件）條件下，系統(tǒng)要有高的性能價(jià)格比。常常用的功效用硬件，產(chǎn)量大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，增大硬件功效實(shí)現(xiàn)。

標(biāo)準(zhǔn)2、準(zhǔn)備采取和也許采取的組成技術(shù)要盡也許不要過多或不合理的限制各種組成、實(shí)現(xiàn)技術(shù)的采取。

標(biāo)準(zhǔn)3、不能只從硬件角度考慮怎樣便于應(yīng)用組成的實(shí)現(xiàn)，還要從軟件的角度把怎樣編譯和操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)以及為高級語言程序設(shè)計(jì)提供愈加好更多的硬件支持放在首位。19計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思緒（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(jì)，不適合通用機(jī)設(shè)計(jì)，

2、由下而上：無論應(yīng)用要求，從到手硬件開始設(shè)計(jì)；軟、硬件脫節(jié)是以上兩種設(shè)計(jì)的重要缺陷。

3、中間開始：從層次結(jié)構(gòu)中軟硬件交界面設(shè)計(jì)，目前重要是老式機(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通過少許修改就可由一臺(tái)機(jī)器搬到另外一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行，同一軟件可應(yīng)用于不一樣的環(huán)境。21軟件移植的基本技術(shù),,1、統(tǒng)一高級語言，2、采取系列機(jī)（系列機(jī)上可實(shí)現(xiàn)軟件兼容，中等機(jī)性能價(jià)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)軟件移植的措施稱為模擬（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(chǔ)體系；3、I/O系統(tǒng)；4、控制臺(tái)的操作；5、形成虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)25模擬合用的情況,,適合于移植運(yùn)行時(shí)間短，使用次數(shù)少，時(shí)間沒有約束限制的軟件。26仿真的定義,,用微程序（第一層級）直接解釋另一個(gè)機(jī)器指令系統(tǒng)的措施叫仿真（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)分,,區(qū)分在于解釋的語言，仿真用微程序解釋，解釋程序存在于控制存儲(chǔ)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(jì)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(chǔ)體系、I/O處理能力、I/O設(shè)備、指令系統(tǒng)等；2、軟件：高級語言情況、操作系統(tǒng)功效、用戶程序等；3、可靠性；4、可用性等多個(gè)指標(biāo)的綜合。30計(jì)算機(jī)應(yīng)用的分類,,1、數(shù)據(jù)處理；2、信息處理；3、知識(shí)處理；4、智能處理。31計(jì)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,功效片,功效由器件廠生產(chǎn)時(shí)定死了的器件。速度較慢，價(jià)格便宜。33現(xiàn)場片,,用戶可依照需要變化器件內(nèi)部功效。速度一般，價(jià)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(jià)格貴。35提升計(jì)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，提升并行處理和操作的程度。36并行性的定義,,解題中具備同時(shí)進(jìn)行運(yùn)算或操作的特性，只要在同一時(shí)刻或同一時(shí)間間隔內(nèi)，完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同或不一樣的工作，在時(shí)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(gè)等級,,1、指令內(nèi)部：指令內(nèi)各個(gè)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(gè)等級,,1、位串字串：同時(shí)處理一個(gè)字的一位，沒有并行性；2、位并字串：同時(shí)處理一個(gè)字的所有位；3、位片串字并：同時(shí)對許多字的同一位（俗稱片）進(jìn)行處理；4、全并行：同時(shí)對許多字的所有或部分位進(jìn)行處理。39信息加工的并行性由低到高的4個(gè)等級,,1、存儲(chǔ)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(shí)間重疊（重疊流水）；2、資源重復(fù)（多個(gè)機(jī)器處理同一任務(wù)）；3、資源共享（多個(gè)用戶輪番使用同一套資源）。413T目標(biāo)的定義,,1TFlops計(jì)算能力，1Tbyte主存容量，1Tbyts/s的I/O帶寬。42并行處理計(jì)算機(jī)按結(jié)構(gòu)分類,,1、流水線計(jì)算機(jī)（重要通過時(shí)間重疊，多個(gè)部件在時(shí)間上交織重復(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(jì)算機(jī)（數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)）。43耦合的分類,,1、最低耦合：計(jì)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、渙散耦合：多臺(tái)計(jì)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(jì)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(jì)算機(jī)分類舉例,25頁圖,46計(jì)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(jì)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(gè)字的一位（位串行機(jī)）；2、字串位并：WSBP，每次處理一個(gè)字的n位（位并行機(jī)）；3、字并位串：WPBS，每次處理m個(gè)字的1位（陣列處理機(jī)）；4、字并位并：WPBP,每次處理m個(gè)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(shí)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(duì)、棧、向量、隊(duì)列、陣列、鏈表、樹、圖等。50數(shù)據(jù)表示確實(shí)定實(shí)質(zhì),,軟、硬件的取舍。51標(biāo)識(shí)符數(shù)據(jù)表示的定義,,機(jī)器中每個(gè)數(shù)據(jù)都帶類型標(biāo)志位，將數(shù)據(jù)類型與數(shù)據(jù)自身直接聯(lián)系在一起的數(shù)據(jù)表示方式。52標(biāo)識(shí)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(jì)；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(dòng)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(shí)符數(shù)據(jù)表示的缺陷,,1、增加所占主存空間；2、減少指令執(zhí)行速度。54數(shù)據(jù)描述符的定義,,對于屬性相同的元素，采取分開存儲(chǔ)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(hào)。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(shí)符和數(shù)據(jù)描述符的區(qū)分,,標(biāo)識(shí)符與每個(gè)數(shù)據(jù)相連，合存于同一存儲(chǔ)單元，描述單個(gè)數(shù)據(jù)的類型特性；描述符與數(shù)據(jù)分開存儲(chǔ)，用于描述所要訪問的數(shù)據(jù)是單個(gè)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、迅速形成元素地址；2、便于實(shí)現(xiàn)各元素成塊預(yù)??；3、節(jié)約存儲(chǔ)空間，減少處理時(shí)間。58堆棧機(jī)的特點(diǎn),,1、由高速存儲(chǔ)器組成的硬件堆棧，訪問速度是存儲(chǔ)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(chǔ)效率高。59數(shù)據(jù)表示的標(biāo)準(zhǔn),,1、看系統(tǒng)效率是否提升，即是否減少了實(shí)現(xiàn)時(shí)間和存儲(chǔ)時(shí)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(gè)數(shù)，減少移位次數(shù)，提升運(yùn)算速度。但會(huì)減少數(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)的下溢處理措施分類,,1、截?cái)喾ǎ簩?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(jì)算機(jī)尋址方式（對象）的分類,,1、面對主存；2、面對存儲(chǔ)器（速度快）；3、面對堆棧（減輕高級語言負(fù)擔(dān)，地址節(jié)約好，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,,在目標(biāo)程序裝入主存時(shí)，由程序裝入軟件措施把目標(biāo)程序的邏輯地址變換為物理地址，程序執(zhí)行時(shí)物理地址不再變化。66動(dòng)態(tài)再定位定義（基址尋址）,,增加對應(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(shí)才形成訪存物理地址。67信息在存儲(chǔ)器中按整數(shù)邊界存儲(chǔ)的定義,,為了確保任何時(shí)候需要的信息都只有一個(gè)存儲(chǔ)周期訪問到，信息在主存中存儲(chǔ)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(jì)的標(biāo)準(zhǔn),,1、優(yōu)化機(jī)器的性能價(jià)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)的基本功效。69指令的組成,,操作碼和地址碼70指令的優(yōu)化的定義,,怎樣用最短的位數(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(shí)，采取優(yōu)化技術(shù)對發(fā)生概率最高的事件用最短的位數(shù)（時(shí)間）來表示（處理），而對概率較低的，允許用較長的位數(shù)（時(shí)間）來表示（處理），使平均位數(shù)（時(shí)間）縮短。72哈夫曼編碼的特點(diǎn),,不是唯一的，樹形狀不一樣，但只要采取全哈夫曼編碼，操作碼的平均時(shí)長是唯一的。73指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方向,,1、復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)（CISC）：增強(qiáng)原有指令功效以及設(shè)置更為復(fù)雜的新指令取代原有軟件子程序的功效，實(shí)現(xiàn)軟件功效化。

2、精簡指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)（RISC）：減少指令種數(shù)和簡化指令功效用來減少硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，提升指令的執(zhí)行速度。74面對目標(biāo)程序優(yōu)化的思緒標(biāo)準(zhǔn),,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，提升速度，減少存儲(chǔ)空間。75面對目標(biāo)程序優(yōu)化的思緒1：靜態(tài)使用頻度,,對程序統(tǒng)計(jì)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面對目標(biāo)程序優(yōu)化的思緒2：動(dòng)態(tài)使用頻度,,對程序執(zhí)行過程中統(tǒng)計(jì)出指令及其指令串使用頻度稱為動(dòng)態(tài)使用頻度，按動(dòng)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(shí)間。77面對高級語言優(yōu)化的思緒標(biāo)準(zhǔn),,盡也許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(shí)間。78面對高級語言優(yōu)化的思緒,,1、優(yōu)化高級語言使用頻度；2、面對編譯，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)器分別面對各種高級語言的多個(gè)指令系統(tǒng)，多個(gè)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(gè)進(jìn)程都只占有為完成該進(jìn)程所必須的部分資源，并未取得所有資源，從而無法進(jìn)行下去。80RISC設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),,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，一般不超出兩種；3、使所有指令都在一個(gè)周期內(nèi)完成；4、擴(kuò)大通用存儲(chǔ)器數(shù)量；5、大多數(shù)指令采取硬聯(lián)控制實(shí)現(xiàn)；6、精簡指令和優(yōu)化編譯程序，愈加好的支持高級語言。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)；缺陷：1、要完成復(fù)雜功效指令多，2：對浮點(diǎn)運(yùn)算和虛擬存儲(chǔ)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(chǔ)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按使用方法的總線分類,,1、專用（只連接一個(gè)物理設(shè)備）；2、非專用（同一時(shí)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、定期查詢；3、獨(dú)立祈求。87信息在總線上的傳送措施,,1、同時(shí)（部件間的信息傳送由定寬、定距的系統(tǒng)時(shí)標(biāo)同時(shí)）；2、異步（分為單向控制和祈求/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中斷的有關(guān)闡明,,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祈求。中斷響應(yīng)是允許中斷CPU現(xiàn)行程序的運(yùn)行，轉(zhuǎn)去對祈求進(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。這部分工作通過互換新舊程序狀態(tài)字（PSW）來實(shí)現(xiàn)。90中斷系統(tǒng)的功效,,1、中斷祈求的保存和清除；2、優(yōu)先級確實(shí)定；3、中斷斷點(diǎn)及現(xiàn)場的保存；4、對中斷祈求的分析處理返回等。91依照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(jì)算公式,,通道流量=∑字節(jié)數(shù)/祈求時(shí)間93對存儲(chǔ)器的基本要求,,1、容量大；2、價(jià)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(gè)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(chǔ)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(jià)格接近輔存，稱這種系統(tǒng)為存儲(chǔ)體系。96處理主存和CPU速度差異的措施,,1、在CPU中設(shè)置通用存儲(chǔ)器；2、采取存儲(chǔ)器的多體交叉并行存取來提升主存的等效速度；3、采取cache存儲(chǔ)器。97虛擬存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)管理方式分類,,1、段式（分段存儲(chǔ)，需要段地址表，查表速度低段間會(huì)浪費(fèi)）；2、頁式（將主存空間和程序空間機(jī)械地等提成固定大小的頁，一般在512B~幾K，地址包括頁號(hào)和頁內(nèi)位移，需要設(shè)置頁表統(tǒng)計(jì)地址對應(yīng)關(guān)系）；3、段頁式。98基址的定義,,段、頁等存儲(chǔ)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(gè)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(chǔ)的特點(diǎn),,段式中每個(gè)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(gè)段只包括一個(gè)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(gè)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(chǔ)管理的定義,,實(shí)存機(jī)械等提成固定大小的頁，程序按模塊分段，每個(gè)段又提成與主存頁面大小相同的頁。102段頁式與段式的區(qū)分,,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(chǔ)的重要問題,,地址變換過程最少需要查表兩次。104實(shí)頁沖突,,主存中的每個(gè)頁面位置可對應(yīng)多個(gè)虛頁，有也許發(fā)生兩個(gè)以上的虛頁想進(jìn)入主存同一個(gè)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能夠映像裝入任何實(shí)頁位置。全相聯(lián)映像的實(shí)頁沖突概率最低。106替代算法的分類,,1、隨機(jī)算法（RAND）；2、先進(jìn)先出法（FIFO）；3、近期最少使使用方法（LRU）；4、優(yōu)化替代算法（OPT），理想化算法。3-4為堆棧形替代算法。107命中率的某些闡明,,命中率是評價(jià)存儲(chǔ)體系性能的重要指標(biāo)，程序地址流、替代算法、分派給程序的實(shí)頁數(shù)都會(huì)影響命中率。108頁面失效頻率（PFF）的定義,,設(shè)置一個(gè)值，依照失效率來比較這個(gè)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,,假如目前頁在主存中，跨頁存儲(chǔ)的那一頁不在主存中，就會(huì)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)跨頁存儲(chǔ)的那些頁輪番從主存中被替代出去的現(xiàn)象。111快表和慢表的定義,,迅速硬件存儲(chǔ)目前正在使用的虛實(shí)地址印象關(guān)系稱為快表；原先存儲(chǔ)虛實(shí)地址映像關(guān)系的表稱為慢表。112訪問cache的時(shí)間,,訪問cache的時(shí)間一般是訪問主存時(shí)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)當(dāng)讓cache在物理位置上盡也許接近處理機(jī)或就放在處理機(jī)中。114cache映象與變換的措施分類,,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(jià)大，查表速度慢。2、直接映象及變換（主存空間按cache大小等提成區(qū)，每個(gè)區(qū)內(nèi)的各塊只能按位置一一對應(yīng)到cache的對應(yīng)位置上）：優(yōu)缺陷和1相反。3、組相聯(lián)映象及變換（將cache和主存空間都提成組，各組之間是直接映象，組內(nèi)各塊之間是全相聯(lián)映象）：115cache替代算法的分類,,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的透明性闡明,,cache存儲(chǔ)器的地址變換和塊替代算法是全硬實(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處理主存和cache內(nèi)容不一致的措施,,1、寫回法/抵觸修改法（CPU只寫回cache，僅當(dāng)需要替代時(shí)，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(shí)，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寫不命中的處理措施,,1、按寫分派法：cache寫不命中時(shí)，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，寫回法多采取按寫分派法。2、不按寫分派法：cache寫不命中時(shí)，只寫入主存，寫直達(dá)法多使用不按寫分派法。119,cache的取算法有關(guān)闡明,,cache的取算法一般采取按需取進(jìn)法，即在cache塊失效時(shí)，才將要訪問的字所在的塊取進(jìn)。何時(shí)取塊分為恒預(yù)?。ㄊ共幻新氏陆?5%~80%）和不命中時(shí)預(yù)取（使不命中率下降30%~40%）兩種措施，但恒預(yù)取傳輸量要求大。塊的大小不宜超出256字節(jié)。120cache的命中率,,可達(dá)成0.996121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(shí)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(xiàng),,應(yīng)盡也許減少使用條件轉(zhuǎn)移指令124有關(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(shí)解釋而犯錯(cuò)的現(xiàn)象。如數(shù)有關(guān)、指令有關(guān)等。125指令有關(guān)的處理措施,,設(shè)置執(zhí)行指令126數(shù)有關(guān)的處理措施,,1、推后讀；2、設(shè)置有關(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(gè)過程細(xì)化分為多個(gè)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、按功效：單功效和多功效流水線；3、靜態(tài)流水動(dòng)態(tài)流水；4、按數(shù)據(jù)表示：標(biāo)量流水和向量流水；5、各功效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(shí)間130消除瓶頸的措施,,1、將瓶頸深入細(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)就是成果/時(shí)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)就是次序時(shí)間/實(shí)際時(shí)間134流水線各段效率,,n/(m+(n-1))陰影面積/所有時(shí)空面積135流水工作計(jì)算舉例,139頁,136全局性有關(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(shí)解釋，導(dǎo)致對流水機(jī)器的吞吐率下降的影響比指令有關(guān)、主存操作數(shù)有關(guān)和通用存儲(chǔ)器組有關(guān)及基址值或變址值有關(guān)嚴(yán)重得多，稱為全局有關(guān)，后者稱為局部有關(guān)。137任務(wù)在流水線中流動(dòng)次序的安排和控制方式分類,,1、次序流動(dòng)方式或同時(shí)流動(dòng)方式；2、異步流動(dòng)方式138讀寫有關(guān)的闡明,,寫寫有關(guān)和先讀后寫有關(guān)只有在異步流動(dòng)時(shí)才能發(fā)生139全局性有關(guān)的處理措施,,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成果向量使用了相同的Vi（向量存儲(chǔ)器）141功效部件沖突定義,,同一功效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(gè)成果分量抵達(dá)向量存儲(chǔ)器組并能夠用作本條向量指令的源操作數(shù)時(shí)，立即開啟本條指令工作形成鏈。是提升機(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(chǔ)器；2、集中式存儲(chǔ)器；144陣列處理機(jī)的特點(diǎn),,1、單指令流多數(shù)據(jù)流；2、采取資源重復(fù)方式；3、利用并行性中的同時(shí)性，而不是并發(fā)性；4、設(shè)備利用率沒有流水高，硬件價(jià)格低才能體現(xiàn)性價(jià)比；5、適合用于向量處理。145SIMD的互換措施,,1、線路互換：在源和目標(biāo)地建立實(shí)際連接線路，適合用于大批量數(shù)據(jù)傳輸；2、包互換：將數(shù)據(jù)置于包內(nèi)傳送，無實(shí)際連接通路，適合用于短數(shù)據(jù)信息；3、線路/包互換。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(dòng)態(tài)拓?fù)洌簡渭墸ㄐ柩h(huán)數(shù)次才能實(shí)現(xiàn)任意兩個(gè)單元的通信，也叫循環(huán)網(wǎng)絡(luò))和多級（多個(gè)單級網(wǎng)絡(luò)組成）兩類。147動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的單級網(wǎng)絡(luò)分類,,1、立方體、2、PM2I、3、混洗互換單級網(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、混洗互換網(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的多級混洗互換網(wǎng)絡(luò)（OMEGA）,173頁,網(wǎng)絡(luò)中的各級編號(hào)的次序和多級立方體網(wǎng)絡(luò)恰好相反。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(chǔ)器的沖突訪問定義,,陣列處理機(jī)中，假如處理機(jī)需要同時(shí)訪問存儲(chǔ)器，就會(huì)出現(xiàn)頻寬下降的情況。為防止存儲(chǔ)器沖突，一般要求存儲(chǔ)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)具備兩臺(tái)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(tái)處理機(jī)都有一個(gè)容量較大的局部存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)常常使用的指令和數(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(chǔ)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(jì)算的執(zhí)行時(shí)間E與處理機(jī)間通訊等輔助開銷時(shí)間C的比值。E/C較大時(shí)，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(dòng)型操作系統(tǒng)。158脈動(dòng)陣列機(jī)有關(guān)闡明,,由一組處理單元PE組成，運(yùn)算時(shí)數(shù)據(jù)在陣列結(jié)構(gòu)的各個(gè)處理單元間沿各自目標(biāo)方向同時(shí)推進(jìn)。適合用于要求處理計(jì)算量很大的信號(hào)/圖像處理。159脈動(dòng)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、具備極高的并行性，可通過流水取得很高的運(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)所有準(zhǔn)備就緒，就可激發(fā)對應(yīng)的指令或指令組執(zhí)行，不需要程序計(jì)數(shù)器，指令執(zhí)行無序，受數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)而執(zhí)行。分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩類。161智能機(jī)的組成元素,,1、知識(shí)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)分和聯(lián)系?區(qū)分：翻譯是整個(gè)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、為何將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)作是多級機(jī)器組成的層次結(jié)構(gòu)?能夠調(diào)整軟、硬件百分比;能夠用真正的實(shí)處理機(jī)替代虛擬機(jī)器;能夠在1臺(tái)宿主機(jī)上仿真另一臺(tái)。3、計(jì)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)缺陷?硬件優(yōu)點(diǎn)：速度快，節(jié)約存儲(chǔ)時(shí)間;缺陷：成本高，利用率低，減少靈活性、合用性。軟件優(yōu)點(diǎn)：成本低，提升靈活性、合用性;缺陷：速度慢，增加存儲(chǔ)時(shí)間、軟件設(shè)計(jì)費(fèi)。4、就目前通用機(jī)來說，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的屬性重要包括哪些?數(shù)據(jù)表示、尋址方式、存儲(chǔ)器組織、指令系統(tǒng)、存儲(chǔ)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(jì)思緒和存在的問題?由上往下：先考慮應(yīng)用要求，再逐層往下考慮怎樣實(shí)現(xiàn)。適合用于專業(yè)機(jī)由下往上：依照已經(jīng)有器件，逐層往上。六七十年代通用機(jī)設(shè)計(jì)思緒。以上措施存在的問題是軟、硬件脫節(jié)。6、采取統(tǒng)一高級語言措施、合用場所、存在問題和應(yīng)采取的方略。定義：是指為所有程序員使用的完全通用的高級語言。合用場所：軟件移植以便。存在問題：目前語言的語法、語義結(jié)構(gòu)不一樣;人們的見解不一樣;同一語言在不一樣機(jī)器上不通用;程序員的習(xí)慣應(yīng)采取的方略：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(jì)思緒及優(yōu)點(diǎn)既考慮應(yīng)用也考慮既有器件，由軟硬件分界面對兩端設(shè)計(jì)。優(yōu)點(diǎn)：并行設(shè)計(jì)，縮短周期。8、模擬和仿真的區(qū)分模擬：機(jī)器語言解釋，在主存中;仿真：微程序解釋，在控制存儲(chǔ)器中。9、采取系列機(jī)措施、合用場所、好處、存在問題和應(yīng)采取的方略定義：依照軟硬件界面的系列結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)軟件和不一樣檔次的系列機(jī)器。合用場所：同一系列內(nèi)軟件兼容好處：呼應(yīng)“中間開始”設(shè)計(jì)思緒;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(shí)會(huì)妨礙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革。方略：堅(jiān)持這一措施，但到一定期候要發(fā)展新系列，還可采取模擬仿真。10、為何要進(jìn)行軟件移植?軟件的相對成本越來越高，應(yīng)重新分派軟、硬件功效。但：成熟軟件不能放棄;已經(jīng)有軟件修改困難;重新設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)按其基本結(jié)構(gòu)特性可分為哪幾個(gè)不一樣結(jié)構(gòu)?例舉它們要處理的問題。流水線處理機(jī)：多個(gè)部件時(shí)間上并行執(zhí)行。擁塞控制，沖突預(yù)防，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(jì)，數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的分布算法。多處理機(jī)：時(shí)間和空間上的異步并行。多CPU間互連，進(jìn)程間的同時(shí)和通訊，多CPU間調(diào)度。數(shù)據(jù)流計(jì)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、采取模擬與仿真措施、合用場所、好處、存在問題和應(yīng)采取的方略。模擬定義：用機(jī)器語言解釋另一指令系統(tǒng)合用場所：運(yùn)行時(shí)間短，使用次數(shù)少，時(shí)間上無限制。好處：可在不一樣系統(tǒng)間移植。存在問題：結(jié)構(gòu)差異大時(shí)，運(yùn)行速度下降，實(shí)時(shí)性差。方略：與仿真結(jié)合仿真定義：用微程序解釋令一指令系統(tǒng)合用場所：結(jié)構(gòu)差異不大的系統(tǒng)好處：運(yùn)行速度快存在問題：結(jié)構(gòu)差異大時(shí)，極難仿真。方略：與模擬結(jié)合，發(fā)展異種機(jī)連網(wǎng)。13、多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和多處理機(jī)系統(tǒng)的區(qū)分都屬于多機(jī)系統(tǒng)，區(qū)分：多處理機(jī)是多臺(tái)處理機(jī)組成的單機(jī)系統(tǒng)，多計(jì)算機(jī)是多*立的計(jì)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(jì)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、文獻(xiàn)交互作用，多計(jì)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(jì)算機(jī)多個(gè)作業(yè)并行。14、各種耦合度特性最低：無物理連接，如脫機(jī)系統(tǒng)。渙散：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)例闡明計(jì)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，可用不一樣的組成。如系列機(jī)中不一樣型號(hào)的機(jī)器結(jié)構(gòu)相同，但高檔機(jī)往往采取重疊流水等技術(shù)。組成相同，實(shí)現(xiàn)可不一樣。如主存可用雙極型，也可用MOS型等。結(jié)構(gòu)不一樣組成不一樣，組成的進(jìn)步會(huì)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(jì)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用和也許采取的組成。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(jià)比等;結(jié)構(gòu)、組成、實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容不一樣時(shí)期會(huì)不一樣。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)器語言差異大時(shí)，速度慢仿真：靈活性和效率差，機(jī)器差異大時(shí)仿真困難。17、并行處理數(shù)據(jù)的四個(gè)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(jì)算機(jī)。位并字串：一個(gè)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(gè)字的同一位并行，如相連處理機(jī)。全并行：同時(shí)處理多個(gè)字的多個(gè)位，如全并行陣列機(jī)。18、設(shè)計(jì)乘法指令時(shí)，結(jié)構(gòu)、組成、實(shí)現(xiàn)各考慮什么?結(jié)構(gòu)：是否設(shè)計(jì)乘法組成：是否配備高速乘法器實(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(jì)措施的影響一是由邏輯化簡轉(zhuǎn)為采取組成技術(shù)規(guī)模生產(chǎn)，規(guī)模集成，并盡也許采取通用器件二是由全硬設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)為微匯編、微高級語言、CAD等軟硬結(jié)合和自動(dòng)設(shè)計(jì)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)表示的基本標(biāo)準(zhǔn)?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要變換成數(shù)據(jù)表示來實(shí)現(xiàn)，不一樣的數(shù)據(jù)表示效率和以便性不一樣。它們是軟硬件的交界面。標(biāo)準(zhǔn)：1、是否提升效率減少時(shí)間，2、通用性和利用率。2、簡述三種面對的尋址方式的關(guān)系。面對存儲(chǔ)器：速度快，增加硬件;面對主存：速度稍慢，減少存儲(chǔ)器占用;面對堆棧：速度慢，減輕編譯負(fù)擔(dān)。三者各有特點(diǎn)，但可共同使用，不相互排斥。3、堆棧型機(jī)器與通用存儲(chǔ)器型機(jī)器的重要區(qū)分?堆棧型機(jī)器對程序調(diào)用的哪些操作提供支持?通用存儲(chǔ)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、一般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⑷缦滦畔⑺袎喝霔＃悍祷氐刂?、條件碼、核心存儲(chǔ)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成果工作區(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。缺陷：不靈活。優(yōu)點(diǎn)：指令總長短。設(shè)尋址方式字段。缺陷：指令總長長。優(yōu)點(diǎn)：尋址靈活。5、“機(jī)構(gòu)型”和“方略型”的含義?機(jī)構(gòu)型功效指基本的通用的功效;方略型功效指不穩(wěn)定的也許會(huì)變化的功效。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一樣?描述措施比變址措施簡便，但不能處理向量數(shù)組高速運(yùn)算問題;向量處理機(jī)能迅速形成元素地址，能把元素成塊預(yù)取到CPU，用一條指令同時(shí)對整個(gè)向量數(shù)組高速處理。7、按CISC方向改進(jìn)指令系統(tǒng)的思緒詳細(xì)措施?思緒可從面對目標(biāo)程序、高級語言、操作系統(tǒng)三個(gè)方面考慮。面對目標(biāo)程序可采取的措施：1、對高頻指令增強(qiáng)功效加迅速度，低頻指令合并和取消;2、復(fù)合指令替代子程序或宏。8、haffman措施及優(yōu)缺陷?結(jié)構(gòu)措施：結(jié)構(gòu)haffman樹、每個(gè)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。缺陷：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)表示闡明數(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(gè)有利哪個(gè)不利?數(shù)的可表示精度是數(shù)軸上數(shù)的離散程度，兩個(gè)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)超長導(dǎo)致的損失。尾數(shù)基值取小則可表示范圍變小，個(gè)數(shù)減少，分布變密，精度提升，速度減少，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)型功效適合，方略型功效不適合。12、什么是程序的動(dòng)態(tài)再定位?程序在主存中的實(shí)際位置能夠動(dòng)態(tài)移動(dòng)的定位技術(shù)。能夠使用基址存儲(chǔ)器或映象表硬件。13、縮短地址碼長度的措施基址、變址、相對尋址、分段、存儲(chǔ)器尋址、存儲(chǔ)器間接尋址等。14、變址和基址各適合用于何種場所?設(shè)計(jì)一個(gè)只用6位地址碼就能夠指向一大地址空間中任意64個(gè)地址之一的尋址機(jī)構(gòu)。變址適合標(biāo)量計(jì)算機(jī)中，基址重要對邏輯與物理空間進(jìn)行變換，支持動(dòng)態(tài)再定位。用6位地址碼表示64個(gè)地址中的任意一個(gè)，能夠用隱含尋址或PC自相對尋址形成物理地址。15、設(shè)計(jì)RISC機(jī)器的一般標(biāo)準(zhǔn)及可采取的基本技術(shù)?標(biāo)準(zhǔn)：精簡指令條數(shù)、格式，讓指令等長，一個(gè)周期內(nèi)完成，增加通用存儲(chǔ)器，一般指令不可訪存只能對存儲(chǔ)器操作，硬件實(shí)現(xiàn)為主，少許微程序解釋，提升編譯程序質(zhì)量。技術(shù)：按以上標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化、實(shí)現(xiàn)指令，設(shè)置存儲(chǔ)器，指令采取重疊流水方式解釋，采取延遲轉(zhuǎn)移，提升便宜程序質(zhì)量。16、比較CISC和RISC，此后的發(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(jià)比低。RISC優(yōu)點(diǎn)：簡化指令系統(tǒng)，適合VLSI實(shí)現(xiàn)，處理了CISC的上述問題。缺陷：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(chǔ)支持不強(qiáng)，對編譯程序要求高。發(fā)展趨勢：二者相互結(jié)合，取長補(bǔ)短。1、以IBM370為例闡明為何把中斷分類以及提成幾類。大型多用途機(jī)器中斷源多，每個(gè)中斷源單獨(dú)形成入口將導(dǎo)致硬件實(shí)現(xiàn)難，代價(jià)大，因此可歸類，每類給中斷服務(wù)程序入口由軟件轉(zhuǎn)入對應(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，重新開啟。2、專用和非專用線各自的優(yōu)缺陷專用線：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。缺陷：總線數(shù)多且長，成本高，利用率低，不易擴(kuò)展。非專用線：可被多個(gè)功效與部件共享，但同一時(shí)刻只能被一個(gè)部件使用。優(yōu)點(diǎn)：集成度高，造價(jià)低，可擴(kuò)展能力強(qiáng)，總線利用率高，易標(biāo)準(zhǔn)化。缺陷：流量小，爭用總線，部