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04计算机系统结构简答题及答案【10套模拟试卷】

1.流水线的特点2.并行性有哪些不同的等级?3.自定义数据表示可以分为哪两类?有何特点?4.输入输出系统有几种基本方式?5.如何评价一个替换算法的好坏?6.什么是存储系统?什么是存储系统的层次结构?7.什么是Cache?它是如何组织的?8.机群系统比起传统的并行处理系统的优点是什么?9.分析和归纳集中式串行链表、定时查询、和独立请求着三种总线的控制方式的优缺点?10.简述阵列处理机两种基本的结构形式?11.简单分析规约机和数据流机的异同?12.什么是虚拟存储器?它有什么特点和作用?13.在有Cache的存储系统中,访存操作是如何进行的?14.并行处理计算机除分布处理、MPP和集群系统外,还有哪4种基本结构?》及他们各自解决的基本问题?15.多处理机操作系统有哪3种类型?各适和哪类机器?16.简述IBM PC机构的页式存储管理的特点。

17.简述开放系统标准概念。

18.简述RISC技术方法。

19.简述个人电脑计算机系统的数据总裁算法的类型。

20.简述如果要设计一套超长指令机系统,必须遵循的主要准则。

21.简要说明翻译和解释的区别和联系。

22.简述超长指令机系统设计的基本原则。

23.比较模拟和仿真。

24.流水机器的中断处理有哪些方法?各有什么优缺点?25.什么RISC计算机?RISC结构采用的基本技术有哪些?26.简述采用RISC技术的超级表量机的主要特点。

27.简述RISC机采用的延迟转移技术的特点。

28.试简述数据流机的特点。

29.多处理机与单指令流多数据流系统的并行处理机有哪些主要差别?30.向量运算为什么设和流水处理?向量处理有哪三中方式?CRAY—1采用的是什么方式?31..简述INTEL公司采用的RISC技术主要特殊方法。

32.当浮点数尾数基值减小时,对机器数的表示会产生哪些影响?33.简述段页式存储管理的地址变换过程。

34.在“一次重叠”的机器中,会出现哪些相关?如何处理?35.什么是存储系统?什么是存储系统的层次结构?36.器件的发展对逻辑设计方法的影响有哪些?37.简述三种面向的寻址方式的关系。

38.以IBM370为例说明为什么把中断分类以及分成几类。

39.在页式虚拟存储器中,什么叫页面失效?什么叫页面争用?什么时候,两者同时发生?什么时候,两者不同时发生?40.试比较互联网动态拓扑结构的两种形式。

41.简要叙述面向操作系统优化实现来改进机器指令系统要达到的目标和4个主要的改进思路。

42.简述计算机系统“从中间开始”设计的基本做法。

43.总线控制方式有哪3种?各需要增加几根用于总线控制的控制线?总线控制优先级可否程序改变?44.简述流水机器处理全局性相关时,加快段循环程序的处理方法。

45.采用重叠方式解决访主存冲突问题。

具体的解决方法是什么?46.计算机中的存储器件可分为哪些类型?47.计算机系统“由中间开始”设计的方法和优点。

48.为什么将计算机系统看成是多级机器构成的层次结构?49.简述带标志符数据表示方法,其优点是什么?50.按CICS方向,面向操作系统的优化实现来改进指令系统有哪些思路?51.主存实际频宽与模数m的关系是什么?出现这种现象的原因是什么?1.流水线的特点答:1.流水线处理的任务必须是连续的?2.流水线中子任务应有一个专门的部件来实现;3.在流水线的功能部件之后,需要有一个用于保存本功能段执行结果的缓冲寄存器;4.流水线中各功能段执行时间应尽量相等。

2.并行性有哪些不同的等级?答:并行性有不同的等级;1.从计算机系统中执行程序的角度看并行等级由低到高,分别是指令内各微操作之间的并行,多条指令之间的并行,多个任务或进程之间的并行以及多个作业或程序之间的并行等;2.从计算机系统处理数据的角度看,并行性等级由低到高,分别是位串字符(串行堆处理机,无并行性)。

位并字串(传统并行但处理机),位串字并和全并行等。

3.从计算机信息加工步骤和阶段的角度看,并行等级又有存储器操作并行(并行存储器、相联处理机),处理器操作步骤并行(流水线处理机),处理器操作并行(阵列处理机),指令、任务、作业间的全面并行(多处理机、分布处理系统、计算机网络)等。

3.自定义数据表示可以分为哪两类?有何特点?答:自定义数据表示是为缩短高级语言和机器语言的语义差距引出来。

它又分为标志符数据表示和数据描述符两类。

带标志符数据表示是让数据字本身带有数据或信息的类型标志。

标志符有编译程序建立,对高级语言程序透明。

其优点是:1.可以简化指令系统和程序设计的难度;2.简化编译程序,提高编译效率;3.便于实现数据类型的一致性效验;4.能由硬件自动完成对数据的类型转换,缩短解题的时间;5.支持数据库系统要求其实现与数据类型与数据无关的要求6.为软件调试和应用软件的开发提供了一定的支持。

数据描述符主要用于描述向量、数组、记录等成块的书记。

它与标志符数据表示的差别是:标志符与数据合存一个存储单元中,用于描述单个数据的类型和属性的;描述符则是与数据分开存放,主要用于描述成块数据的特征的。

4.输入输出系统有几种基本方式?答3种。

分别是:1.由CPU直接执行I/O程序的程序控制输入输出方式(其中又有全软件方式的、程序查询方式的中断驱动方式3种);2.全部有“DMA控制器”硬件执行直接存储器访问(DMA)方式;3.由专门设计的I/O处理机来执行I/O程序,软硬结合实现的I/O处理机方式。

5.如何评价一个替换算法的好坏?答要想评价一个替换算法的好坏,一般可使用典型程序运行时所产生的页地址流来对该算法进行模拟其页面的替换过程,通过统计出页面命中率的高低来分析。

页面命中率的高低也所用的页面替换算法、页面址流、所分配到的实页数、页面的大小等多种因素有关。

6.什么是存储系统?什么是存储系统的层次结构?答:存储系统是指各存储器硬件以及管理这些存储器的软硬件。

存储系统的层次结构是指吧各种不同的存储容量、不同访问速度、不同成本的存储器件按层次结构构成多层的存储器,并通过软硬件的管理将起组成统一的整体,使所存储的程序和数据按层次分布在各种存储器中。

典型的存储系统层次是Cache—主存—辅存构成的系统。

7.什么是Cache?它是如何组织的?答:如果把程序在一段时间内集中访问的部分数据存放在高速的存储器中,访问存储器的平均时间就会大大减少,从而减少程序的执行时间,这种高速、小容量的存储器就是Cache。

Cache放在CPU与主存的中间,访问时间通常是主存的1/4到1/10。

在层次化的存储器系统中,它是速度最快的存储器。

Cache的基本思想是把程序执行时最频繁访问的指令和数据存放在速度较高的Cache存储中,使得访存的平均时间接近与Cache的访问时间,而存储的容量则是主存的容量。

Cache 存储器的容量尽管很小,但是由于访存的局部性规律,绝大部分对存储器的访问数据都可以在Cache中发现,实际上不需要到主存中寻找,所以访存的平均时间可以接近于Cache 的访问时间。

8.机群系统比起传统的并行处理系统的优点是什么?答:1.系统有高的性能价格比2.系统中的开发周期短3.系统的可扩展性好。

4.系统的资源利用率高5.用户投资风险小6.用户编程方便。

9.分析和归纳集中式串行链表、定时查询、和独立请求着三种总线的控制方式的优缺点?答:集中式串行的优点:选择算法简单,容易通过重复设置提高的可靠性。

缺点:对“总线可用”线及其有关电路的失效敏感,且对后续部件有影响。

定时查询的优点。

因计数器的初值、部件号均可由查询置定,优先次序可用程序控制,灵活性强;某部件失效不会影响其他部件对总线的使用,可靠性高。

缺点;线数较多;扩展性稍差;控制较为复杂;总线分配的速度不能提高。

独立请求的优点:总线分配速度快,不能查询;控制器程序可控,能灵活确定下一个使用总线的部件;能方便的隔离失效部件的请求。

却点:控制线路数量过大;控制器复杂。

10.简述阵列处理机两种基本的结构形式?答:阵列处理机根据存储器组成方式的不同有两种基本的结构形式。

第一种,分布式存储器阵列处理机。

个处理单元有局部存储器PEM存放被分别的数据,只能被本处理单元直接访问。

在控制部件CU内还有一个存放程序和数据的主存储器,整个系统是在CU的控制下运行用户查询和部分系统程序的。

在执行主存储器中的用户程序时,所有指令都在控制部件中进行译码,把只适合串行处理的标量或控制类指令留给控制部件CU自己执行,而把适合于并行处理的向量类指令“播送”给各个PE,控制处于“活跃”的那些PE并行执行。

分布式存储器结构是SIMD阵列机的主流。

第二种,集中式共享存储器的陈列处理机。

与前一种构形的主要差别是系统存储器由K个存储器体集中组成,竟互联网络ICN为全部N个处理单元所共享,要求K≥N。

与分布式存储器的构形的另个不同之处是互联网络锁起的作用不同,信息在存储器中分别要求不同。

CU和SC的功能则是与分布式存储器构形的没有什么差别。

11.简单分析规约机和数据流机的异同?答:规约机和数据流机一样都是基于数据流的计算机模型,只是其采用的驱动方式不同。

数据六机采用数据驱动,执行的操作序列取决于输入数据的可用性;规约机则是需求驱动,执行的操作序列取决与对数据的需求,对数据的需求又来源于函数式程序设计语言对表达式的归纳。

12.什么是虚拟存储器?它有什么特点和作用?答:虚拟存储器是以主存也辅存为根据建立起来的一种存储体系,它使得程序能够象访问主存储器一样访问外部存储器。

虚拟存储器的地址空间可以大到CPU的最大寻址范围。

为了提高平均访存速度,将虚拟地址空间中访问最频繁的一小部分寻址范围映像到主存储器其余的地址空间映像到外存储器,这样是的存储系统既具有外存的容量,又有接近于主存的访问速度。

13.在有Cache的存储系统中,访存操作是如何进行的?答:有了Cache之后,访存操作的过程是:当CPU要进行存储器访问时,首先察看Cache存储器,如果访问的字在Cache中没有找到,就从主存中访问,并且为了是的以后访问同一个字或者相邻的字能够在Cache中找到,需要把存储器中包含这个字的数据块从主存存储器中读出,放入Cache中。

14.并行处理计算机除分布处理、MPP和集群系统外,还有哪4种基本结构?》及他们各自解决的基本问题?答:流水线计算机,阵列,多处理机,数据流计算机。

流水线计算机解决拥塞,冲突防止,分支处理,指令和数据的相关处理,流水线重组,中断处理,流水线调度以及作业顺序的控制等。

阵列处理机解决处理单元灵活、规律的互连模式和互联网络设计,存储器组织,数据在存储器中的分布算法,针对具体应用题目的高效并行算法等问题,尽可能将标量循环运算转成向量运算以消除循环,避免相关。

多处理机解决处理机间互连和存储器组织等硬件结构,存储管理,资源管理,任务分解、系统死锁的防止,进程间的通讯和同步,多处理机的调度,系统包含等操作系统,高效并行算法和并行语言设计等问题。

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