2022年2022年计算机体系结构考试大纲 .pdf

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1、计算机体系结构类容总结（西电版李学干著第五版）第一章：计算机系统结构基础及并行性的开发1、计算机系统的层次结构答：应用语言机器级M5 、高级语言机器级M4 、汇编语言机器级M3 、操作系统语言机器级M2、传统机器语言机器级M1、微程序机器级M0 2、翻译：是先用转换程序将高一级机器上的程序整个地变换成低一级机器级上有效的程序然后再在低一级机器级上实现。解释：在低一级机器级上用他的一串语句来仿真高级机器级上的一条语句或指令的功能，是通过对高一级语言程序中每条语句或指令逐条解释来实现的技术。3、透明性：客观存在的事物或属性从某个角度看不到。4、对体系结构设计者不透明P3 5、对组成设计者不透明P3

2、 6、软硬件取舍的基本原则答： （1） 应考虑在现有的硬件、器件条件下， 系统要有提高的性能价格比，主要从实现费用、速度和其他性能要求来综合考虑。（2）要考虑准备采用和可能采用的组成技术，使之尽可能不要过多或不合理的限制各种组成、实现技术的采用。（3）不能仅从 “硬” 的角度考虑如何便于应用组成技术的成果和便于发挥器件技术的进展，还应从“软”的角度把如何为编译和操作系统的实现以及如何为高级语言程序的设计提供更多、更好地硬件支持放在首位。7、MIPS （百万条指令数每秒） 、MFLOPS （百万次浮点运算每秒）8、计算机系统的设计方法答：由下往上、由上往下、由中间开始9、软件的可移植性：指的是软

3、件不修改或只经少量修改就可以由一台机器移到另一台机器上运行，同一软件可应用于不同的环境。10、实现软件移植的技术：统一高级语言、采用系列机、模拟和仿真11、向上 /下兼容：指按某档机器编制的软件，不加修改就能运行于比它高/低档的机器上12、向前 /后兼容：指按某个时期投入市场的该型号机器上绘制的软件，不加修改就能运行于在它之前 /后投入市场的机器上13、模拟和仿真的区别答：主要区别在于解释用的语言，仿真是用微程序解释，其解释程序存放在控制存储器中；而模拟是用机器语言程序解释，其解释程序存在于主存中。14、并行性：具有可以同时运行或操作的特性15、同时性：指两个或多个事件在同一时刻发生。16、并

4、发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。17、并行性等级由低到高：（1） 、指令内部（2） 、指令之间（3） 、任务或进程之间（4） 、作业或程序之间18、并行性开发途径：时间重叠流水线机资源重复阵列机资源共享分时系统名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 19、多机耦合最低耦合：无物理连接、也无共享的联机硬件资源松散耦合：通过通道、通信线路实现互联，共享某些资源如磁带、磁盘等紧密耦合：经总线或高速开关互连、共享主存

5、、可实现数据机级、任务级、作业级并行。20、弗林分类法：依据：按指令流和数据流的多倍性分类。分类：单指令流单数据流单处理器计算机单指令流多数据流阵列处理机多指令流单数据流宏流水及脉动阵列流水机多指令流多数据流不直接共享主存的松散耦合多处理机第二章：数据表示、寻址方式与指令系统1、自定义数据表示：标识符数据表示和数据描述符2、两类描述符的区别：标志符是和每个数据相连的、合存在一个存储单元中；描述符与数据分开放，用于描述索要访问的数据时整快还是单个的。3、引入数据表示原则：（1） 、看系统的效率是否显著提高、包括实现时间和存储空间是否有显著减少。（2） 、看引入这种数据表示后、其通用性和利用率是否

6、提高。4、Rm（尾数的基）Rm 增大：可表示数范围增大可表示数的个数增大在与 Rm=2 的浮点数相重叠的范围内数的密度增大可表示的精度下降运算中损失的精度减少运算速度提高5、浮点数尾数的下溢处理方法：截断法、舍入法、恒置“1”法、查表舍入法6、静态再定位：在目的程序装入主存时、由装入程序用软件方法把目的程序段的逻辑地变换成物理地址，程序执行时、物理地址不再改变。7、动态再定位：在执行每条指令时才形成访存物理地址。8、整数边界存储的目的是：在一个存储周期内把数据读出来。9、哈夫曼编码、扩展编码都不唯一、但是采用完全哈夫曼编码的操作码的平均码长是唯一的。短码不能是长码的前缀。10、设计 RISC

7、的基本原则（1） 、确定指令系统时，只选择使用频度很高的那些指令，再增加少量能有效支持操作系统、高级语言实现及其他功能的指令，大大减少指令条数、使之一般不超过100 条（2） 、减少指令的系统所用寻址方式种类，一般不超过两种。（3） 、让所有指令都在一个机器周期内完成（4） 、扩大通用寄存器数，一般不少于20 个，尽量减少访存，所有指令只有存/取指令可以访存，其他指令一律只对寄存器操作。（5） 、为提高指令执行速度，大多数指令用硬联控制实现、少数指令才用微程序实现（6） 、通过精简指令个优化设计编译程序，简单有效地支持高级语言的实现。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -

8、 - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 11、设计 RISC 结构采用的基本技术（1） 、按设计RISC 的一般原则来设计（2） 、逻辑实现采用硬联合微程序相结合（3） 、在 CPU 中设置大量工作寄存器并采用重叠寄存器窗口。（4） 、指令用流水和延迟转移（5） 、 采用高速缓冲存储器Cache， 设置指令Cache 和数据 Cache 分别存放指令和数据。（6） 、优化设计编译系统。第三章：存储、中断、总线与输入/输出系统1、并行主存系统：能并行读出多个CPU 字的单体多字、多

9、体单字、多体多字的交叉访问主存系统。2、低位交叉和高位交叉编址的目的？减少访存冲突，提高Bm(带宽 ) 3、总线优先次序确定方式：串行链接、定时查询、独立请求。4、带宽和宽度的区别？P97 5、通道处理机的工作原理P100 6、通道流量计算P105 例 3-4 大题：中断屏蔽位、中断响应次序、中断处理次序、中断处理过程（图）第四章：存储体系1、主存辅存存储层次从整体上看速度是主存的、容量是辅存的目的是为了增加主存容量2、Cache主存存储层次从 CPU 看速度是Cache的、容量是主存的目的是增加主存速度3、计算机程序局部性：时间局部性、空间局部性4、存储体系的性能参数：每位价格：c 访问效率

10、： e 5、虚拟存储器的管理方式：段式、叶式、段页式6、提高虚拟存储器等效访问速度的措施（课件）7、影响主存命中率因素：替换算法、页地址流所分配到的实页数、页面大小、页面调整策略8、写回法：在CPU 执行写操作时、只将信息写入Cache，仅当需要替换时、才将改写过的Cache 块先写回主存，然后再调入新块。9、写直达法：利用Cache 存储器在处理机和主存之间的直接通路、每当处理机写入Cache的同时、也通过此通路直接写入主存。10、 Cache 存储器的性能分析：P147 随着块的增大、Cache 不命中率总是呈下降趋势。大题：组相联映像+FIFO/LRU 页面置换算法课后习题 4-14、15、 16、17 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -