计算机体系结构各章简答题包括

第一章计算机系统构造的基本见解什么是计算机系统的多级层次构造？硬件和软件在什么意义上是等效的在什么意义上是不等效的？经典计算机系统构造的实质是什么？语言实现的两种基本技术是什么？关于通用寄存器型机器来说，机器语言程序设计者所看到的计算机的属性主要有哪些？什么是软件兼容软件兼容有几种其中哪一种是软件兼容的根本特点？什么是系列机它的出现较好地解决了什么矛盾？对计算机发展特别重点的实现技术有哪些？实现软件移植的主要路子有哪些？试以系列机为例，说明计算机系统构造、计算机组成和计算机实现三者之间的关系。储藏程序计算机在系统构造上的主要特点是什么？从系统构造的发展情况看，新式系统构造的设计主要从哪两方面着手？软件技术两个最重要的发展趋势是什么？计算机系统设计人员的技术挑战主要来自哪几个方面？一种计算机系统构造的生命周期是怎样的？商品的标价（价钱）由哪些因素组成？对计算机系统成本产生影响的主要因素有哪些？用户CPU时间由哪三个因素决定？目前常用的测试程序分为哪五类？什么叫测试程序组件在谈论计算机系统设计时最常有的测试程序组件是哪个？SPEC2000测试程序组件中包括哪几个测试程序组件？测试鉴于Microsoft企业的Windows系列操作系统平台的最常用测试组件有哪些？常用的专门的性能指标测试程序有哪些？计算机系统构造设计和剖析中最经常使用的三条基本源则是什么依照Amdahl定律，系统加快比由哪两个因素决定？从履行程序的角度看，并行性等级从低到高可分为哪几级？从办理数据的角度，并行性等级从低到高能够分为哪几级？计算机系统中提高并行性的技术路子有哪三种？多机系统的耦合度能够分为哪几类？单机系统和多机系统中，都是按哪三种技术路子分别发展为哪三类多办理机？三各样类的多办理机（同构型多办理机、异构型多办理机、散布办理系统）的主要差别是什么什么是计算机系统的多级层次构造从计算机语言的角度，把计算机系统按功能区分红以下多级层次构造：硬件和软件在什么意义上是等效的在什么意义上是不等效的硬件和软件在功能实现上是等效的，即一种功能能够由软件实现，也能够由硬件实现。在实现性能上是不等效的。软件实现的优点是设计简单、改良简单；硬件实现的优点是速度快。经典计算机系统构造的实质是什么计算机系统中软硬件界面确实定，其界面之上的是软件的功能，界面之下的是硬件和固件的功能。语言实现的两种基本技术是什么翻译和讲解是语言实现的两种基本技术。它们都是以履行一串Ｎ级指令来实现N+1级指令，但两者存在着差别：翻译技术是先把N+1级程序全部变换成N级程序后，再去履行新产生的N级程序，在履行过程中N+1级程序不再被接见。而讲解技术是每当一条N+1级指令被译码后，就直接去履行一串等效的N级指令，尔后再去取下一条N+1级的指令，依此重复进行。在这个过程中不产生翻译出来的程序，所以讲解过程是边变换边履行的过程。关于通用寄存器型机器来说，机器语言程序设计者所看到的计算机的属性主要有哪些数据表示寻址规则寄存器定义指令集中止系统机器工作状态的定义和切换储藏系统信息保护I/O构造什么是软件兼容软件兼容有几种其中哪一种是软件兼容的根本特点同一个软件能够不加改正地运转于系统构造同样的各档机器上，而且它们所获得的结果同样，差别只在于运转时间的不同样。软件兼容分为向上兼容、向下兼容、向前兼容和向后兼容。其中向后兼容是软件兼容的根本特点。什么是系列机它的出现较好地解决了什么矛盾系列机是指在一个厂家内生产的拥有同样的系统构造，但拥有不同样组成和实现的一系列不同样型号的机器。它的出现较好地解决了软件要求环境牢固和硬件、器件技术快速发展之间的矛盾。对计算机发展特别重点的实现技术有哪些（1）逻辑电路；（2）半导体DRAM(动向随机接见储藏器)；（3）磁盘；（4）网络。实现软件移植的主要路子有哪些采用系列机方法采用模拟与仿真方法采用一致的高级语言试以系列机为例，说明计算机系统构造、计算机组成和计算机实现三者之间的关系。计算机组成是计算机系统构造的逻辑实现；计算机实现是计算机组成的物理实现。一种系统构造能够有多种组成；一种组成能够有多种实现。同一系列机中各样型号的机器拥有同样的系统构造，但采用不同样的组成和实现技术，所以拥有不同样的性能和价钱。储藏程序计算机在系统构造上的主要特点是什么（1）机器以运算器为中心。（2）采用储藏程序原理。程序和数据放在同一储藏器中，而且没有对两者加以区分。（3）储藏器是按地点接见的、线性编址的空间。（4）控制流由指令流产生。5）指令由操作码和地点码组成。操作码指明本指令的操作种类，地点码指明操作数和操作结果的地点。（6）数据以二进制编码表示，采用二进制运算。从系统构造的发展情况看，新式系统构造的设计主要从哪两方面着手新式系统构造的设计主要从以下两方面着手：一方面是合理地增加计算机系统中硬件的功能比率，使系统构造对操作系统、高级语言甚至应用软件供应更多更好的支持；另一方面则是经过多种路子提高计算机系统构造中的并行性等级，使得凡是能并行计算和办理的问题都能并行计算和办理，使这种系统构造和组成对算法供应更多更好的支持。13.软件技术两个最重要的发展趋势是什么程序及数据所使用储藏器容量的不停增大；高级语言的使用越来越宽泛，在很多应用领域取代了汇编语言。计算机系统设计人员的技术挑战主要来自哪几个方面计算机系统设计人员的技术挑战主要来自系统构造、设计工具、制造工艺、软件、应用和经济等多个方面。15.一种计算机系统构造的生命周期是怎样的计算机的生命周期和系统中各个部分的发展亲密有关。一种新的系统构造的出生，经常以硬件为标志，它的发展和成熟，是以配套的系统软件和应用为标志的。一个计算机系统构造，从产生到消亡，大体需要15～20年的时间。商品的标价（价钱）由哪些因素组成商品标价的组成因素：原料成本、直接成本、毛利和折扣。对计算机系统成本产生影响的主要因素有哪些对计算机系统成本产生影响的主要因素有时间、产量、商品化等因素。对成本产生最直接影响的是时间；产量是决定产品成本的第二个重点因素。用户CPU时间由哪三个因素决定用户CPU时间=CPI×IC/时钟频次其中：CPI：指令时钟数IC：程序履行过程中所办理的指令数目前常用的测试程序分为哪五类（1）实质应用程序；（2）修正的（或许脚本化）应用程序；（3）核心测试程序；（4）小测试程序；（5）合成测试程序。什么叫测试程序组件在谈论计算机系统设计时最常有的测试程序组件是哪个选择一组各个方面有代表性的测试程序，组成一个通用测试程序会合。这种测试程序会合称为测试程序组件。在谈论计算机系统设计时最常有的测试程序组件是鉴于UNIX的SPEC，其主要版本包括SPEC89、SPEC92、SPEC95和SPEC2000等。SPEC2000测试程序组件中包括哪几个测试程序组件SPECCPU2000：测试CPU；SPECviewperf：用于测试图形系统支持OpenGL库的性能；SPECapc：测试图形密集型应用的性能；SPECSFS：鉴于NFS文件系统的文件服务器测试程序；SPECWeb：Web服务器测试程序。测试鉴于Microsoft企业的Windows系列操作系统平台的最常用测试组件有哪些PCMark04包括中央办理器测试组、内存测试组、图形芯片测试组、硬盘测试组等。BusinessWinstone2004主要用于测试计算机系统商业应用的综合性能。MultimediaContentCreationWinstone2004主要用于测试计算机系统多媒体应用的综合性能。SiSoftSandraPro2004是一套功能富强的系统剖析评选工具，拥有高出30种以上的剖析与测试模组，主要包括有CPU、储藏器、I/O接口、I/O设施、主板等。常用的专门的性能指标测试程序有哪些3DMark03主要测试显卡性能和DirectX的性能。Prime95是用来估计散布式计算程序的通讯情况，可使计算机高负荷运转，所以也用来测试计算机的牢固性。SuperPi/SuperE是计算圆周率π/自然指数e的软件，平时用来测试CPU的牢固性。计算机系统构造设计和剖析中最经常使用的三条基本源则是什么1）大体率事件优先原则。关于大体率事件(最常有的事件)，赐予它优先的办理权和资源使用权，以获得全局的最优结果。2）Amdahl定律。加快某零件履行速度所获得的系统性能加快比，受限于该零件在系统中所占的重要性。3）程序的局部性原理。程序在履行时所接见解址的散布不是随机的，而是相对地簇聚。依照Amdahl定律，系统加快比由哪两个因素决定系统加快比依靠于两个因素：（1）可改良比率：可改良部分在原系统计算时间中所占的比率。（2）零件加快比：可改良部分改良此后的性能提高。从履行程序的角度看，并行性等级从低到高可分为哪几级从履行程序的角度看，并行性等级从低到高可分为：（1）指令内部并行：指令内部的微操作之间的并行。（2）指令级并行：并行履行两条或多条指令。（3）任务级或过程级并行：并行履行两个或多个过程或任务(程序段)。（4）作业或程序级并行：在多个作业或程序间的并行。从办理数据的角度，并行性等级从低到高能够分为哪几级从办理数据的角度，并行性等级从低到高能够分为：（1）字串位串：同时只对一个字的一位进行办理。（2）字串位并：同时对一个字的全部位进行办理。（3）字并位串：同时对很多字的同一位（称位片）进行办理。（4）全并行：同时对很多字的全部或部分位进行办理。计算机系统中提高并行性的技术路子有哪三种1）时间重叠：多个办理过程在时间上相互错开，轮番重叠地使用同一套硬件设施的各个部分，以加快硬件周转而赢得速度。2）资源重复：经过重复设置资源，特别是硬件资源，大幅度提高计算机系统的性能。3）资源共享：是一种软件方法，它使多个任务按一准时间次序轮番使用同一套硬件设施。多机系统的耦合度能够分为哪几类1）最低耦合：除经过某种中间储藏介质之外，各计算机之间没有物理连结，也无共享的联机硬件资源。2）松弛耦合：经过通道或通讯线路实现计算机间互连，共享某些外面设施，机间的相互作用是在文件或数据集一级进行。（3）亲密耦合：机间物理连结的频带较高，经常经过总线或高速开关实现互连，能够共享主存。单机系统和多机系统中，都是按哪三种技术路子分别发展为哪三类多办理机单机系统和多机系统中，都是准时间重叠、资源重复和资源共享三种技术路子，分别发展为同构型多办理机、异构型多办理机、散布办理系统。三各样类的多办理机（同构型多办理机、异构型多办理机、散布办理系统）的主要差别是什么主要差别：第二章计算机指令集构造设计平时可按哪五个因素对计算机指令集构造进行分类？在对计算机指令集构造进行分类的五个因素中，哪一种是各样指令集构造之间最主要的差别？依照CPU内部储藏单元种类，可将指令集构造分为哪几类？货仓型指令集构造、累加器型指令集构造和通用寄存器型指令集构造分别有什么优缺点？现代大部分机器均采用通用寄存器型指令集构造，为什么？通用寄存器型指令集构造可细分为哪三类？三种通用寄存器型指令集构造分别有什么优缺点？从目前的计算机技术见解来看，CISC构造有什么缺点？增强CISC机器的指令功能主要从哪几方面着手？RISC的设计原则是什么？11.RISC和CISC办理机的指令系统构造在指令格式、寻址方式和每条指令的周期数（CPI）三方面有哪些差别计算机指令集构造设计所波及的内容有哪些？指令中有哪两种表示操作数种类的方法？14．指令中表示寻址方式的主要方法有哪些？指令集格式设计中选择表示寻址方式的方法的依照是什么？指令集构造中采用多种寻址方式有何优缺点？在控制指令中使用PC相对寻址方式有什么优点？在指令集格式的设计时，平时可选择哪几种指令格式？DLX中有哪些寄存器DLX有哪几种数据种类？DLX采用哪几种寻址方式平时可按哪五个因素对计算机指令集构造进行分类在CPU中操作数的储藏方法；指令中显式表示的操作数个数；操作数的寻址方式；指令集所供应的操作种类；操作数的种类和大小。在对计算机指令集构造进行分类的五个因素中，哪一种是各样指令集构造之间最主要的差别CPU中操作数的储藏方法，即在CPU中用来储藏操作数的储藏单元的种类，是各样指令集构造之间最主要的差别。依照CPU内部储藏单元种类，可将指令集构造分为哪几类货仓型指令集构造、累加器型指令集构造、通用寄存器型指令集构造货仓型指令集构造、累加器型指令集构造和通用寄存器型指令集构造分别有什么优缺点现代大部分机器均采用通用寄存器型指令集构造，为什么主要有两个方面的原因，一是寄存器和CPU内部其他储藏单元同样，要比储藏器快；其次是对编译器而言，能够更为简单、有效地分派和使用寄存器。通用寄存器型指令集构造可细分为哪三类寄存器－寄存器型寄存器－储藏器型储藏器－储藏器型三种通用寄存器型指令集构造分别有什么优缺点8.从目前的计算机技术见解来看，CISC构造有什么缺点1）CISC构造的指令系统中，各样指令的使用频次相差悬殊。2）CISC构造指令系统的复杂性带来了计算机系统构造的复杂性，这不只增加了研制时间和成本，而且还简单造成设计错误。3）CISC构造指令系统的复杂性给VLSI设计增加了很大负担，不利于单片集成。4）CISC构造的指令系统中，很多复杂指令需要很复杂的操作，所以运转速度慢。5）在CISC构造的指令系统中，由于各条指令的功能不平衡性，不利于采用先进的计算机系统构造技术来提高系统的性能。增强CISC机器的指令功能主要从哪几方面着手面向目标程序增强指令功能；面向高级语言和编译程序改良指令系统；面向操作系统的优化实现改良指令系统。RISC的设计原则是什么1）采用使用频次最高的指令，并补充一些最适用的指令；2）每条指令的功能应尽可能简单，并在一个机器周期内达成；3）全部指令长度均同样；4）只有Load和Store操作指令才接见储藏器，其他指令操作均在寄存器之间进行；5）以简单有效的方式支持高级语言。11.RISC和CISC办理机的指令系统构造在指令格式、寻址方式和每条指令的周期数（CPI）三方面有哪些差别比较内容CISCRISC指令格式变长编码定长编码寻址方式各样都有只有load/store指令能够访存CPI远远大于1为1计算机指令集构造设计所波及的内容有哪些指令集功能设计：主要有RISC和CISC两种技术发展方向寻址方式的设计操作数表示和操作数种类寻址方式的表示：能够将寻址方式编码于操作码中，也能够将寻址方式作为一个独自的域来表示。指令集格式的设计：有变长编码格式、固定长度编码格式和混淆型编码格式三种。指令中有哪两种表示操作数种类的方法1）操作数的种类由操作码的编码指定，这是最常有的一种方法；2）数据能够附上由硬件讲解的标志，由这些标志指定操作数的种类，进而选择适合的运算。14．指令中表示寻址方式的主要方法有哪些表示寻址方式有两种常用的方法：（1）将寻址方式编于操作码中，操作码在描绘指令功能的同时也描绘了相应的寻址方式。这种方式译码快，但操作码和寻址方式的联合不只增加了指令的条数，致使了指令的多样性，而且增加了CPU对指令译码的难度。2）为每个操作数设置一个地点描绘符，由该地点描绘符表示相应操作数的寻址方式。这种方式译码较慢，但操作码和寻址独立，易于指令扩展。指令集格式设计中选择表示寻址方式的方法的依照是什么主要由指令集构造所采用的寻址方式种类及其合用范围，来决定。

以及操作码与寻址方式之间的独立程度若是某些指令集构造的指令有1～5个操作数，每个操作数有10种寻址方式，关于这种大规模的操作数和寻址方式组合，平时采用增设地点描绘符的方法来描绘寻址方式。对诸如Load/Store种类指令集构造的指令，由于只有1～3个操作数，而且只有有限几种寻址方式。平时将寻址方式编码于操作码中。16.指令集构造中采用多种寻址方式有何优缺点在指令集构造中采用多种寻址方式能够显然地减少程序的指令条数；但同时也可能增加实现的复杂度和使用这些寻址方式的指令的履行时钟周期数（CPI）。在控制指令中使用PC相对寻址方式有什么优点有效地缩短指令中表示目标地点的字段的长度；使得代码在履行时与它被载入的地点没关。在指令集格式的设计时，平时可选择哪几种指令格式变长编码格式。这种编码方式能够有效减少程序的目标代码大小。固定长度编码格式。这种编码方式能够降低译码的复杂度，提高译码的性能。混淆型编码格式。兼顾降低目标代码长度和降低译码复杂度。DLX中有哪些寄存器（1）32个通用寄存器；（2）32个浮点寄存器；（3）一些特其他寄存器。DLX有哪几种数据种类多种长度的整型数据和浮点数据。（1）整型数据：8位、16位和32位多种长度。（2）浮点数据：32位单精度浮点数和64位双精度浮点数。DLX采用哪几种寻址方式寄存器寻址、立刻值寻址、偏移寻址和寄存器间接寻址第三章流水线技术流水技术有哪些特点？依照流水线所达成的功能来分，流水线可分为哪两类？依照同一时间内各段之间的连结方式来分，流水线可分为哪两类依照流水的级别来分，流水线可分为哪三类依照数据表示来分，流水线可分为哪两类依照流水线中可否有反应回路来分，流水线可分为哪两类一条DLX指令的履行需要几个时钟周期它们分别是什么？DLX流水线寄存器的作用是什么？除去流水线的瓶颈段有哪些方法？谈论流水线的性能指标是什么？流水线中有哪三种有关各是什么原因造成的？解决流水线构造有关的方法有哪些？为什么流水线设计者有时会赞同构造有关的存在？定向技术的主要思想是什么？DLX流水线中全部数据有关都能够经过定向技术除去，而不需要暂停吗试举例说明。16．依照指令对寄存器的读写次序，可将数据有关分为哪三各样类？17．解决流水线数据有关的方法有哪些？减少流水线办理分支指令时的暂停时钟周期数有哪两种路子？在DLX基本流水线中可采用哪些静态方法降低分支损失？20．从编译技术的角度，降低流水线分支损失的方法有哪些？展望分支失败方法的主要思想是什么？“延缓分支”方法的主要思想是什么？23．为了在分支延缓槽中填入有效指令，一般采用哪三种方法？调动分支延缓指令的三种常用方法的特点和限制性是什么？25．有哪几种向量办理方式它们对向量办理机的构造要求有何不同样？26．什么是向量链接技术？权衡向量办理机性能的主要参数有哪些流水技术有哪些特点1）流水过程由多个相联系的子过程组成，每个过程称为流水线的“级”或“段”；2）每个子过程由专用的功能段实现；3）各个功能段所需时间应尽量相等；（4）流水线需要有“经过时间”，在此此后流水过程才进入牢固工作状态，每一个时钟周期流出一个结果；

(拍)5）流水技术适合于大量重复的时序过程，只有在输入端能连续地供应任务，流水线的效率才能充发散挥。依照流水线所达成的功能来分，流水线可分为哪两类（1）单功能流水线：只好达成一种固定功能的流水线。2）多功能流水线：流水线的各段能够进行不同样的连结，进而使流水线在不同样的时间，或许在同一时间达成不同样的功能。依照同一时间内各段之间的连结方式来分，流水线可分为哪两类1）静态流水线：在同一时间内，流水线的各段只好按同一种功能的连结方式工作。2）动向流水线：在同一时间内，当某些段正在实现某种运算时，另一些段却在实现另一种运算。依照流水的级别来分，流水线可分为哪三类1）零件级流水线（运算操作流水线）：把办理机的算术逻辑零件分段，以便为各样数据种类进行流水操作。2）办理机级流水线（指令流水线）：把讲解指令的过程依照流水方式办理。3）办理机间流水线（宏流水线）：由两个以上的办理机串行地对同一数据流进行办理，每个办理机达成一项任务。依照数据表示来分，流水线可分为哪两类1）标量流水办理机：办理机不拥有向量数据表示，仅对标量数据进行流水办理。2）向量流水办理机：办理机拥有向量数据表示，并经过向量指令对向量的各元素进行办理。6.依照流水线中可否有反应回路来分，流水线可分为哪两类（1）线性流水线：流水线的各段串行连结，没有反应回路。（2）非线性流水线：流水线中除有串行连结的通路处，还有反应回路。7.一条DLX指令的履行需要几个时钟周期它们分别是什么一条DLX指令的履行需要5个时钟周期。它们分别是：取指令周期（IF）、指令译码/读寄存器周期（ID）、履行/有效地点计算周期（EX）、储藏器/分之达成周期（MEM）、写回周期（WB）。DLX流水线寄存器的作用是什么把数据和控制信息从一个流水段传达到下一个流水段。除去流水线的瓶颈段有哪些方法细分瓶颈段；重复设置瓶颈段。谈论流水线的性能指标是什么吞吐率：指在单位时间内流水线所达成的任务数或输出结果的数量。流水线的加快比：指m段流水线的速度与等功能的非流水线的速度之比。效率：指流水线的设施利用率。流水线中有哪三种有关各是什么原因造成的（1）构造有关：当硬件资源知足不了指令重叠履行的要求,而发生资源矛盾时,就发生了构造有关。2）数据有关：当一条指令需要用到前面指令的履行结果，而这些指令均在流水线中重叠履行时，即可能惹起数据有关。3）控制有关：当流水线碰到分支指令和其他能够改变PC值的指令时，就会发生控制有关。解决流水线构造有关的方法有哪些（1）流水化功能单元；（2）资源重复；（3）暂停流水线。为什么流水线设计者有时会赞同构造有关的存在主要有两个原因：一是为了减少硬件开销，二是为了减少功能单元的延缓。定向技术的主要思想是什么在发生数据有关时，后边的指令其实不是立刻就要用到前一条指令的计算结果。若是能够将计算结果从其产生的地方直接送到需要它的地方，就能够防备暂停。当定向硬件检测到前面某条指令的结果寄存器就是目前指令的源寄存器时，控制逻辑会将前面那条指令的结果直接从其产生的地方定向到目前指令所需的地点。DLX流水线中全部数据有关都能够经过定向技术除去，而不需要暂停吗试举例说明。DLX流水线中有需要暂停的数据有关。例：在以下指令序列中，需要在LW指令此后插入一个暂停周期，尔后再用定向技术除去有关。LWR1，0（R2）SUBR4，R1，R5ANDR6，R1，R716．依照指令对寄存器的读写次序，可将数据有关分为哪三各样类1）写后读有关2）写后写有关（3）读后写有关17．解决流水线数据有关的方法有哪些1）定向技术：在某条指令产生一个结果以前，其他指令其实不真实需要该计算结果，若是将该计结果从其产生的地方直接送到其他指令需要它的地方，就能够防备暂停。2）暂停技术：设置一个“流水线互锁”的功能零件，一旦流水线互锁检测到数据有关，流水线暂停履行发生数据有关指令后续的全部指令。直到该数据有关解决为止。3）采用编译器调动。4）从头组织代码次序。减少流水线办理分支指令时的暂停时钟周期数有哪两种路子在流水线中尽早判断出分支转移可否成功；尽早计算出分支转移成功时的PC值（即分支的目标地点）。在DLX基本流水线中可采用哪些静态方法降低分支损失(1)改正硬件：在ID段增加一个加法器，将计算分支目标地点的操作移到ID段达成。展望分支失败的方法延缓分支方法20．从编译技术的角度，降低流水线分支损失的方法有哪些冻结或排空流水线的方法；展望分支失败的方法；展望分支成功的方法；延缓分支方法。展望分支失败方法的主要思想是什么当流水线译码到一条分支指令时，流水线连续取指令，并赞同该分支指令后的指令连续在流水线中流动。当流水线确定分支转移成功与否以及分支的目标地点此后，若是分支转移成功，流水线必定将在分支指令此后取出的全部指令转变为空操作，并在分支的目标地点处从头取出有效的指令；若是分支转移失败，那么能够将分支指令看作是一条一般指令，流水线正常流动，无需将在分支指令此后取出的全部指令转变为空操作。“延缓分支”方法的主要思想是什么其主要思想是从逻辑上“延伸”分支指令的履行时间。设延缓长度为n的分支指令后边有n个分支延缓槽，选择n条有效和适用的指令放入分支延缓槽中，不论分支成功与否，流水线都会履行这些指令。处于分支延缓槽中的指令“掩盖”了流水线原来所必定插入的暂停周期。23．为了在分支延缓槽中填入有效指令，一般采用哪三种方法以前调动、从目标处调动、从失败处调动调动分支延缓指令的三种常用方法的特点和限制性是什么25．有哪几种向量办理方式它们对向量办理机的构造要求有何不同样水平办理方式：不适合对向量进行流水办理。垂直办理方式：适合对向量进行流水办理，向量运算指令的源/目向量都放在储藏器内，使得流水线运算零件的输入、输出端直接与储藏器相联，组成

M-M

型的运算流水线。(3)分组办理方式：适合流水办理。可设长度为都在向量寄存器中，流水线的运算零件输入、

n的向量寄存器，使每组向量运算的源/目向量输出端与向量寄存器相联，组成R-R型运算流水线。26．什么是向量链接技术当两条向量指令出现“写后读”有关时，若它们不存在功能零件矛盾和向量寄存器(源或目的)冲突，就有可能把它们所用的功能零件头尾相接，形成一个链接流水线，进行流水办理。权衡向量办理机性能的主要参数有哪些向量指令的办理时间峰值性能：向量长度为无量大时，向量办理机的最高性能。半性能向量长度：向量办理机的性能为其峰值性能一半时所需的向量长度。向量长度临界值：对同一段程序代码而言，向量方式的办理速度优于标量串行方式办理速度时所需的最小向量长度。▲第五章储藏层次单级储藏器的主要矛盾是什么平时采用什么方法来解决？谈论储藏层次的主要参数有哪些？“Cache—主存”和“主存—辅存”层次的主要差别是什么？在储藏层次中应解决哪四个问题地点映象方法有哪几种它们各有什么优缺点组相联Cache比同样容量的直接映象Cache的无效率低。由此可否能够得出结论：采Cache中，有哪两种实现并行查找的方法？代替算法有哪几种它们各有什么优缺点？写策略主要有哪两种它们各有什么优点在写回法中，可采用什么方法减少在代替时块的写回当发生Cache写无效时，可否调入相应的块，有哪两种选择？依照Cache产生无效的原因不同样，能够把无效分为哪三类3C无效与Cache的相联度、容量有什么样的关系？增加Cache块大小必然会降低无效率吗？15．伪相联的基本思想是什么？16．伪相联的优点是什么？降低Cache无效率有哪些方法减少Cache无效开销有哪些方法。子块放置技术的基本思想是什么？恳求字办理技术有哪两种详细的实现方法采用二级Cache的基本思想是什么22.采用容量小且构造简单的Cache有什么利处？“虚假索引＋物理表记”Cache的基本思想是什么单级储藏器的主要矛盾是什么平时采用什么方法来解决主要矛盾：速度越快，每位价钱就越高；容量越大，每位价钱就越低；容量越大，速度越慢。采用多级储藏层次方法来解决。谈论储藏层次的主要参数有哪些储藏层次的平均每位价钱、命中率或无效率、平均接见时间“Cache—主存”和“主存—辅存”层次的主要差别是什么在储藏层次中应解决哪四个问题1）映象规则：当把一个块调入高一层储藏器时，能够放到哪些地点上2）查找算法：当所要接见的块在高一层储藏器中时，怎样找到该块3）代替算法：当发生无效时，应代替哪一块4）写策略：当进行写接见时，应进行哪些操作地点映象方法有哪几种它们各有什么优缺点（1）全相联映象。实现查找的系统复杂，代价高，速度慢。Cache空间的利用率较高，块矛盾概率较低，所以Cache的无效率也低。（2）直接映象。实现查找的系统简单，速度快。Cache空间的利用率较低，块矛盾概率较高，所以Cache的无效率也高。（3）组相联映象。组相联是直接映象和全相联的一种折衷。组相联Cache比同样容量的直接映象Cache的无效率低。由此可否能够得出结论：采用组相联Cache必然能带来性能上的提高为什么不用然。由于组相联命中率的提高是以增加命中时间为代价的，组相联需要增加多路选择开关。Cache中，有哪两种实现并行查找的方法（1）用相联储藏器实现；（2）用单体多字储藏器和比较器来实现。代替算法有哪几种它们各有什么优缺点（1）随机法。简单、易于用硬件实现，但这种方法没有考虑Cache块过去被使用的情况，反应不了程序的局部性，所以其无效率比LRU的高。（2）先进先出法。简单实现。它诚然利用了同一组中各块进入Cache的次序这一“历史”信息，但仍是不能够正确地反应程序的局部性。（3）近来最少使用法LRU。无效率最低。可是LRU比较复杂，硬件实现比较困难。写策略主要有哪两种它们各有什么优点写直达法。易于实现，而且下一级储藏器中的数据老是最新的。写回法。速度快，写操作能以Cache储藏器的速度进行。而且关于同一单元的多个写最后只需一次写回下一级储藏器，有些“写”只抵达Cache，不抵达主存，所以所使用的储藏器频带较低。在写回法中，可采用什么方法减少在代替时块的写回常采用“污染位”标志。即为Cache中的每一块设置一个“污染位”（设在与该块相应的目录表项中），用于指出该块是“脏”的（被修悔过）仍是洁净的（没被修悔过）。代替时，若被代替的块是洁净的，则不用写回下一级储藏器，由于这时下一级储藏器中相应块的内容与Cache中的一致。当发生Cache写无效时，可否调入相应的块，有哪两种选择按写分派法：写无效时，先把所写单元所在的块调入Cache，尔后再进行写入。这种方法也称为写时取方法。不按写分派法：写无效时，直接写入下一级储藏器而不将相应的块调入Cache。这种方法也称为绕写法。依照Cache产生无效的原因不同样，能够把无效分为哪三类逼迫性无效、容量无效、矛盾无效3C无效与Cache的相联度、容量有什么样的关系⑴相联度越高，矛盾无效就越少；⑵逼迫性无效和容量无效不受相联度的影响；⑶逼迫性无效不受Cache容量的影响，但容量无效却随着容量的增加而减少；⑷2:1的Cache经验规则：大小为N的直接映象Cache的无效率约等于大小为N/2的两路组相Cache的无效率。14.增加Cache块大小必然会降低无效率吗不用然。关于给定的Cache容量，当块大小增加时，无效率开始是下降，此后反而上涨了。主要由于增加块大小会产生双重作用。一方面它减少了逼迫性无效；另一方面，可能会增加矛盾无效。15．伪相联的基本思想是什么采用这种方法时，在命中情况下，接见Cache的过程和直接映象Cache中的情况同样；而发生失效时，在接见下一级储藏器以前，会先检查Cache另一个地点（块），看可否般配。确定这个另一块的一种简单的方法是将索引字段的最高位取反，尔后依照新索引去搜寻伪相联组中的对应块。若是这一块的表记般配，则称发生了伪命中。否则，就只好接见下一级储藏器。16．伪相联的优点是什么伪相联既能获得多路组相联Cache的低无效率又能保持直接映象Cache的命中速度。降低Cache无效率有哪些方法增加Cache块大小、提高相联度、VictimCache、伪相联Cache、硬件预取技术、由编译器控制的预取、编译器优化减少Cache无效开销有哪些方法？让读无效优先于写；子块放置技术；(3)恳求字办理技术；非拥塞Cache或非锁定Cache技术；采用二级Cache。19.子块放置技术的基本思想是什么把一个Cache块区分为若干个小块，称之为子块。为每一个子块赋一位有效位，用于说明该子块中的数据可否有效。接见Cache时，进行表记般配比较，并检查该字所在子块的有效位可否为“1”。无效时只要从下一级储藏器调入一个子块。这样，一个Cache中就有可能有的子块有效，有的子块无效。恳求字办理技术有哪两种详细的实现方法⑴尽早重启动：在恳求字没有抵达时，CPU处于等待状态。一旦恳求字抵达，就立刻发送给CPU，让等待的CPU尽早重启动，连续履行⑵恳求字优先：调块时，第一直储藏器恳求CPU所要的恳求字。恳求字一旦抵达，就立刻送CPU，让CPU连续履行，同时从储藏器调入该块的其他部分。恳求字优先也称为围绕读取或重点字优先。采用二级Cache的基本思想是什么经过在原有Cache和储藏器之间增加另一级Cache，组成两级Cache。把第一级Cache做得足够小，使其速度和快速CPU的时钟周期相般配，而把第二级Cache做得足够大，使它能捕获更多原来需要到主存去的接见，进而降低实质无效开销。22.采用容量小且构造简单的Cache有什么利处（1）能够有效地提高Cache的接见速度。由于硬件越简单，速度就越快。小容量Cache能够实现快速表记检测，对减少命中时间有益。2）Cache足够小，能够与办理器做在同一芯片上，以防备因芯片外接见而增加时间开销。3）保持Cache构造简单可采用直接映象Cache。直接映象Cache的主要优点是能够让表记检测和数据传达重叠进行，这样能够有效地减少命中时间。“虚假索引＋物理表记”Cache的基本思想是什么直接用虚地点中的页内位移（页内位移在虚→实地点的变换中保持不变）作为接见Cache的索引，但表记倒是物理地点。CPU发出访存恳求后，在进行虚→实地点变换的同时，可并前进行表记的读取。在达成地点变换此后，再把获得的物理地点与表记进行比较。第六章输入/输出系统1.谈论I/O系统性能的参数主要有哪些？2.外面储藏设施有哪些相像之处？3.磁盘向来据有着后备储藏器的主宰地位，原因主要有哪两个？4.反应磁盘性能的主要参数有哪几个？5.将多台光盘机组合在一同有哪三种构造？自动磁带库有什么优缺点？依照故障产生的原因，将故障分为哪几种？依照故障出现的周期，将故障分为哪几种？反应储藏外设可靠性能的参数有哪些？故障、错误和无效之间存在着什么样的关系？盘阵列有哪些分级通道分为哪三各样类它们分别适合为哪一种外面设施服务？通道的主要功能有哪些？通道达成一次数据传输的主要过程谈论I/O系统性能的参数主要有哪些连结特点（哪些I/O设施能够和计算机系统相连结）；I/O系统容量（I/O系统能够容纳的I/O设施数）；响应时间；吞吐量。外面储藏设施有哪些相像之处（1）记录原理近似；（2）作为计算机零件，均包括磁、光、电等记录机构、优良机械和马达等驱动机构；（3）作为储藏设施，它们都包括控制器及接口逻辑；（4）均采用了自同步技术、定位和校正技术以及相像的读写系统。磁盘向来据有着后备储藏器的主宰地位，原因主要有哪两个（1）磁盘素来是虚假储藏器技术的物质基础，履行程序时，磁盘用作为互换缓冲区。（2）关机时，磁盘作为操作系统和全部应用程序的非易失性的驻留介质。反应磁盘性能的主要参数有哪几个磁盘接见时间：磁盘接见时间=寻道时间+旋转时间+传输时间+控制器开销磁盘容量：磁盘能够记录的信息量。磁盘数据传输率：可分为外面传输率和内部传输率两种。将多台光盘机组合在一同有哪三种构造光盘塔（CD-ROMTower）、光盘库（Jukebox）和光盘阵列（CD-ROMArray）自动磁带库有什么优缺点优点：自动换带，加载速度快，单位数据的价钱低。而且，能够经过加大规模，以达到进一步降低成本的目的。缺点：带宽比较低，可靠性差。依照故障产生的原因，将故障分为哪几种（1）硬件故障：设施无效产生的故障；（2）设计故障：大部分的这种故障由软件惹起，小部分由硬件惹起；（3）操作故障：由于用户操作的失误惹起的故障；（4）环境故障：由于火灾、洪水、地震等惹起的故障。依照故障出现的周期，将故障分为哪几种暂时性故障：只连续有限的时间，而且此后不会出现。间歇性故障：故障的出现拥有间歇性。永远性故障：故障总会出现，其实不会由于时间的流逝而消失。反应储藏外设可靠性能的参数有哪些可靠性：系统从初始状态开始素来供应服务的能力。可用性：系统正常工作时间在连续两次正常服务间隔时间中所占的比率。可信性：服务的质量，即在多大程度上能够合理地认为服务是可靠的。故障、错误和无效之间存在着什么样的关系（1）一个故障可能会致使一个或很多个错误；（2）错误平时拥有以下特点：·错误拥有两种状态：潜藏状态和有效状态，而且会相互变换；·潜藏的错误可能经过激活而有效；·有效错误的影响能够从一个零件传达到其他一个零件，产生新的错误。（3）若是错误影响到零件正常的服务时，零件就发生了无效；（4）系统中的全部零件的故障、错误和无效均存在这样的关系。盘阵列有哪些分级RAID0。亦称数据分块，即把数据散布在多个盘上，无冗余信息。RAID1。镜像盘，使用双备份磁盘。RAID2。位交叉式海明编码阵列。RAID3。位交叉奇偶校验盘阵列。即数据以位或字节交叉的方式存于各盘，冗余的奇偶校验信息储藏在一台专用盘上。(5)RAID4。专用奇偶校验独立存取盘阵列。即数据以块(块大小可变)交叉的方式存于各盘，冗余的奇偶校验信息存在一台专用盘上。RAID5。块交叉散布式奇偶校验盘阵列。即数据以块交叉的方式存于各盘，冗余的奇偶校验信息平均地散布在全部磁盘上。(7)RAID6。双维奇偶校验独立存取盘阵列。可容忍双盘犯错。(8)RAID7。是采用Cache和异步技术的RAID6，使响应速度和传输速率有了较大提高。通道分为哪三各样类它们分别适合为哪一种外面设施服务（1）字节多路通道。一种简单的共享通道，主要为多台低速或中速的外面设施服务。（2）数组多路通道。适于为高速设施服务。（3）选择通道。为多台高速外面设施服务。通道的主要功能有哪些接受CPU发来的I/O指令，依照指令要求选择一台指定的外面设施与通道相连结。履行CPU为通道组织的通道程序，从主存中取出通道指令，对通道指令进行译码，并依照需要向被选中的设施控制器发出各样操作命令。给出外面设施的有关地点，即进行读／写操作的数据所在的地点。给出主存缓冲区的首地点，这个缓冲区用到暂时寄存从外面设施上输入的数据，或许暂时寄存将要输出到外面设施中去的数据。控制外面设施与主存缓冲区之间数据互换的个数，对互换的数据个数进行计数，并判断数据传达工作可否结束。指定传达工作结束时要进行的操作。检查外面设施的工作状态是正常或故障。依照需要将设施的状态信息送往主存指定单元保留。在数据传输过程中达成必要的格式变换。通道达成一次数据传输的主要过程(1)在用户程序中使用访管指令进入管理程序，由CPU经过管理程序组织一个通道程序，并启动通道。(2)通道办理机履行CPU为它组织的通道程序，达成指定的数据I/O工作。通道程序结束后向CPU发中止恳求。CPU响应这其中止恳求后，第二次进入操作系统，调用管理程序对I/O中止恳求进行办理。第七章多办理机Flynn分类法是依照什么对计算机进行分类的将计算机分红哪几类？2.依照多办理机系统中办理器个数的多少，可把现有的MIMD机器分为哪两类？在散布式储藏器构造的机器中，将储藏器散布到各结点有什么利处？在散布式储藏器构造的机器中，目前有哪两种储藏器地点空间的组织方案？在散布式储藏器构造的机器中，对应于两种地点空间的组织方案，分别有哪两种通讯系统它们是怎么实现的？用哪三个重点的性能指标来权衡通讯系统的性能？共享储藏器通讯系统主要有哪些优点？信息传达通讯系统主要有哪些优点？在信息传达通讯系统的硬件上怎样支持共享储藏器？并行办理面对着哪两个重要挑战？一致的储藏系统应知足哪些条件？实现Cache一致性协议的重点是什么？实现Cache一致性协议时，有哪两种追踪共享数据状态的技术？实现Cache一致性协议有哪两类写更新协讲和写作废协议在性能上有哪些差别？目录协议中，Cache块有哪三种状态？影响互连网络性能的因素有哪些？动向连结网络有哪几种采用多办理机的一致性系统实现旋转锁有什么利处Flynn分类法是依照什么对计算机进行分类的将计算机分红哪几类Flynn分类法，依照计算机中指令和数据的并行情况把计算机分红：1）单指令流单数据流（SISD）；2）单指令流多半据流（SIMD）；3）多指令流单数据流（MISD）；4）多指令流多半据流（MIMD）。2.依照多办理机系统中办理器个数的多少，可把现有的MIMD机器分为哪两类依照多办理机系统中办理器个数的多少，把现有的MIMD机器分为：第一类为集中式共享储藏器构造；第二类为散布式储藏器构造；每一类代表了一种储藏器的构造和互连策略。在散布式储藏器构造的机器中，将储藏器散布到各结点有什么利处将储藏器散布到各结点有两个利处：第一，若是大部分的接见是针对本结点的局部储藏器，则可降低对储藏器和互连网络的带宽要求；第二，对局部储藏器的接见延缓低。散布式储藏器构造最主要的缺点是办理器之间的通讯较为复杂，且各办理器之间接见延缓较大。在散布式储藏器构造的机器中，目前有哪两种储藏器地点空间的组织方案第一种方案：物理上分其他多个储藏器作为一个逻辑上共享的储藏空间进行编址。第二种方案：整个地点空间由多个独立的地点空间组成，它们在逻辑上也是独立的，远程的办理器不能够对其直接寻址。在散布式储藏器构造的机器中，对应于两种地点空间的组织方案，分别有哪两种通讯系统它们是怎么实现的(1)共享地点空间的机器：可利用Ｌoad和Ｓtore指令中的地点隐含地进行数据通讯，所以可称为共享储藏器机器。多个地点空间的机器：依照简单的网络协议，经过传达信息来恳求某些服务或传输数据，进而达成通讯。所以这