[理學(xué)]計算機體系結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)-全文預(yù)覽
【正文】 32 個 64 位通用寄存器（ GPRs）也被稱為整數(shù)寄存器 ， R0 的值永遠(yuǎn)是 0 32 個 64 位浮點數(shù)寄存器（ FPRs） 16. MIPS 的數(shù)據(jù)尋址方式 立即數(shù)尋址與偏移量尋址 17. DLX 的數(shù)據(jù)尋址方式 寄存器尋址，寄存器間接尋址，立即數(shù)尋址與偏移量尋址 18. 流水線技術(shù) ? 把一個重復(fù)的過程分解為若干個子過程，每個子過程由專門的功能部件來實現(xiàn)。 松散耦合系統(tǒng)（間接耦合系統(tǒng)）：一般是通過通道或通信線路實現(xiàn)計算機之間的互連，可以共享外存設(shè)備（磁盤、磁帶等）。 向后兼容一定要保證，他是系列機的根本特征（填空） 8. 模擬： 用軟件的方法在一臺現(xiàn)有的機器（稱為宿主機）上實現(xiàn)另一臺機器（稱為虛擬機）的指令集。 ? 指令由操作碼和地址碼組成。諾依曼結(jié)構(gòu)的主要特點 ? 以運算器為中心。 1. 透明性： 在計算機技術(shù)中，對本來存在的事物或?qū)傩?，但從某種角度看又好象不存在的概念稱為透明性。 2) 易于編程，同時在簡化編譯器設(shè)計 方面也占有優(yōu)勢。 6) 等分寬度：當(dāng)某一網(wǎng)絡(luò)被切成相等的兩半時，沿切口的邊數(shù)（通道數(shù)）的最小值稱為通道等分寬度，用 b 表示 。 2) 結(jié)點度：與結(jié)點相連接的邊數(shù)（通道數(shù)），包括入度和出度。此時通道的實際流量就等于該設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸率。 48. 反映存儲外設(shè)可靠性性能參數(shù)有：可靠性、可用性和可信性。 2) 減少失效開銷 ： Victim Cache、硬件預(yù)取指令和數(shù)據(jù)、編譯器控制的預(yù)取、 使讀失效優(yōu)于寫、寫緩存歸并、盡早重啟動和關(guān)鍵字優(yōu)先、非阻塞 Cache、兩級 Cache 3) 減少命中時間 ：容量小且結(jié)構(gòu)簡單的 Cache、對 Cache 進(jìn)行索引時不必進(jìn)行地址變換、流水化 Cache 訪問、 Trace Cache 43. 按照產(chǎn)生失效的原因不同，可以把失效分為：強制性失效、容量失效和沖突失效 44. 2： 1 的 Cache 經(jīng)驗規(guī)則，即大小為 N 的直接映像 Cache 的失效率約等于大小為 N/2 的2 路組相聯(lián) Cache 的失效率 。由于原循環(huán)不同次的迭代在展開后都到了同一次循環(huán)體中，因此可能帶來新的相關(guān)性。 3) 使用不同的寄存器。 38. 循環(huán)展開和指令調(diào)度時要注意以下幾個方面（簡答題） 1) 保證正確性。對于每一個操作數(shù)來說， V 或 Q 字段只有一個有效。 4) 流水技術(shù)適合于大量重復(fù)的時序過程，只有在輸入端不斷地提供任務(wù)，才能充分發(fā)揮流水線的效率。 27. 流水技術(shù)的特點 1) 流水線把一個處理過程 分解為若干個子過程（段），每個子過程由一個專門的功能部件來實現(xiàn)。 24. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指由軟件進(jìn)行處理和實現(xiàn)的各種數(shù)據(jù)類型。 6) 強調(diào)優(yōu)化編譯器的作用，為高級語言程序生成優(yōu)化的代碼。 2) 采用簡單而又統(tǒng)一的指令格式，并減少尋址方式；指令字長都為 32 位或 64 位。 19. 提高并行性的技術(shù)路徑（ 12 字）：時間重疊、資源重復(fù)、資源共享 20. 能夠?qū)o密耦合系統(tǒng)和松散耦合系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)分： 緊密耦合系統(tǒng)共享主存，松散耦合系統(tǒng)共享外設(shè) 數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)表示 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 21. CISC 指令集結(jié)構(gòu)存在的問題 ： 1) 各種指令的使用頻度相差懸殊 2) 指令集龐大，指令條數(shù)很多，許多指 令的功能又 很復(fù)雜， 3) 許多指令由于操作繁雜，其 CPI 值比較大，執(zhí)行 速度慢。 （硬件方法） 17. 并行性包括同時性和并發(fā)性 。 12. 馮諾依曼結(jié)構(gòu)的特點 ：以運算器為中心；在存儲器中，指令和數(shù)據(jù)同等對待；存儲器是按地址訪問、按順序線性編址的一維結(jié)構(gòu)，每個存儲單元的位數(shù)是固定的；指 令是按順序執(zhí)行的 ；指令由操作碼和地址碼組成；指令和數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制編碼表示，采用二進(jìn)制運算。 11. 定量分析技術(shù)（簡答題）： 1) 以經(jīng)常性事件為重點 ：在計算機系統(tǒng)設(shè)計中，經(jīng)常需要在多種不同的方法之間進(jìn)行折中 ，這時應(yīng)按照對經(jīng)常發(fā)生的情況采用優(yōu)化方法的原則進(jìn)行選擇。 7. 數(shù)據(jù)表示是指計 算機硬件能夠直接識別、指令集可以直接調(diào)用的數(shù)據(jù)類型。名詞解釋 填空 選擇 簡答 計算 1. 計算機系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)： 2. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念： 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指的是計算機系統(tǒng)的軟、硬件的界面，即機器語言程序員或編譯程序設(shè)計者所能看到的傳統(tǒng)機器級所具有的屬性。 6. 計算機實現(xiàn)指的是計算機組成的物理實現(xiàn)。馮氏分類法是用系統(tǒng)的最大并行度對計算機進(jìn)行分類； Flynn 分類法是指按照指令流和數(shù)據(jù)流的多倍性進(jìn)行分類。分為時間局部性和空間局部性。（軟件方法） 16. 仿真是指用一臺現(xiàn)有計算機上的微程序去解釋實現(xiàn)另一臺計算機的指令集。 5) 作業(yè)或程序級并行： 并行執(zhí)行兩個或兩個以上的作業(yè)或程序。只選取使用頻度很高的指令，在此基礎(chǔ)上補充一些最有用的指令。（即采用 loadstore 結(jié)構(gòu)） 5) 大多數(shù)指令都采用硬連邏 輯來實現(xiàn)。 靜態(tài)調(diào)度的流水線依靠編譯器對代碼進(jìn)行靜態(tài)調(diào)度，以減少相關(guān)和沖突。 流水線的段數(shù)稱為流水線的深度。 3) 流水線每一個功能部件的后面都要有一個緩沖寄存器（鎖存器），稱為流水寄存器。 32. 流水線沖突三種類型：結(jié)構(gòu)沖突、數(shù)據(jù)沖突和控制沖突 33. 數(shù)據(jù)沖突：寫后讀沖突、寫后寫沖突、讀后寫沖突 34. 在 Tomasulo 算法中， Vj， Vk：源操作數(shù)的值。 36
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