自考计算机系统结构02325历年简单题2015-2019.pdf

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1、目录2019 年 10 月.321.简述提高计算机系统并行性技术的三个途径.322.简述紧耦合多处理机中解决多Cache 一致性的办法.323.简述 Cache 全相联映像概念及其优缺点.324.简述 IBM360/91 解决流水控制的途径.325.简述脉动阵列结构计算机的特点.32019 年 4 月.321.简述 RISC 设计基本原则.322.简述数组多路通道的数据传送方式原理.323.简述总线控制的集中式独立请求的优点和缺点.424.简述提高模 m 值，影响主存实际频宽的因素及结果.425.简述规约机结构的特点.42018 年 10 月.421.简述软硬件取舍的基本原则.422.简述系列

2、机思想对计算机发展的意义和系列机软件兼容的基本要求.523.简述编译程序设计者要求指令系统应具有的特性.524.简述中断分成优先级的原因及分级的方法.525.简述更新主存内容的写回法和写直达法的区别.52018 年 4 月.621.简述软件移植中采用系列机途径的办法及优点.622.简述堆栈计算机的概念及其特点.623.简述集中式串行链接方式的总线分配过程.624.简述多处理机主从操作系统的优缺点.625.简述机群系统与传统的并行处理系统相比较所具有的优点.72017 年 10 月.721.简述计算机功能分别用硬件实现和软件实现的优点和缺点。.722.简述数据描述符和标志符的差别。.723.简述

3、面向高级语言的优化实现改进CISC 指令系统的途径。.824.简述中断系统的主要功能和要求.825.简述数据流计算机存在的问题。.82017 年 4 月.821.简述系列机思想对计算机发展的意义和系列机软件兼容的基本要求.922.简述 RISC 设计基本原则.923.简述串行链接总线控制方式的优缺点.924.简述多处理机与阵列机在并行等级，硬件，算法，和系统管理上的区别.925.简述控制驱动的控制流方式和数据驱动的数据流方式的特点.102016 年 10 月.1021.简述模拟和仿真的区别。.1022.简述标志符数据表示的主要优点。.1023.简述总线独立请求控制方式的优点和缺点。.1124.

4、简述 Cache 存储器地址映像、地址变换的概念以及映像规则的选择要求.1125.简述机群系统比起传统的并行处理系统所具有的优点。.112016 年 4 月.1121.简述指令字格式优化的措施.1222.简述引入数据表示的原则.1223.简述数组多路通道数据传输方式.1224.简述机群系统相对于传统的并行系统的优点.1225.简述 SIMD 系统的互连网络的设计目标.122015 年 10 月.1321.简述数据描述符和标志符的差别.1322.简述软、硬件功能分配比例对计算机系统性能的影响.1323.简述中断分类的根据和分类的目的.1324.简述指令重叠解释的概念及实现重叠解释必须满足的要求.

5、1325.简述数据流计算机存在的问题.142015 年 4 月.1421.简述软件兼容的定义及系列机对软件兼容的要求.1422.简述 cisc 存在的问题.1423.简述集中式独立请求方式的总线分配过程.1524.简述任务粒度大小对多处理机性能和效率的影响.1525.简述脉动阵列结构的特点.152014 年 10 月.1521.简述器件发展对系统结构和组成的影响.1522.简述设计 RISC 结构的重叠存储器窗口技术.1623.简述专用总线的概念并说明专用总线的优点和缺点.1624.简述归约机的特点.1625.简述阵列机和流水线处理机相比的特点.162014 年 4 月.172013 年 4

6、月.1720192019 年年 1010 月月21.21.简述提高计算机系统并行性技术的三个途径简述提高计算机系统并行性技术的三个途径22.22.简述紧耦合多处理机中解决多简述紧耦合多处理机中解决多 CacheCache 一致性的办法一致性的办法23.23.简述简述 CacheCache 全相联映像概念及其优缺点全相联映像概念及其优缺点24.24.简述简述 IBM360/91IBM360/91 解决流水控制的途径解决流水控制的途径25.25.简述脉动阵列结构计算机的特点简述脉动阵列结构计算机的特点20192019 年年 4 4 月月21.21.简述简述 RISCRISC 设计基本原则设计基本原

7、则1.2.3.4.5.6.确定指令系统时，只选择使用频率高的指令，增加少量支持其他语言的指令减少指令寻址方式总类让所有指令都在一个周期内完成扩大通用寄存器数，尽量减少访存大多数指令用硬联控制，少数用微程序控制通过精简和优化编译程序，检单有效支持高级语言的程序编译22.22.简述数组多路通道的数据传送方式原理简述数组多路通道的数据传送方式原理1.2.3.4.数组多路通道适合连接多台磁盘等高速设备通道在每选择完一台设备后，会连续传送固定 N 给字节，才释放总线以成组方式轮流交叉地为多台磁盘等高速设备服务某台设备要选传送 n 个字节数据，必须申请 n/N 次总线23.23.简述总线控制的集中式独立请

8、求的优点和缺点简述总线控制的集中式独立请求的优点和缺点优点：1.总线分配速度块2.所有部件的总线请求同时到达总线控制器，3.控制器可以使用程序可控的预定方式、自适应方式、循环方式灵活确定下一个使用总线的部件4.方便隔离失效部件的请求缺点：1.控制线数量过大，为控制N 台设置需要 2N+1 根控制线，总线控制器要复杂的多24.24.简述提高模简述提高模 mm 值，影响主存实际频宽的因素及结果值，影响主存实际频宽的因素及结果1.对模 m 交叉，若都是顺序存取，效率可提高到m 倍2.若出现转移，效率下降3.数据的顺序性比指令要差，实际的频宽可能要低一些4.工程实现上由于模 m 越大，存储器数据总线越

9、长，总线上并联负载越多，会导致传输延迟增加5.因此提高模 m 值能提高主存系统的最大频宽,但主存实际频宽并不随m 增大而线性提高25.25.简述规约机结构的特点简述规约机结构的特点1.归约机应当是面向函数式编程2.具有大容量物理存储器并采用大虚存的虚拟存储器，具备高效的动态存储分配和管理的软硬件支持3.最好采用树形方式的互连结构4.处理部分应当是具有多个处理机并行的结构方式5.尽量把运行的各种节点紧靠该进程所需用的数据安排20182018 年年 1010 月月21.21.简述软硬件取舍的基本原则简述软硬件取舍的基本原则1.应考虑在现有硬件、器件的条件下，系统要有高的性能价格比，主要从实现费用、

10、速度和其他性能要求综合考虑2.要考虑到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地限制各种组成、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，还要从软的角度把如何为操作系统的实现以及高级语言的设置提供更多的支持放在首位22.22.简述系列机思想对计算机发展的意义和系列机软件兼简述系列机思想对计算机发展的意义和系列机软件兼容的基本要求容的基本要求1.系列机可以较好的解决软件设计环境要求相对稳定，器件、硬件、组成技术飞速发展的矛盾2.使软件可以丰富积累，使软件产量质量不断提高3.器件、硬件和组成可以不断更新，使之短期内可以提供性能更好，价格

11、更便宜的新机器，有力地促进计算机的发展4.系列机软件兼容的要求是必须实现软件的向后兼容，力争做到向前兼容23.23.简述编译程序设计者要求指令系统应具有的特性简述编译程序设计者要求指令系统应具有的特性1.2.3.4.5.6.可扩展性可组合性规整性独立性对称性正交性24.24.简述中断分成优先级的原因及分级的方法简述中断分成优先级的原因及分级的方法1.原因:各中断源是相互独立且随机发出中断请求，当有多个中断源同时发出中断请求，cpu 只能响应优先级高的请求2.分级方法：主要是根据中断的性质：紧迫性，重要性及处理软件的方便性分成若干优先级25.25.简述更新主存内容的写回法和写直达法的区别简述更新

12、主存内容的写回法和写直达法的区别1.写回法：cpu 执行写操作时，信息只写入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2.写直达法：当处理机写入 cache 时，也通过通路直接写入主存20182018 年年 4 4 月月21.21.简述软件移植中采用系列机途径的办法及优点简述软件移植中采用系列机途径的办法及优点1 方法：在软、硬件界面上设定好一种系统结构，软件设计者按照此设计软件，硬件设计者根据机器速度、性能、价格的不同，选择不同器件、硬件和组成、实现技术，研制并提供不同档次的机器。2 优点：较好地解决了软件环境要求相对稳定和硬件、器件技术迅速发展的矛盾；

13、软件环境相对稳定就可不断积累、丰富、完善软件，使软件产量、质量不断提高，同时又能不断采用新的器件和硬件技术，使之短期内即 可提供新的、性能不断提高的机器。22.22.简述堆栈计算机的概念及其特点简述堆栈计算机的概念及其特点1 有堆栈数据表示的机器称为堆栈机器；2 有高速寄存器组成的硬件堆栈，使堆栈的访问速度是寄存器的，容量是主存的；3 丰富的堆栈指令，直接对堆栈中的数据进行各种运算；4 有力地支持高级语言程序的编译；5 有力地支持子程序的嵌套和递归调用。23.23.简述集中式串行链接方式的总线分配过程简述集中式串行链接方式的总线分配过程1 所有部件都经公共的“总线请求”线向总线控制器发出要求使

14、用总线的申请；2 只有当“总线忙”信号未建立时，送出“总线可用”信号，串行送往各部件；3 未发“总线请求”信号的部件将“总线可用”信号继续传给下一个部件；4 发过“总线请求”信号的部件停止发送“总线可用”信号；5 该部件建立“总线忙”信号并去除“总线请求”信号，获得总线的使用权，此次总线分配结束。24.24.简述多处理机主从操作系统的优缺点简述多处理机主从操作系统的优缺点1 优点：结构比较简单；整个管理程序只在一个处理机上运行，一般都不必是可再入的；只有一个处理机访问执行表，简化了管理控制的实现。2 缺点：对主处理机的可靠性要求较高；整个系统显得不够灵活；如果主处理机负荷过重，影响整个系统性能

15、。25.25.简述机群系统与传统的并行处理系统相比较所具有的优简述机群系统与传统的并行处理系统相比较所具有的优点点1 系统有高的性能价格比；2 系统的开发周期短；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。20172017 年年 1010 月月21.21.简述计算机功能分别用硬件实现和软件实现的优点和简述计算机功能分别用硬件实现和软件实现的优点和缺点。缺点。1.硬件：速度块，灵活性差，性能好2.软件:速度慢，灵活性好，性能差22.22.简述数据描述符和标志符的差别。简述数据描述符和标志符的差别。标识符是和每个数据相连的，合存在一个存储单元内，描述单个数据

16、的类型特征。数据描述符是和数据分开存储，用于描述所要访问数据的整块还是单个的，访问该数据块或数据元素所要的地址以及其他信息等23.23.简述面向高级语言的优化实现改进简述面向高级语言的优化实现改进 CISCCISC 指令系统的指令系统的途径。途径。1.通过对源程序中各种高级语言语句的使用频度进行统计来分析改进2.如何面向编译，优化代码生成来改进3.改进指令系统时，使它与各种语言间的语义差距有同等的缩小4.采用让计算机具有分别面向多种指令系统，多种系统结构问题的动态自寻优的计算机系统5.发展高级语言计算机24.24.简述中断系统的主要功能和要求简述中断系统的主要功能和要求功能：1.中断请求的保护

17、与清除2.优先级的确定3.中断断点及现场的保护4.对中断请求的分析和处理以及中断返回要求：1.高的中断响应速度2.中断系统的灵活性25.25.简述数据流计算机存在的问题。简述数据流计算机存在的问题。1.2.3.4.5.6.如果题目数据相关性强，内涵并行性不多，比传统的冯诺依曼机效率低数据流计算机为给数据建立，识别，处理需要花费较多的辅助开销和较大的存储空间不保存数组变量代表数值，程序员无法控制存储分配互连网络设计困难，输入/输出系统不够完善没有程序计数器，给诊断和维护带来困难20172017 年年 4 4 月月21.21.简述系列机思想对计算机发展的意义和系列机软件兼容简述系列机思想对计算机发

18、展的意义和系列机软件兼容的基本要求的基本要求1.系列机可以较好的解决软件设计环境要求相对稳定，器件、硬件、组成技术飞速发展的矛盾2.使软件可以丰富积累，使软件产量质量不断提高3.器件、硬件和组成可以不断更新，使之短期内可以提供性能更好，价格更便宜的新机器，有力地促进计算机的发展22.22.简述简述 RISCRISC 设计基本原则设计基本原则1.确定指令系统时，只选择使用频率高的指令，增加少量支持其他语言的指令2.减少指令寻址方式总类3.让所有指令都在一个周期内完成4.扩大通用寄存器数，尽量减少访存5.大多数指令用硬联控制，少数用微程序控制6.通过精简和优化编译程序，检单有效支持高级语言的程序编

19、译23.23.简述串行链接总线控制方式的优缺点简述串行链接总线控制方式的优缺点1.2.3.4.5.选择算法简单总线控制分配的控制线少，只需3 根，且不取决于部件的数量部件增减容易可扩展性好逻辑简单，容易通过重复设置提高可靠性24.24.简述多处理机与阵列机在并行等级，硬件，算法，和简述多处理机与阵列机在并行等级，硬件，算法，和系统管理上的区别系统管理上的区别1.并行等级不同，阵列处理机主要针对向量，数组，实现向量指令操作级的并行，是开发并行性中的同时性2.多处理机实现的是作业或任务间的并行，开发并行性中的并发性3.硬件结构上多处理机中要用多个指令部件控制，通过共享主存或机间互连网络实现异步通信

20、4.在算法上，要挖掘更多通用算法中的并行性5.在系统管理上，要更多依靠操作系统软件等手段，有效解决资源管理25.25.简述控制驱动的控制流方式和数据驱动的数据流方式简述控制驱动的控制流方式和数据驱动的数据流方式的特点的特点控制流：1.通过访问共享存储单元让数据在指令间传递2.指令执行顺序隐含于控制流中3.指令执行顺序受程序计数器控制数据流：1.没有通常的共享变量概念2.指令执行顺序只受指令中的数据相关性制约3.数据以数据令牌方式直接在指令之间传递20162016 年年 1010 月月21.21.简述模拟和仿真的区别。简述模拟和仿真的区别。解释用的语言不同模拟：用机器指令解释，解释程序在主存中仿

21、真：用微程序解释，解释程序存储于控制存储器中22.22.简述标志符数据表示的主要优点。简述标志符数据表示的主要优点。1.2.3.4.5.简化了指令系统、程序设计和编译程序便于实现一致性校验能由硬件自动变化数据类型支持数据库系统的实现与数据类型无关的要求为软件调试和应用软件开发提供了支持23.23.简述总线独立请求控制方式的优点和缺点。简述总线独立请求控制方式的优点和缺点。优点：1.总线分配速度块2.所有部件的总线请求同时到达总线控制器，3.控制器可以使用程序可控的预定方式、自适应方式、循环方式灵活确定下一个使用总线的部件4.方便隔离失效部件的请求缺点：1.控制线数量过大，为控制N 台设置需要

22、2N+1 根控制线，总线控制器要复杂的多24.24.简述简述 CacheCache 存储器地址映像、存储器地址映像、地址变换的概念以及映地址变换的概念以及映像规则的选择要求像规则的选择要求1.地址映像指每个主存块按某种规则存入Cache 中2.地址变换是每次访 Cache 时怎么样将主存地址变换成Cache 地址3.选择要求：除了看所用地址映像和变换硬件是否速度提高，价格低，实现方便，还要看块冲突率是否低，Cache 空间利用率是否高25.25.简述机群系统比起传统的并行处理系统所具有的优简述机群系统比起传统的并行处理系统所具有的优点。点。1 系统有高的性能价格比；2 系统的开发周期短；3 系

23、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。20162016 年年 4 4 月月21.21.简述指令字格式优化的措施简述指令字格式优化的措施1.2.3.4.5.采用扩展操作码采用多种寻址方式采用 0，1，2，3 多种地址制在同种地址制内采用多种地址形式使用多种不同指令字长度22.22.简述引入数据表示的原则简述引入数据表示的原则1.看系统效率是否有显著提高，包括实现时间和存储空间的减少；2.看引入这种数据表示后，其通用性和利用率是否提高。如果只对某种数据结构的实现效率高、而对其他数据结构的实现效率低，将导致性价比下降23.23.简述数组多路通道数据传输方式简述

24、数组多路通道数据传输方式1.数组多路通道适合连接多台磁盘等高速设备2.通道在每选择完一台设备后，会连续传送固定N 给字节，才释放总线3.以成组方式轮流交叉地为多台磁盘等高速设备服务4.某台设备要选传送 n 个字节数据，必须申请n/N 次总线24.24.简述机群系统相对于传统的并行系统的优点简述机群系统相对于传统的并行系统的优点1 系统有高的性能价格比；2 系统的开发周期短；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。25.25.简述简述 SIMDSIMD 系统的互连网络的设计目标系统的互连网络的设计目标1.2.3.4.结构不要过于复杂，以降低成本互联要灵

25、活，以满足算法和应用的需求处理单元间信息交换所需步数尽可能少，以提高速度性能能用规整单一的基本部件组成，以满足系统的可扩展性20152015 年年 1010 月月21.21.简述数据描述符和标志符的差别简述数据描述符和标志符的差别标识符是和每个数据相连的，合存在一个存储单元内，描述单个数据的类型特征。数据描述符是和数据分开存储，用于描述所要访问数据的整块还是单个的，访问该数据块或数据元素所要的地址以及其他信息等22.22.简述软、硬件功能分配比例对计算机系统性能的影响简述软、硬件功能分配比例对计算机系统性能的影响1.2.3.4.5.6.提高硬件功能的比例可以增加程序解题速度，减少程序所需的存储

26、空间但会增加硬件成本、降低硬件利用率降低计算机系统的灵活性提高软件功能比例可以降低硬件成本提高系统的灵活性但解题速度会下降，软件设计费用和所需存储器空间会增加23.23.简述中断分类的根据和分类的目的简述中断分类的根据和分类的目的分类根据：1.把中断源性质相近、中断处理过程类似的分为一类分类目的：1.减少中断处理程序的入口2.每一类给一个中断服务程序总入口3.再由软件分支转入相应的中断处理部分4.可以减少中断服务程序入口的地址数量24.24.简述指令重叠解释的概念及实现重叠解释必须满足的简述指令重叠解释的概念及实现重叠解释必须满足的要求要求1.指令重叠解释是指在解释第k 条指令的操作完成前，就

27、可以开始解释第k+1 条指令实现重叠解释必须满足：1 解决访存的冲突、2.解决分析与执行操作的并行、3.解决分析与执行操作控制上的同步4.解决指令间相关的处理25.25.简述数据流计算机存在的问题简述数据流计算机存在的问题1.如果题目数据相关性强，内涵并行性不多，比传统的冯诺依曼机效率低2.数据流计算机为给数据建立，识别，处理需要花费较多的辅助开销和较大的存储空间3.不保存数组4.变量代表数值，程序员无法控制存储分配5.互连网络设计困难，输入/输出系统不够完善6.没有程序计数器，给诊断和维护带来困难20152015 年年 4 4 月月21.21.简述软件兼容的定义及系列机对软件兼容的要求简述软

28、件兼容的定义及系列机对软件兼容的要求1.定义：机器语言程序及编译程序都能不加修改地通用于各档机器。要求：1.软件能够向上和向前兼容2.同一系列内的机器一般应做到向上兼容3.系列机软件必须保证向后兼容，力争向上兼容22.22.简述简述 cisccisc 存在的问题存在的问题1.指令系统庞大2.指令操作复杂，执行速度低3.高级语言编译程序选择目标指令范围太大、难以优化生成高效机器语言程序，编译程序也太长，太复杂4.很多指令利用率低，增加设计人员的负担，降低系统性能价格比23.23.简述集中式独立请求方式的总线分配过程简述集中式独立请求方式的总线分配过程1.2.3.4.部件发送总线请求信号到总线控制

29、器总线闲时，总线控制器根据算法决定部件的使用权通过总线准许线送回准许信号到部件，清楚其请求建立总线已分配，该部件获得总线使用权，分配结束24.24.简述任务粒度大小对多处理机性能和效率的影响简述任务粒度大小对多处理机性能和效率的影响1.任务粒度过小，辅助开销大，系统效率低2.任务粒度过大，并行性低，性能不会太高3.要合理选择任务粒度大小，采取措施减少辅助开销，保证系统性能随处理机数目增大有较大提高25.25.简述脉动阵列结构的特点简述脉动阵列结构的特点1.2.3.4.5.结构简单，模块化强，便于扩充PE 间数据通信距离短具有极高的计算机并行性阵列与外界 I/O 通信 l 量少，降低了对主存系统

30、与I/O 系统频宽的要求脉动阵列结构与特定的计算机任务与算法密切相关，具有专用性20142014 年年 1010 月月21.21.简述器件发展对系统结构和组成的影响简述器件发展对系统结构和组成的影响1.器件集成度提高，机器主频和速度也有数量级的提高2.器件可靠性的提高，保证流水技术的出现3.半导体存储器的出现，是解题速度提高的高速缓存存储器和虚拟存储器的概念实现4.现场行 PROM 出现，微程序技术得以实现5.高速相联存储器的实现，促进相联处理机的发展，推动向量机，数组机和数据库机的发展22.22.简述设计简述设计 RISCRISC 结构的重叠存储器窗口技术结构的重叠存储器窗口技术1.为减少访

31、存，尽量让指令的操作在寄存器进行，以提高执行速度，缩短指令周期，简化寻址方式和指令格式2.减少过程调用中为保存主调过程现场，建立被调过程新现场，以及返回时恢复主调过程现场所需的辅助操作3.为了能更简单直接地实现过程间的参数，让每个过程用一个有限量的寄存器，并让各个过程的寄存器窗口部分重叠23.23.简述专用总线的概念并说明专用总线的优点和缺点简述专用总线的概念并说明专用总线的优点和缺点1.只连接一对物理部件的总线称为专用总线优点：1.多个部件可以同时收发信息2.控制简单3.系统可靠性高缺点：1.总线数多，成本高2.专用总线时间利用率低24.24.简述归约机的特点简述归约机的特点1.归约机应当是面向函数式编程2.具有大容量物理存储器并采用大虚存的虚拟存储器，具备高效的动态存储分配和管理的软硬件支持3.最好采用树形方式的互连结构4.处理部分应当是具有多个处理机并行的结构方式5.尽量把运行的各种节点紧靠该进程所需用的数据安排25.25.简述阵列机和流水线处理机相比的特点简述阵列机和流水线处理机相比的特点1.2.3.4.5.6.阵列机用的是资源重复，不是时间重叠阵列机利用的是同时性，不是并发性设备利用率没流水线高阵列机提高速度主要靠增加处理单元数阵列机使用简单规整的互连网络处理单元间的连接机间互连灵活，专用性强20142014 年年 4 4 月月20132013 年年 4 4 月月