网络教育学院专升本课程计算机系统结构

1、由于字长限制，浮点数表示方式所能表示的浮点数个数是有限的、不连续的，可表示的规格化浮点数的个数应该是可表示的（）的个数的与可表示的尾数的个数的乘积。A、阶码B、补码C、原码D、机器码参考答案机器码参考答案2、把相联访问变成按地址访问，从而加大快表容量指的是（）。2、A、目录表B、快慢表C、散列函数D、以上都不是参考答案以上都不是参考答案3、处理机数目较少的多处理机，各个处理机可以共享单个集中式存储器指的是（）。3、A、集中式共享存储器系统B、分布式式共享存储器系统C、共享存储器系统D、以上都不是参考答案以上都不是参考答案4、CPU在执行写操作时，把数据同时写入Cache和主存指的是（）。A、写直达法B、写回法C、抵触修改法参考答案A、写直达法B、写回法C、抵触修改法参考答案5、如果处理机每条指令的处理对象是一个或一对（如两个标量相加）标量，这种处理机称为（）。A、超标量处理机B、标量处理机参考答案参考答案6、操作数存在堆栈中，指令隐含约定由堆栈指针SP寄存器提供堆栈栈顶单元地址，进行读出或写入的是（）。A、寄存器寻址B、主存寻址C、堆栈寻址参考答案堆栈寻址参考答案7、地址空间可分为（）。A、虚拟地址空间B、主存储器地址空间C、辅存地址空间D、以上都是参考答案以上都是参考答案8、（）把主存储器和Cache按同样大小划分成块，再将主存储器和Cache按同样大小划分成组，每一组由相同的块数组成，然后将主存储器按Cache大小分成区，主存储器每个区的组数与Cache的组数相同。A、全相联映象TOC\o"1-5"\h\zB、直接映象C、组相联映象D、以上都不是参考答案C9、通过维护数据和控制相关所保证的是对程序正确执行起关键作用的两个特征：（）和数据流。TOC\o"1-5"\h\zA、异常行为B、分支控制C、计算操作D、以上都不对参考答案A10、记录转移历史信息的方法中，缓存转移目标指令的地址的是（）。TOC\o"1-5"\h\zA、转移预测缓存B、分支目标缓冲C、基于硬件的前瞻执行D、硬盘缓存参考答案B11、推出过可给予多核的微处理芯片系统的有（）。IBMTOC\o"1-5"\h\zB、IntelC、AMDD、以上都是参考答案D12、增量扩展性要好，即每次只扩展一个或少数几个结点，仍能保持原有互连拓扑特性指的是（）。TOC\o"1-5"\h\zA、静态互连网络B、动态互连网络C、多级互连网络D、以上都不是参考答案A13、用户可以从控制工作站单点控制管理整个系统，实现系统的安装、监督和配置、系统操作、用户管理等功能指的是（）。TOC\o"1-5"\h\zA、单一入口点B、单一文件系统C、单一作业管理系统D、单控制点参考答案D14、通信不指明源和目的，控制简单指的是（）。•A、专用总线和非专用总线B、基于PCI总线的I/O系统TOC\o"1-5"\h\zC、基于通道总线的I/O系统结构D、以上都不是参考答案A15、（）要求Cache中预留特殊的比较位，用来预测下一次访问Cache时可能会用到的路或块。TOC\o"1-5"\h\zA、路预测B、小而简单的CacheC、踪迹CacheD、流水线Cache访问参考答案A16、经典的（）是机器语言程序员所看到的传统机器级所具有的属性。它确定计算机系统的软、硬件界面。TOC\o"1-5"\h\zA、计算机系统结构B、计算机物理架构参考答案A17、指令中地址码的宽度只需要能够指明寄存器号即可指的是（）。A、相对寻址B、段寻址C、间接寻址D、以上都不是参考答案C18、在计算机设计中，（）事件速度的加快能够显著提高整个系统的性能。TOC\o"1-5"\h\zA、经常性B、偶发性参考答案A19、网格建立在多功能的协议和界面之上，这些协议和界面解决认证、授权、资源发现和资源存取等基本问题指的是（）。A、协调非集中控制资源B、使用标准、开放、通用的协议和界面C、得到非平凡的服务质量D、以上都不是参考答案B20、灵活性较好，程序员可任意安排外围设备的优先级和数据传送的检查、变换的I/O方式指的是（）。TOC\o"1-5"\h\zA、程序直接控制B、中断方式C、DMA方式D、以上都不是参考答案A21、两个或多个时间在同一时间间隔内发生的并行性指的是（）。•A、同时性•B、同时性参考答案B22、（）指系统从某个初始参考点开始一直连续提供服务的能力，它通常用平均无故障时间（MeanTimeToFailure,MTTF）来衡量。TOC\o"1-5"\h\zA、可靠性B、可用性C、可信性D、4参考答案A23、记分牌需要监测源操作数寄存器中数据的有效性，如果前面已流出的还在运行的指令不对本指令的源操作数寄存器进行写操作，或者一个正在工作的功能部件已经完成了对这个寄存器的写操作，那么此操作数有效。当操作数有效后，记分牌将启动本指令的功能部件读操作数并开始执行。解决了数据的先写后读（RAW）相关指的是（）。TOC\o"1-5"\h\zA、流出B、读操作数C、执行D、写结果参考答案B24、R4000的浮点部件由一个浮点除法器、一个浮点乘法器和一个（）组成。TOC\o"1-5"\h\zA、浮点加法器B、浮点减法器参考答案A25、采用存储程序方式，程序的指令和数据存放在不同存储器中。TOC\o"1-5"\h\zA、正确B、不正确参考答案B26、算法简单，容易实现。没有利用历史信息，没有反映程序的局部性，命中率低指的是（）。TOC\o"1-5"\h\zA、随机算法B、先进先出算法C、近期最少使用算法D、最优替换算法参考答案A27、（）实现并行性中的并发性，资源重复是实现并行性中的同时性。TOC\o"1-5"\h\zA、时间重叠B、资源共享参考答案A28、如果处理机每条指令的处理对象是一个或一对（如两个标量相加）标量，这种处理机称为（）。TOC\o"1-5"\h\zA、超标量处理机B、单发射处理机C、多发射处理机标量处理机参考答案D29、完成任务所需要的时间定义为（）。TOC\o"1-5"\h\zA、任务流时间B、同时性参考答案B30、使用RISC技术的机器有（）。A、除法器B、加法器C、乘法器D、以上都不是参考答案ATOC\o"1-5"\h\z31、由操作系统根据主存使用分配的情况，给主存中的每一页分配一个存储键，相当于保护锁。所有页的存储键是在主存相应的快速寄存器内，当用户访问这些页面时，需要一个访问键，相当于钥匙，来打开这把锁指的是（）。A、映射表保护法B、键保护C、环保护D、停顿控制冲突参考答案B32、计算机中需要编址的存储部件不包含以下哪个？（）A、通用寄存器B、主存储器C、接口参考答案C33、使用概率高的指令用短操作码表示，概率地的用长操作码表示。包括两种方法：等长扩展（15/15/15,8/64/512等）和（）。TOC\o"1-5"\h\zA、不等长扩展B、等概率参考答案A34、堆栈替换法适用于cache的下列（）映像方式。TOC\o"1-5"\h\zA、组相联B、全相联C、直接映像D、段相联参考答案A35、用存储器的访问周期、读出时间、频带宽度等表示指的是（）。A、速度B、容量C、价格以上都不是参考答案36、主要用于扩大计算机系统的存储空间的是（）。A、高速缓冲存储器B、辅助存储器C、主存储器D、以上都不是参考答案37、采用汉明码纠错冗余的磁盘阵列的是（）。TOC\o"1-5"\h\zA、RAID0B、RAIDlC、RAID2D、RAID3参考答案38、（）在程序运行时位置不能再改变，主存利用率低。A、静态定位B、动态定位C、混合定位参考答案39、自定义数据表示主要有带标识符的（）和数据描述符数据表示。A、数据表示B、数据处理参考答案40、（）少量提高会引起响应时间快速增长。TOC\o"1-5"\h\zA、吞吐率B、响应时间C、用户反应时间D、以上都不是参考答案41、计算机系统结构是机器语言程序员（或编译程序设计者）所看到的计算机的属性，是硬件子系统的（）与功能特性。A、系统结构B、串行执行C、并行执行D、概念性结构参考答案42、当执行一组指令时，向量操作的执行时间与（）因素有关。A、向量长度B、向量操作之间是否存在流水功能部件的冲突C、数据的相关性D、以上都是参考答案参考答案43、当性能达到一半R8值时所需的向量长度。它是说明评价向量流水线建立时间对性能的影响指的是（）。A、最大性能B、向量长度临界值C、半性能向量长度D、向量指令的处理时间参考答案参考答案44、软件技术发展重要趋势是，（）及其数据所使用的存储空间越来越大。44、A、程序B、硬件参考答案硬件参考答案45、（）是在保证不违背数据相关和控制相关的情况下，把代码尽可能压缩成几条指令。45、A、循环级并行B、全局指令调度C、循环展开技术参考答案46、操作系统将控制功能分散给多台处理机，共同完成对整个系统的控制工作。每个处理机均有各自的管理程序（操作系统的内核）指的是（）。A、主从式B、独立监督式C、浮动监督式D、以上都不是参考答案47、每个结点仅包含一个微处理器指的是（）。TOC\o"1-5"\h\zA、DM-MPPB、UMA-MPPC、NUMA-MPPD、以上都不是参考答案48、数据缓冲、数据传输匹配指的是（）。A、异步性B、实时性C、与设备无关性D、以上都不是参考答案A49、并行执行两个或多个任务或程序段指的是（）。A、指令内部并行B、作业或程序级并行C、任务或进程级并行参考答案C50、（）用一组硬件的逻辑电路记录同一组中各个块使用的时间和次数，然后按照各个块被访问过的时间顺序排序，从中找出最久没有被访问过的块。TOC\o"1-5"\h\zA、比较对替换算法B、先进先出替换算法C、最近最少使用替换算法D、堆栈替换算法参考答案A51、VLIW方式主要特征有（）。TOC\o"1-5"\h\zA、依靠编译组装超长指令B、硬件结构简单C、适合于细粒度的并行处理D、以上都有参考答案C52、浮点计算的延迟时钟周期数是（）。•A、1B、TOC\o"1-5"\h\zC、3D、4参考答案C53、从系统程序员的观点来看，操作系统层指令集包括（）的指令和新增的指令。TOC\o"1-5"\h\zA、指令系统层B、指令层参考答案A54、在写入数据项时更新该数据项的所有副本指的是（）。TOC\o"1-5"\h\zA、写无效协议B、写更新协议C、写增加协议D、以上都不对参考答案B55、与传统并行计算机系统相比，集群系统的优点包括（）。TOC\o"1-5"\h\zA、紧密耦合多处理机系统B、松散耦合多处理机系统C、松散耦合多处理机系统D、松散耦合多处理机系统参考答案A56、将数据分布于不同的处理单元,这些处理单元对分布数据执行相同的操作指的是（）。TOC\o"1-5"\h\zA、蕴式并行编程模型B、数据并行模型C、消息传递模型D、共享变量模型参考答案B57、服务器要将其数据和硬件提供给网络共享，其主要设计目标就是为了达到高效的（）TOC\o"1-5"\h\zA、可扩展性B、吞吐量C、可靠性D、以上都不是参考答案B58、网络中所连接的结点的个数。该特性可以用于衡量网络可扩展性的一个方面指的是（）。TOC\o"1-5"\h\zA、网络规模B、结点度C、距离D、网络直径

参考答案59、在双总线结构的基础上，增加I/O总线形成指的是（）。参考答案A、单总线结构B、双总线结构C、三总线结构D、以上都不是参考答案60、高位交叉存储器的地址高位部分用于区分不同的存储体，低位部分用于选择一个存储体体内不同的存储单元指的是（）。参考答案A、高位多体交叉方法B、低位多体交叉方法C、停顿数据冲突D、停顿控制冲突参考答案停顿控制冲突参考答案61、调度模型一般分为.参考答案静态的确定性模型、动态的随机型模型62、计算机中由存放和（硬件）和算法（软件）所组成的系统。的各种存储设备、控制部件及管理信息调度的设备参考答案静态的确定性模型、动态的随机型模型62、计算机中由存放和（硬件）和算法（软件）所组成的系统。的各种存储设备、控制部件及管理信息调度的设备参考答案程序、数据63、是指连续启动两次操作所需间隔的最小时间。参考答案存储周期64、存储空间常用的编址单位有：、和参考答案字编址、字节编址、位编址65、如果一个处理机在单个时钟周期中只能取出一条指令供执行，就称为参考答案单发射处理机66、目前，市场上存在的向量计算机主要采用两种方法:参考答案存储器-存储器结构、寄存器-寄存器结构67、随着集成电路的发展，硬件价格和体积不断下降，已经成为提高系统性能最有效的手段。参考答案资源复制68、Cache替换算法中最简单的一种的是参考答案随机替换算法69、，就是指能为多个功能部件服务的一组信息传输线，它是计算机中系统与系统之间或者各部件之间进行信息传送的公共通路。参考答案总线70、计算机中的主存储器，使用一维线性编址，这种地址称为，其地址的集合称为参考答案主存物理地址、主存物理空间71、DEC21064属于参考答案超标量处理机72、CISC参考答案复杂指令集计算机，增强原有指令的功能及设置更为复杂的新指令，将软件功能硬化

73、字节多路通道参考答案为多台低速或中速的外围设备服务。字节多路通道包含有多个子通道，每个子通道连接一个设备控制器。字节多路通道适用于连接大量的字符类低速设备。74、RISC参考答案精简指令集计算机，通过减少指令总数和简化指令的功能来降低硬件设计的复杂度，提高指令的执行速度75、存储体系参考答案两个或两个以上速度、容量和价格各不相同的存储器用硬件、软件、或软件与硬件相结合的方法连接起来构成个完整的整体，使得整体速度接近于速度最快的存储器，容量为所有存储器容量之和，每位价格接近于价格最低的AM存储器76、Cache参考答案由于CPU与主存速度差距太大，为弥补主存速度不足，需要在CPU和主存之间设置一个高速、小容量的缓冲存储器77、仿真参考答案用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法称为仿真78、模拟参考答案用机器语言程序解释实现软件移植的方法

79、通道流量参考答案通道在数据传送期间，单位时间内传送的字节数。又称为通道吞吐率，通道数据传输率等80、并发性参考答案两个或多个事件在同一时间间隔内发生81、数组多路通道参考答案每次选择一个高速设备后传送一个数据块，并轮流为多台外围设备服务。其中的数据块为定长块，可以有多个子通道，同时执行多个通道程序。子通道间分时共享输入输出通路，成组交叉传送，可多路并行操作，适于为高速设备服务82、翻译参考答案先用转换程序将高一级机器上的程序完整地变换成低一级机器级上可运行的等效程序，然后在低一级机器上实现83、计算机实现参考答案计算机组成的物理实现，处理机、主存等部件的物理结构。84、逻辑地址参考答案程序员编写程序时使用的地址85、静态再定位参考答案在目的程序装入到主存时，通过调用装入程序，用软件方法把目的程序的逻辑地址变换成物理地址。程序执行时物理地址不再改变

86、计算机组成参考答案研究硬件系统各组成部分的内部构造和相互联系，以实现机器指令级的各种功能和特性。87、简述多级立方体的基本特点。参考答案多级立方体网络米用一功能开关，当第i级交换单兀处于交换状态时，实现Cubei互连函数。多级立方体网络中，常见的有STARAN网络、间接二进制n方体网络。STARAN网络中采用不同的控制方式可构成不同的交换网络。由各级开关的直连和交换可实现不同结点之间的连接。88、字节多路通道连接P台设备，每台设备都传送n个字节，TS：设备选择时间°TD:传送一个字节的时间。Ti：第i个数据的传输，i=1，2,…，n。总共所需要的时间是多少？参考答案TBYTE=(TS+TD)?P?n89、简述逻辑地址与物理地址的变换方法。参考答案1、静态再定位在目的程序装入到主存时，通过调用装入程序，用软件方法把目的程序的逻辑地址变换成物理地址。程序执行时物理地址不再改变。2、动态再定位在程序装入时不做地址变换，将程序起始地址存入该程序对应的基址寄存器。访存时将指令逻辑地址加上基址寄存器的值获得正确的物理地址。90、简述多级混洗交换网络基本特点。参考答案多级混洗交换网络由n级相同的网络组成，每一级都包含一个全混拓扑和随后一列2n-1个四功能交换单元。多级混洗交换网络采用单元控制方式，各级编号次序与多级立方体网络相反。多级混洗交换网络如果采用二功能交换单元，可看作口方体网络的逆网络。Omega采用四功能交换单元，多级立方体网络采用二功能交换单元，Omega数据流向与多级立方体网络数据流向相反。91、简述并行性开发的途径和相关例子。参考答案主要有三种途径：1）时间重叠

多个处理过程在时间上相互错开，轮流重迭地使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转而赢得速度。如流水线是典型的时间重叠的例子。资源重复通过重复设置硬件资源来提高可靠性或性能。早期的资源重复以提高可靠性为主，现在则被大量用于提高系统的速度性能。多处理机是典型的资源重复例子。资源共享利用软件方法让多个用户按定时间顺序轮流使用同资源，以提高利用率，因而提高整个系统的性能。资源共享包括硬件、软件、信息资源的共享。多道程序分时系统是资源共享的例子。92、.虚拟存储空间大小Nv=4GB，页的大小Np=1KB,每个页表存储字占用4个字节。计算得到页表的级数参考答案'log-4C—log：If'1口鸵—lag；4r§93、简述ILLIACIV中处理单元的连接关系。参考答案64个处理部件PU0~PU63排列成8X8的方阵，任何一个PUi只与其上、下、左、右4个近邻PUi-8(mod64)、PUi+8(mod64)、PUi-1(mod64)和PUi+1(mod64)直接相连;上、下方向上同列两端的PU相连构成个环，左、右方向上每行的右端PU与下行的左端PU相连，最下面行右端的PU与最上面行左端PU相连，从而形成一种闭合螺线阵列；94、简述机器指令的设计、发展和改进上有两种不同的途径和方法。参考答案答案：种为进步增强原有指令的功能及设置更为复杂的新指令，将软件功能硬化，即复杂指令集计算机(CISC)。另一种是通过减少指令总数和简化指令的功能来降低硬件设计的复杂度，提高指令的执行速度，即精简指令集计算机(RISC)

95、如果需要执行算式S=a/b+c，写出步骤。参考答案LDR,ADIVR,BADDR,C;要等DIV结果STR,S;存结果96、简述集中式并行处理机的特点。参考答案理机的特点为：1、系统存储器由K个存储体集中组成，处理单元之间通过ICN共享；存储体体数K应等于或多于处理单元数N。2、数据需合理地分配到各个存储体中；3、ICN成为处理单元与存储体之间进行转接的数据通路。97、简述由预约表得到禁止向量的方法参考答案1、将预约表的每一行中任意两个“X”之间的距离都计算出来，去掉重复的，这种数组成的一个数列就是这条非线性流水线的禁止向量。2、把一个启动循环内的所有启动距离相加，然后再除以这个循环内的启动距离个数，就得到这个启动循环的平均启动距离。98、翻译与解释的区别是什么？参考答案1、翻译先用转换程序将高一级机器上的程序完整地变换成低一级机器级上可运行的等效程序，然后在低一级机器上实现。即：先把N+1级程序全部变换成N级程序后，再去执行新产生的N级程序，在执行过程中N+1级程序不再被访问2、解释在低一级机器级上用系列语句和指令仿真高级机器级上的条语句或指令，以此来对高一级机器级上的语句或指令进行逐条地解释来实现。即：每当一条N+1级指令被译码后，就直接去执行一串等效的N级指令，然后再去取下一条N+1级的指令，依此重复进行。3、区别前者整个程序的转换，后者是用低级机器级上的一串语句和指令仿真高级机器级上的一条语句或指令。4、联系都是高级机器级程序在低级机器级上执行的必须方法

99、系列机与兼容机的区别是什么？参考答案1、系列机系列机的基本思想为：确定好一种系统结构后，软件设计者按此设计软件；硬件设计者根据机器速度、性能、价格，选择不同的器件，采用不同的硬件技术和组成、实现技术，研制不同档次机器。系列机之间软件兼容，可移植性好；插件、接口等相互兼容；便于实现机间通信；便于维修、培训；有利于提高产量、降低成本。采用系列机方法的主要缺点是限制了计算机系统结构的发展。2、兼容机不同厂家生产的具有相同体系结构的计算机，这使得多个硬件生产厂商可以共享软件成果。兼容机可对原有系统进行扩充，使之功能更为强大。100、简述实现4指令重叠解释的条件。参考答案硬件上保证有独立的指令分析部件和指令性部件。操作数与指令分别存放于两个独立编址并可同时访问的存储器，使得访问操作数和指令可以并行进行。采用多体交叉主存结构，使得重叠的指令处于不同存储体中增设指令缓冲寄存器，预取指令。101、简述推后分析法的基本思想。参考答案1、米用推后“分析k+1”的读到执行k结束时开始。这样，第k+1条指令所需要读的数已经在第k条指令执行完后获得。此时后一条指令的执行需要等到前一条指令完全完成后才能进行，两者之间实际上为串行方式。2、采用推后“分析k+1”到执行k把结果送入13时，保证分析k+1在取L1或L2时能取到所需的数102、简述重叠解释时条件转移带来的问题。

参考答案当本条指令为转移指令时，若转移不成功时，可顺序进行下一条指令的分析和执行。此时，上下两条指令可重叠解释下去。若转移不成功而下条指令在指令缓存中，则不需要执行取指的操作。但由于转移指令在执行时，其顺序的下一条指令的分析已经完成，其工作无用。转移成功处的指令重新开始分析和执行。若转移不成功而下条指令不在指令缓存中，则需要先取出转移成功处的指令。同样，转移指令顺序下一条指令的分析工作也作废。103、浮点数尾数m用原码、小数表示，阶码e用移码、整数表示，尾数基值'=1阶码基值=I要求浮点数表示范围N为二一’，表示浮点数表示精度不低于二一“，试设计一种浮点数的格式。参考答案根据浮点数表示范围的要求，用式"沁计算阶码的长度q为：，些21ME）朔7心泌=泌二g二7根据浮点数表示精度要求，用式（2-5）计算尾数长度n为：InS1口10-切吨显=一础=弭危4q+n+1位尾数符号位+1位阶码符号位=63,距离机器字字长的整数边界要求还差1位。可加到尾数n或是阶码长度q上。104、简述设计者使用人机交互来处理相互冲突的折中方法。参考答案进入系统时间：即用户输入命令所需时间。系统响应时间：输入到显示结果所需的时间。用户反应时间：接收结果到开始输入下一条命令的时间。105、简述重叠解释时条件转移带来的问题。参考答案当本条指令为转移指令时，若转移不成功时，可顺序进行下一条指令的分析和执行。此时，上下两条指令可重叠解释下去。若转移不成功而下条指令在指令缓存中，则不需要执行取指的操作。但由于转移指令在执行时，其顺序的下一条指令的分析已经完成，其工作无用。转移成功处的指令重新开始分析和执行。若转移不成功而下条指令不在指令缓存中，则需要先取出转移成功处的指令。同样，转移指令顺序下一条指令的分析工作也作废。106、简述虚拟存储器中调页时确定页面进入主存具体位置的方法。参考答案若页面失效，需要确定调入页应该进入主存的页面位置，操作系统查主存页表，确定调入页在主存位置；若占用位为“0”，表示主存未满，调入页全相联映象到主存个页面；若占用位为“1”，表示主存已满，利用替换算法寻

找替换页；两种情况均需要主贞页号送入【/O处理机，然后经I/O处理机送入主存；若页面替换时，被替换页调入主存后未修改，则不送回辅存；否贝h替换页若经过修改，将其送入辅存原来位置，然后经I/O处理机送入主存；107、简述cache中段相联映像方式的映射关系。参考答案段相联是组相联的特例，即采用组间全相联，组内直接映像。主存分为若干段，cache也分段，cache和主存每段的块数相同。主存一个段内的一块可映射到cache中不同段的固定块上。108、简述哈夫曼编码过程。参考答案把所有指令按照操作码在程序中出现的概率，自左向右排列好；选取两个概率最小的结点合并成一个概率值是二者之和的新结点，并把这个新结点与其它还没有合并的结点一起形成新结点集合；在新结点集合中选取两个概率最小的结点进行合并，如此继续进行下去，直至全部结点合并完毕；最后得到的根结点的概率值；每个结点都有两个分支，分别用位代码“0”和“1”表示；从根结点开始，沿尖头所指方向，到达属于该指令的概率结点，把沿线所经过的代码组合起来得到这条指令的操作码编码。109、为什么需要从概念上将计算机进行分级，成为多级结构?参考答案从概念上将计算机进行分级，实际上是将复杂的计算机系统看作是多个机器级构成的层次结构，有利于理解软件、硬件、固件的地位和作用；推动了计算机系统结构的发展；实现一台真正的宿主机上通过模拟或仿真另一台计算机，推动多种技术的发展；可以调整软硬件比例。

参考答案流水是重叠的进步引申。“次重叠”只是把条指令的解释分解为两个子过程，“流水”则将其分解为更多个子过程。重叠一次解释两条指令，流水一次可解释多条指令。111、如何理解并行处理机与特定应用相关？参考答案并行处理机为单指令多数据流机器，即同一操作可针对多个不同的数据，适合于向量和数组数据的处理。其本身也是在诸如有限差分、矩阵、信号处理、线性规划等问题上发展起来的。但本不是所有的运算都可以转化为向量运算，某些应用主要以标量为主，此时使用并行处理机进行解题就不太适合。112、为什么说软件为基础解决cache一致适合处理机较多的场合？参考答案当处理机数量较多时，监视cache协议就不管用了。而目录表法的中，全映像目录表会因而处理机数量较多，使得目录表太大；而有限目录表法中，限制了个数据块在各cache中存放副本的数量；链式目录表法中，处理机数量增加后会引起通过指针查找这过程时间太长。并且，以硬件为基础的解决方法将增大网络通信量。软件解决法因为将数据分为写入cache和不写入cache两种，可减少引起多cache一致性问题的机会。同时也避免了硬件法的相关问题，适合处理机数量较多的场合。113、简述Cache失效率解决办法。参考答案主要的解决方法为：增大cache容量；修改调度算法，使任务切换之前，有用信息仍保留在cache中；设置多个cache。如设置两个cache，一个专用于管理程序，一个专用于用户程序。114、简述主存数相关的处理方法。参考答案可将第k+1条指令的分析阶段（读数）推后一个主存周期，使得第k条指令的执行阶段完成，将执行结果写入主存地址为m的单元。这样，第k+1条指令可读出正确的操作数。可由存控通过给读数、写数申请安排不同的访存优先级解决，使得写数级别高于读数级别被响应。这样，当第k条指令的执行和第k+1条指令的分析同时进行时，由于写数的级别高于读数级别，使得第k+1条指令的分析推后一个主存周期。

115、简述页式虚拟存储器中页面替换算法中LRU与LFU的主要思想。参考答案LRU选择近期最少访问的页作为被替换的页。既充分利用了历史信息，又反映了程序的局部性，实现起来非常困难，需要为每个页配置一个字长很长的计数器字段。LFU把近期最久没有访问的页作为被替换的页。将LRU算法中的“多”与“少”简化成“有”与“无”，实现起来比较容易。116、简述页式虚拟存储器的地址转换过程。参考答案每个用户使用一个基址寄存器，通过用户号U可以直接找到与这个用户程序相对应的基址寄存器；从这个基址寄存器中读出页表起始地址Pa；虚页号P与页表起始地址Pa相加，获得该虚页在页表的位置；访问这个页表地址，把得到的主存页号P；将主存页号P与虚拟地址中的页内偏移D直接拼接起来得到主存实地址。习题一.117、传统的控f制流方式控制与数据流机的数据流控制方式的差别是什么？参考答案控制流方式：通过访问共享存储单兀让数据在指令间流动；指令执行顺序隐含在控制流中，受程序计数器控制；专门使用控制操作符来实现并行处理；有程序计数器；有数组。数据流方式：没有共享存储数据的概念，是数据的显式流动；受数据相关性的制约，基本上无序；不需要检查和定义程序中的并行性；无程序计数器；无数组。118、为什么相联存储器可实现最大值查找?参考答案查找的本质在于：每次比较一位，若该位中有1也有0，则该位为1的数显然大于该位为0的数。则在下次比较时，该位为0的单元不需要继续比较；若该位所有位均为0，则比较前次为1的所有单元的下一位。这样，每次只需要比较前次所有为1的单元，直到所有为比较完成。这样就得到最大值所在的单元，同时由于每次比较后需对CR中的值进行修改，最后比较完成后，CR就是最大值。119、简述典型的开关枢纽多处理机的结构形式。参考答案开关枢纽结构形式是指把互连结构的开关设置在各个处理机或接口内部，组成分布式结构。其中的每台处理机通过开关枢纽与其它多台处理机连接，组成各种分布结构的多处理机。X-TREE中每个处理机与其开关枢纽构成一个X-结点。所有X-结点处理机构成一个二叉树，使得结点间的平均路径长度与结点数目的对数成正比。二叉树中的同级可增加水平连线，构成半环或全环二叉树，以便进步缩短通信路径，平衡各结点流量，且可提高路径的冗余度达到容错的目的。二叉树中各X-结点的二进制编号与其在树中的位置对应，使得其路径控制算法容易编制。每个X-结点有开关枢纽、处理机、局部存储器等构120、简述多端口存储器的基本结构和工作原理。参考答案多端口存储器形式中，每个存储器模块有多个访问端口。实际上是将交叉开关矩阵中的控制、转换和优先级仲裁逻辑分别移到相应存储器模块的接口中，构成多端口存储器结构。每个存储器模块的相应端口连接在起，每个端口负责处理个处理机P或I/O通道的访存请求。每个存储器模块按照对其各个端口指定的优先级来分解访问冲突。121、简述cache中组相联映像方式的地址变换过程。参考答案1、用主存地址的组号q按地址访问块表存储器；2、把读出来的一组区号和块号与主存地址中的区号和块号进行相联比较；3、如果有相等的，表示Cache命中，虚地址中的组号成为主存实地址的组号，与查表获得的组内块号和虚地址中的块内地址共同形成主存实地址；4、如果没有相等的，表示Cache没有命中。习题一.122、传统的需求驱动器和数据流机的数据驱动的差别什么？

参考答案（1）数据驱动操作顺序是按输入数据的可用性决定次序的。数据驱动是提前求值策略，只要所要求的输入数据全部就绪，即可驱动操作进行。（2）需求驱动操作是按数据需求所决定的次序进行的。需求驱动是滞后求值策略。只有当某一函数需用到一自变量时，才驱动对该自变量的求值。（3）需求驱动比数据驱动可减少许多不必要的求值，系统效率高。需求驱动比数据驱动更适合于面向函数程序设计的计算机。123、简述发生流水线中断时，不精确断点法的基本思想参考答案无论指令i在流水线的哪一段发生中断，不再允许尚未进入流水线的后续指令在进入，已经进入的指令执行完后转入中断处理程序。该种方式下，断点不精确，中段可能发生在指令i处，也可能发生在指令i+1，i+2处等。124、简述发生流水线全局相关时，分支现场的保护及恢复的主要方法。参考答案1、对指令只完成译码、取操作数，在转移条件出现之前不进行运算；2、全部执行完，但不写结果。猜对后需要让这些指令继续完成余下的操作。3、采用后援寄存器保存可能被破坏的状态。先将指令不加区分地解释完，猜错后取出后援寄存器的内容恢复分支点的现场。后援寄存器不单独设置。因猜对概率较高，因而此方法效率较高。4、将猜测方向的另一方向的前几条指令预取到缓冲器中，当猜不中时，加速回头速度。125、简述处理机-本地存储器构形的特点。参考答案每个存储器模块设两个端口，个连接到PMIN上，另个连接到相应的本地处理机上。该方式加强了每个处理机对本地存储器的访问能力，减少因频繁的处理机-存储器互连网络开关转接耗费的时间，缩短处理机与本地存储器之间连线的长度。当处理机需要访问的数据在本地存储器中时，可直接通过处理机和本地存储器连线进行访问，不需要通过PMIN进行；若需要访问到其他存储器模块时，才通过PMIN进行。126、为什么当处理机有自己的cache时，需要按二维方式构造存储器?

参考答案当处理机拥有自己的cache时，主存的低位交叉编址可能使cache中每块信息被分散到不同的存储器模块中，增加了数据传输时间。当采用二维方式构造存储器后，由于cache按块进彳丁存取。因而cache的一块可直接存入二维结构中的列，这样在进行信息块传送时，只需要访问列中的存储器即可。由于该列中各个存储器可并行访问，因而可加快信息的访问速度。127、简述虚拟彳存储器的基本思想。参考答案虚拟存储器中的外存作为基本存储器，存放执行中的程序和数据。为每个进程分配一个独立的逻辑空间（虚拟空间），在这个空间中每条指令和数据都分配一个逻辑地址（虚拟地址），指令与指令、指令与数据的访问关系用逻辑地址来表达。指令和数据在被访问到时被调入内存，相应的从逻辑地址到物理地址（主存地址）的映射被建立，然后按照这种映射关系在指令运行时把逻辑地址转化成物理地址，实现实际的访问。128、模拟与仿真的区别是什么？参考答案1、模拟用机器语言程序解释实现软件移植的方法称为模拟（simulation）。进行模拟的机器为宿主机，被模拟的机器为虚拟机。需要模拟包括虚拟机的机器语言、存储体系、I/O系统、控制台操作等。模拟程序编制复杂费时，运行时需要由宿主机的机器指令解释，运行速度低，只适用于移植运行时间短，次数少等场合。2、仿真用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法称为仿真。进行仿真的机器为宿主机，被仿真的机器为目标机。仿真所用的解释程序为仿真微程序。需要仿真包括虚拟机的机器语言、存储体系、I/O系统、控制台操作等。当两种机器结构差别较大时，很难依靠仿真实现软件移植。3、区别仿真和模拟的主要区别在于解释所用的语言：仿真用微程序解释，解释程序在控存中；模拟适用机器语言程序解释，解释程序在主存中。4、共同点两者必须将虚拟机或目标机的系统结构和指令系统设计到的结构映射到宿主机上。实际应用时，可利"种方法并用：易于仿真的机器指令可采用仿真提高速度，不易仿真的指令口］采用模拟。129、怎样理解多端口存储器对访存冲突问题的解决?参考答案多端口存储器形式中，每个存储器模块有多个访问端口，将交叉开关矩阵中的控制、转换和优先级仲裁逻辑分别移到相应存储器模块的接口中。每个存

储器模块的相应端口连接在起，每个端口负责处理个处理机P或I/O通道的访存请求。每个存储器模块按照对其各个端口指定的优先级来分解访问冲突。这样，当不同端口有访存请求时，可根据各个端口预先的优先级设置决定哪个端口的请求获准。当同一端口有访存请求时，即多个相同设备对同存储器的访问，由于端口处有优先级仲裁逻辑，同样可决定该端口最终由哪个设备获得。130、简述发生流水线全局相关时，加快短循环程序的处理解决的主要方法。参考答案将长度小于指令缓冲器容量的短循环程序一次性放入指令缓冲器内，暂停取指，减少访主存重复取指次数；循环出口的条件转移指令恒猜测循环分支，减少因条件分支造成流水线断流的机会。131、为什么矩阵的并行加法运算必须将运算双方的相应分量置于局部存储器的同一单元?参考答案由于矩阵相加的特点是各个矩阵各个对应分量之间相加，不对应分量之间不做任何操作。也就是说，同一个矩阵分量可执行相同的操作。而将对应分量置于同局部存储器的同单元，则在执行加法操作时可以省去寻址操作，这样可以提高并行算法的效率。132、如何理解并行处理机采用资源重复而不是时间重复方式提高解题速度?参考答案并彳丁处理机拥有多个处理单元，多个处理单元在同一指令的控制下执彳丁相同的操作。并行处理将相同的操作分解到多个处理单元上运算，充分利用了处理单元数量多的优势。而流水方式是将指令的不同执行阶段重叠并行进行，主要是提高指令解释的并行度，其增加的硬件数量较少。133、简述cache替换算法的堆栈法工作过程。参考答案算法的工作过程如下：1、每次把刚好访问的cache块号与堆栈中保存的已访问的各个块号相联比较；2、如果没有相符的，将块号压入堆栈，成为栈顶，原堆栈中各项块号顺次下移；3、相符，把堆栈中存放此块号取出再压栈，成为新的栈顶，原堆栈中各项块号顺次下移；4、当堆栈装满发生块失效时，栈顶存放的块号就作为被替换的块号。

134、简述段式虚拟存储器的地址转换过程。参考答案由基号/程序号找到该用户对应的段表基址寄存器；从段表基址寄存器中读出段表的起始地址；把段表起始地址与多用户虚地址中段号相加得到该段在段表中的地址；如果该段的装入位为1，则把段表中给出的该段的起始地址与段内偏移D相加就能得到主存实地址。135、简述多处理机中不带专用cache的结构特点参考答案处理机之间通过中断信号互连网络ISIN实现各个处理机之间通过中断信号实现进程同步。处理机之间通过I/O-处理机互连网络-IOPIN实现与I/O通道的连接。其中的ULM为非映象局部存储器，MM为存储器映象。处理机通过处理机/存储器互连网络PMIN与共享存储器模块进行连接。各个模块在个存储周期只响应一台处理机的访存请求。MM用于将处理机的访存地址映象到局部存储器、专用cache或主存模块。136、怎样理解彳'壬务粒度与多处理机性能和效率的关系？参考答案任务粒度太小，相当于对个任务或作业划分过细，使得任务中相互联系比较紧密的部分被分到不同的小任务中。因而任务执行时，各个小任务之间的通信将会增加，使得多处理机之间的辅助开销增加，降低了效率。而任务粒度较大，又会使能够并行执行的部分被分配到一个处理机上，不能并行执行，同样降低了多处理机性能和效率。137、为什么进行软件移植?参考答案软件的成本越来越高，需要重新分配软、硬件功能，对应有的成熟的、证明无误的软件应当保留，避免由于软件的修改和重新设计带来的经济上的不合算。

138、简述发生流水线中断时，精确断点法的基本思想参考答案无论指令i在流水线的哪一段发生中断，中断处理程序现场对应于指令i，指令i后流入流水线的指令的原有现场都能恢复。需要设置很多的后援寄存器，保证各条指令的原有现场都能保存和恢复。139、简述页式虚拟存储器中虚地址与辅存实地址转换过程。参考答案当进行虚地址到辅存地址的转换时，首先通过用户号获得该程序的外页表位置；然后通过多用户虚地址中的虚页号查外页表中对应行。若该行装入位为1，则其中的辅存实地址就是该虚页对应的辅存地址。140、为什么紧耦合多处理机要采用多体交叉存储器?参考答案多体交叉存储器中，存储器包括多个可独立并行工作的存储体。通过高位和低位交叉编址，可将数据分散到不同的存储体中。这样，不同的处理机在访问所需要的数据时，可访问不同的存储体，避免不同处理机对同一存储体访问时引起的访问冲突。141、对于Cache中的副本与主存储器中的内容能否保持一致，是Cache能否可靠工作的一个关键问题。•正确错误参考答案正确142、MPP系统节点之间的消息传送相对于集群系统具有更长的延迟，系统性能更弱。•正确错误参考答案错误143、出现了指令因为等待前面结果，使得后面指令无法继续执行下去的现象，即相关。•正确错误144、指令级并行是指在源代码或靠近源代码的层次进行并行分析。正确错误参考答案错误145、MPP的每个计算单元也是相对独立，拥有自己的资源以及系统。145、正确错误参考答案正确146、按照计算机的性能和应用特征，现代的计算机主要可分为桌面计算机、服务器型计算机和嵌入式计算机三种类型。正确错误参考答案错误参考答案正确147、以互连特性为特征，可以把互连网络分为静态互连网络和动态互连网络两类。147、正确错误参考答案正确148、在多数计算机中，编译器在对一个源程序或源程序段进行编译是不能确定程序在主存中的实际位置的。正确错误参考答案正确149、动态分支预测技术能够根据近期转移是否成功的历史记录来预测下一次转移的方向。正确错误参考答案正确150、通信开销的线性增加模型中，通信开销与处理机数量之间存在一定的函数关系。

151、一条指令是由操作码和地址码两部分组成的。正确错误参考答案正确152、为了能够在流水线中顺利执行指令的所有可能组合，而不发生结构相关，通常需要采用流水化功能单元的方法或资源重复的方法。正确错误参考答案正确153、基本程序块是指一段除了入口和出口以外不包含其他分支的线性代码段。正确错误参考答案正确154、根据使用使用目的和系统设计的不同，总线的连接方式可以分为4种。错误参考答案正确正确错误参考答案错误155、反映外设可靠性能的参数有：可靠性(reliability)、可用性(availability)和可信性(dependability)。正确错误参考答案正确156、通道的主要功能包括接受CPU的指令，按指令要求与指定的外围设备进行通信。正确错误参考答案正确157、冗余磁盘阵列技术诞生于1987年，由美国加州大学伯克利分校提出。正确错误参考答案正确158、输入/输出系统是计算机系统中最具多样性和复杂性的部分。正确错误参考答案正确159、多处理机系统中，包含多个处理机以及完成处理机间通信、协调所需的多个功能部件，势必涉及到处理机间、处理机和功能部件间的相互连接问题。正确错误参考答案正确160、向量处理机的基本思想是把两个向量的对应分量并行运算，产生一个结果向量。160、正确错误参考答案正确161、从并行性的角度对计算机系统分类的方法有多种，其中经典的分类方法是M.J.Flynn教授于1966年美国的提出的。正确错误参考答案正确162、多核处理器的思想是将大规模并行处理器的处理器集成到同一个芯片内，由各个处理器并行执行不同的进程。正确错误参考答案正确163、T3E系统具有2至到10000个处理单元（PE）。正确错误参考答案错误164、简单的load/store结构是MIPS指令集的特点。正确错误参考答案正确165、OGSA架构中的第四层是Web服务。所有网格资源（逻辑的与物理的）都被建模为服务。正确错误参考答案错误166、影响主存命中率的主要因素包括程序在执行过程中的页地址流分布情况。正确错误参考答案正确167、虚拟存储器是由主存和联机的外存共同组成的。正确错误参考答案正确168、除加速比定义衡量Cache存储系统性能外，Cache存储器的平均访问时间是测评存储系统性能的一种更好的指标。正确错误参考答案正确169、地址映象是将主存储器中的数据分块按某种规则装入Cache存储器中，并建立主存储器地址与Cache存储器地址之间的对应关系。正确错误参考答案正确170、由于Cache中保存的是主存储器的一部分副本，则有可能在一段时间内，主存储器中某单元的内容与Cache中对应单元的内容出现不一致。171、如果从计算机系统组