山大計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)_第1頁
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文案大全文案大全文案大全實(shí)用文檔模擬試卷1名詞解釋系統(tǒng)結(jié)構(gòu):是對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各機(jī)器級之間界面的劃分和定義,以及對各級界面上、下的功能進(jìn)行分配。SIMD:單指令流多數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。資源共享Cache:高速緩沖存儲(chǔ)器模擬:是對真實(shí)事物或者過程的虛擬選擇Cache是介于CPU和(C)之間的小容量存儲(chǔ)器,能高速地向CPU提供指令和數(shù)據(jù),從而加快程序的執(zhí)行速度。 A.寄存器B.DRAM C.主存D.硬盤并行性開發(fā)的途徑為時(shí)間重疊、資源共享和(C)等。A.時(shí)間并行B.資源分布C.資源重復(fù)D.時(shí)間并發(fā)馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想是(C)。A.存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并按地址順序執(zhí)行B.存儲(chǔ)程序并按地址逆序執(zhí)行C.存儲(chǔ)程序并按地址順序執(zhí)行D.存儲(chǔ)程序并亂序執(zhí)行在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中,屬于硬件級的是(D)。A.應(yīng)用語言級B.高級語言級C.匯編語言級D.機(jī)器語言級消除流水線性能瓶頸的方法:瓶頸段細(xì)分和(B)。A.瓶頸段串聯(lián)B.瓶頸段并聯(lián)C.瓶頸段拆分D.瓶頸段流水簡答1.試述現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)。實(shí)用文檔實(shí)用文檔2.試述RISC設(shè)計(jì)的基本原則和采用的技術(shù)。3.試述全相聯(lián)映像與直接映像的含義及區(qū)別。直接映像:指主存的一個(gè)字塊只能映像到Cache的一個(gè)準(zhǔn)確確定的字塊中。直接映象是一種最簡單的地址映像方式,它的地址變換速度快,而且不涉及其他兩種映像方式中的替換策略問題。但是這種方式的塊沖突概率較高,當(dāng)稱序往返訪問兩個(gè)相互沖突的塊中的數(shù)據(jù)時(shí),Cache的命中率將急劇下降,因?yàn)檫@時(shí)即使Cache中有其他空閑塊,也因?yàn)楣潭ǖ牡刂酚诚耜P(guān)系而無法應(yīng)用。全相聯(lián)映像:指主存的一個(gè)字塊可以映像到整個(gè)Cache的任何一個(gè)字塊中。這種方式只有當(dāng)Cache中的塊全部裝滿后才會(huì)出現(xiàn)塊沖突,所以塊沖突的概率低,可達(dá)到很高的Cache命中率;但實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜。當(dāng)訪問一個(gè)塊中的數(shù)據(jù)時(shí),塊地址要與Cache塊表中的所有地址標(biāo)記進(jìn)行比較已確定是否命中。在數(shù)據(jù)塊調(diào)入時(shí)存在著一個(gè)比較復(fù)雜的替換問題,即決定將數(shù)據(jù)塊調(diào)入Cache中什么位置,將Cache中那一塊數(shù)據(jù)調(diào)出主存。為了達(dá)到較高的速度,全部比較和替換都要用硬件實(shí)現(xiàn)。實(shí)用文檔論述CPU寫Cache時(shí)內(nèi)容不一致現(xiàn)象,有那兩種解決方法?各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?【解】有兩種方法:寫回法(抵觸修改法):是在CPU執(zhí)行寫操作時(shí),信息只寫入Cache,僅當(dāng)需要被替換時(shí),才將已被寫入過的Cache塊先送回主存,然后再調(diào)入新塊。寫直達(dá)法(直達(dá)法):利用Cache-主存存儲(chǔ)層次在處理機(jī)和主存之間的直接通路,每當(dāng)處理機(jī)寫入Cache的同時(shí),也通過此通路直接寫入主存。在可靠性上,寫直達(dá)法優(yōu)于寫回法;在與主存的通信量上,寫回法少于寫直達(dá)法;在控制的復(fù)雜性上,寫直達(dá)法比寫回法簡單;在硬件實(shí)現(xiàn)的代價(jià)上,寫回法要比寫直達(dá)法好。計(jì)算某模型機(jī)由8條指令,使用頻度為0.30.30.20.10.050.020.020.01試分別用Huffmann編碼和擴(kuò)展編碼對其操作碼進(jìn)行編碼,限定擴(kuò)展編碼只能做兩種長度,則它們的編碼長度比定長操作碼的長度減少多少?【解】0.010.010.030.30.30.20.10.050.020.020.050.10.010.20.4110101010101100I8I7I6I5I4I3I2I1實(shí)用文檔文案大全文案大全實(shí)用文檔文案大全頻度頻度Huffman長度擴(kuò)展長度I10.3002002I20.3012012I30.2102102I40.11103110005I50.0511104110015I60.02111105110105I70.021111106110115I80.011111116111005定長編碼長度:3Huffman長度:(0.3+0.3+0.2)*2+0.1*3+0.05*4+0.02*5+0.02*6+0.01*6=2.38長度減少3-2.38=0.62擴(kuò)展編碼長度:(0.3+0.3+0.2)*2+(0.1+0.05+0.02+0.02+0.01)*5=2.6 長度減少3-2.6=0.4模擬試卷2名詞解釋1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu):指系統(tǒng)內(nèi)部各組成要素之間的相互聯(lián)系、相互作用的方式或秩序,即各要素在時(shí)間或空間上排列和組合的具體形式。2.RISC:精簡指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī),只采用使用頻度高、簡單、執(zhí)行速度快的指令類型。3.并行性:把解題中具有可以同時(shí)進(jìn)行運(yùn)算或操作的特性,4.實(shí)頁沖突:發(fā)生兩個(gè)以上的虛頁想要進(jìn)入主存中同一個(gè)頁面位置的現(xiàn)象。5.仿真:用模型來代替實(shí)物進(jìn)行研究、試驗(yàn)的方法選擇Cache是介于CPU和(C)之間的小容量存儲(chǔ)器,能高速地向CPU提供指令和數(shù)據(jù),從而加快程序的執(zhí)行速度。A.寄存器B.DRAMC.主存D.硬盤并行性開發(fā)的途徑為時(shí)間重疊、(C)和資源共享等。A.時(shí)間并行B.資源分布C.資源重復(fù)D.時(shí)間并發(fā)RISC的三個(gè)基本要素是:(1)一個(gè)有限的簡單的指令集;(2)CPU配備大量實(shí)用文檔實(shí)用文檔的(B);(3)強(qiáng)調(diào)對指令流水線的優(yōu)化。A.專用寄存器B.通用寄存器C.CacheD.內(nèi)存4.馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想是存儲(chǔ)程序并按地址順序執(zhí)行,它的主要組成部分包括:運(yùn)算器、(B)、控制器適配器與I/O設(shè)備。A.寄存器B.存儲(chǔ)器C.緩沖器D.譯碼器5.指令格式中的(A)字段,用來表征指令的操作特性與功能。A.操作碼B.指令字C.數(shù)據(jù)字D.地址碼三、簡答1.試述現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)。2.試述陣列處理機(jī)與多處理機(jī)的區(qū)別。結(jié)構(gòu)方面:陣列處理機(jī)的互連較規(guī)整,有一定專用性,互連的處理單元數(shù)量大;多處理機(jī)要采用更靈活多變的結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的互連模式,互連的處理機(jī)數(shù)量少。并行性方面:陣列處理機(jī)是操作級并行,是并行性的同時(shí)性;多處理機(jī)是作業(yè)、程序、任務(wù)級的并行,同時(shí)包含指令內(nèi)部操作間的并行,是并行性的并發(fā)性。3.試述分頁式虛擬存儲(chǔ)器與分段式虛擬存儲(chǔ)器的含義和區(qū)別。頁式管理:頁式虛擬存儲(chǔ)器把虛擬地址空間劃分成一個(gè)個(gè)固定大小的塊,每塊稱為一頁,把主存儲(chǔ)器的地址空間也按虛擬地址空間同樣的大小劃分為頁。頁是一種邏輯上的劃分,它可以由系統(tǒng)軟件任意指定。虛擬地址空間中的頁稱為虛頁,主存地址空間中的頁稱為實(shí)頁。每個(gè)用戶使用一個(gè)基址寄存器(在CPU內(nèi)),通過用戶號U可以直接找到與這個(gè)用戶程序相對應(yīng)的基址寄存器,從這個(gè)基址寄存器中讀出頁表起始地址。訪問這個(gè)頁表地址,把得到的主存頁號p與虛地址中的頁內(nèi)偏移直接拼接起來得到主存實(shí)地址。地址映象:是將每個(gè)虛存單元按某種規(guī)則(算法)裝入(定位于)實(shí)存,即建立多用戶虛地址Ns與實(shí)存地址np之間的對應(yīng)關(guān)系。地址變換:是程序按照這種映象關(guān)系裝入實(shí)存后,在執(zhí)行時(shí),多用戶虛地址Ns如何變換成對應(yīng)的是地址np。頁面爭用(實(shí)頁沖突):發(fā)生兩個(gè)以上的虛頁想要進(jìn)入主存中同一個(gè)頁面位置的現(xiàn)象。1.試推導(dǎo)并行主存的主存頻寬與模體數(shù)、轉(zhuǎn)移概率的關(guān)系表達(dá)式。段式管理:段為程序的邏輯單位段表,本身也是段,常駐內(nèi)存,也可以在輔存,需要時(shí)調(diào)入主存–段表結(jié)構(gòu):段名、地址、裝入位、段長、訪問方式。–段表基址寄存器:指明段表的啟始地址。地址映象方法:每個(gè)程序段都從0地址開始編址,長度可長可短,可以在程序執(zhí)行過程中動(dòng)態(tài)改變程序段的長度。地址變換方法:–由用戶號找到基址寄存器–從基址寄存器中讀出段表的起始地址–把起始地址與多用戶虛地址中段號相加得到段表地址段分段與分頁的主要區(qū)別–頁是信息的物理單位,段是信息的邏輯單位;–頁的大小固定,段的大小動(dòng)態(tài)變化;–分頁系統(tǒng)中的邏輯地址空間是一維的,分段系統(tǒng)中的是二維的。–分頁系統(tǒng)中不易實(shí)現(xiàn)“共享”和“動(dòng)態(tài)鏈接”,分段則很容易–表中給出的起始地址與段內(nèi)偏移D相加就能得到主存實(shí)地址四、論述地址映像有三種方式?各自是什么并畫圖表示?!窘狻咳嗦?lián)映像;直接相聯(lián);組相聯(lián)。全相聯(lián)映像:主存中的任意一塊都可以映象到Cache中的任意一塊。沖突概率低;空間利用率高;地址變換復(fù)雜。實(shí)用文檔實(shí)用文檔塊塊0Cache塊1……塊Cb-10塊1……塊i……塊Mb-1主存儲(chǔ)器全相聯(lián)映象方式直接相聯(lián):主存中一塊只能映象到Cache的一個(gè)特定的塊中。硬件簡單,沖突概率高,出現(xiàn)大量空閑塊,很少使用。直接相聯(lián)映象方式塊塊10Cache塊1……塊Cb-10……塊Cb-1主存儲(chǔ)器塊Cb……塊C2b-1塊Mb-Cb……塊Mb-1……區(qū)0區(qū)1區(qū)Me-1個(gè)區(qū)組相聯(lián)地址映像:各組之間是直接映象,組內(nèi)各塊間是全相聯(lián)映象。塊的沖突概率比較低,塊的利用率大幅度提高,塊失效率明顯降低。五、計(jì)算設(shè)某個(gè)程序包含5個(gè)虛頁,實(shí)頁數(shù)為3,其頁地址流為4,5,3,2,5,1,3,2,2,5,1,3。試畫出FIFO、LRU、OPT替換算法的時(shí)間狀態(tài)圖,寫出各自的命中率。【解】453251322513FIFO44*4222222*222555*5*111111*33333*3*3*3*555HHHHH命中率5/12453251322513LRU444*22*23333*11555*55*52222*3333*111**1555*HH命中率2/124453251322513OPT444**22222*25*555555*1*11111133333*3*3333HHHHHH命中率6/12模擬試卷3名詞解釋系統(tǒng)結(jié)構(gòu):指系統(tǒng)內(nèi)部各組成要素之間的相互聯(lián)系、相互作用的方式或秩序,即各要素在時(shí)間或空間上排列和組合的具體形式。MIMD:.多指令流多數(shù)據(jù)流它使用多個(gè)控制器來異步地控制多個(gè)處理器,從而實(shí)現(xiàn)空間上的并行性實(shí)用文檔資源重復(fù):單機(jī)和多機(jī)系統(tǒng)中并行性發(fā)展的技術(shù)途徑之一。地址映像:把虛擬地址空間映象到主存地址空間,具體地說,就是把用戶用虛擬地址編寫的程序按照某種規(guī)則裝入到主存儲(chǔ)器中,并建立多用戶虛地址與主存實(shí)地址之間的對應(yīng)關(guān)系。數(shù)據(jù)流:是指一組有順序的、有起點(diǎn)和終點(diǎn)的字節(jié)集合,程序從鍵盤接收數(shù)據(jù)或向文件中寫數(shù)據(jù),以及在網(wǎng)絡(luò)連接上進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作,都可以使用數(shù)據(jù)流來完成。選擇Cache是介于CPU和(C)之間的小容量存儲(chǔ)器,能高速地向CPU提供指令和數(shù)據(jù),從而加快程序的執(zhí)行速度。A.寄存器B.DRAMC.主存D.硬盤并行性開發(fā)的途徑為時(shí)間重疊、資源重復(fù)和(C)等。時(shí)間并行B.資源分布C.資源共享D.時(shí)間并發(fā)虛擬存儲(chǔ)器只是一個(gè)容量非常大的存儲(chǔ)器的(C)模型,不是任何實(shí)際的物理存儲(chǔ)器。主存B.用戶程序C.邏輯D.輔存(C)屬于MIMD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。各處理單元同時(shí)受同一個(gè)控制單元的管理各處理單元同時(shí)接受同一個(gè)控制單元送來的指令多處理機(jī)和多計(jì)算機(jī)陣列處理機(jī)指令格式就是指令字用二進(jìn)制代碼表示的結(jié)構(gòu)形式,通常由(A)字段和地址碼字段組成。操作碼B.操作數(shù)C.操作特性D.數(shù)據(jù)字簡答試述現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)。文案大全文案大全文案大全實(shí)用文檔實(shí)用文檔17.什么是虛擬存儲(chǔ)器中的段頁式管理?采用分段和分頁結(jié)合的方法。程序按模塊分段,段內(nèi)再分頁,進(jìn)入主存仍以頁為基本信息傳送單位,用段表和頁表進(jìn)行兩級定位管理。18.多處理機(jī)系統(tǒng)與機(jī)群系統(tǒng)有什么差別?多處理機(jī)系統(tǒng)由若干臺(tái)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)組成,每臺(tái)計(jì)算機(jī)能夠獨(dú)立執(zhí)行自己的程序,彼此之間通過互連網(wǎng)絡(luò)連接,實(shí)現(xiàn)程序之間的數(shù)據(jù)交換和同步。機(jī)群系統(tǒng)是一組完整的計(jì)算機(jī)互連,它們作為一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)算資源一起工作,并能產(chǎn)生一臺(tái)機(jī)器的印象。四、某臺(tái)計(jì)算機(jī)有10條指令,它們出現(xiàn)的頻度如下表所示,請給出10條指令的定長編碼方案、Huffman編碼方案、擴(kuò)展編碼方案。指令12345678910頻度

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