計算機系統(tǒng)結構課程考核說明(編輯修改稿)
2025-07-24 06:06 本頁面
【文章內容簡介】 行的次數。二、選擇題(45分，每題3分)1． D2． A,B,C3． D4． B5． C6． A,C7． D8． B9． D10． A11． B12． D13． A14． B15． C三. 計算題(40分)1．解：0543216空間時間(ns)321……n321…………nn……321321n順序執(zhí)行的時間為T0＝6200＝1200ns采用流水方式執(zhí)行的時間為T1＝3200＋6－1＝605ns加速比S＝T0/T1=1200/605=2． 【答案】100 3. 解：1)10ns4（3＋4）＝ 280ns，4次加法和4次乘法串行執(zhí)行2)10ns（6＋7）＝ 130ns，流水線執(zhí)行4次加法需要6個周期，流水線執(zhí)行4次乘法需要7個周期 3)10ns（7＋3）＝ 100ns，得到第1個結果需要7個周期，另外3個結果需要3個周期 計算機系統(tǒng)結構期末復習指導第一章 計算機系統(tǒng)結構的基本概念 1．系統(tǒng)結構的兩種定義 定義1：Amdahl于1964年在推出IBM360系列計算機時提出：程序員所看到的計算機系統(tǒng)的屬性，即概念性結構和功能特性。指機器語言的程序員編寫出能夠在機器上正確運行的程序所必須了解到的功能特性(指令系統(tǒng)及其執(zhí)行模式)；數據表示(硬件能夠直接認別和處理的數據類型和格式)；尋址方式(最小尋址單位、尋址方式的種類和地址運算等)；寄存器組織(操作數寄存器、變址寄存器、控制寄存器及專用寄存器的定義、數量和使用規(guī)則等)；指令系統(tǒng)(機器指令的操作類型、格式，指令間的排序和控制機制)等。 定義2：計算機系統(tǒng)結構主要研究軟硬件功能分配和對軟硬件界面的確定。計算機系統(tǒng)由軟件、硬件和固件組成，它們在功能上是同等的。同一種功能可以用硬件實現(xiàn)，也可以用軟件或固件實現(xiàn)。不同的組成只是性能和價格不同。 2．計算機組成是指計算機系統(tǒng)結構的邏輯實現(xiàn)，主要包括：確定數據通路的寬度；確定各種操作對功能部件的共享程度；確定專用的功能部件；確定功能部件的并行度；設計緩沖和排隊策略；設計控制機構；確定采用何種可靠性技術。 3．計算機實現(xiàn)是指計算機組成的物理實現(xiàn)，包括：處理機、主存儲器等部件的物理結構；器件的集成度和速度；專用器件的設計；器件、模塊、插件、底版的劃分與連接；信號傳輸技術；電源、冷卻及裝配技術；相關制造工藝及技術等。 4．計算機系統(tǒng)結構、計算機組成和計算機實現(xiàn)是三個不同的概念，但隨著技術、器件和應用的發(fā)展，三者之間的界限越來越模糊。 5．透明性，本來存在的事物或屬性，從某種角度看似乎不存在，例如：浮點數表示、乘法指令對高級語言程序員、應用程序員透明對匯編語言程序員、機器語言程序員不透明。例如：數據總線寬度、微程序對匯編語言程序員、機器語言程序員透明，對硬件設計者、訓算機維修人員不透明。 6．Amdahl定律，系統(tǒng)中某一部件由于采用某種更快的執(zhí)行方式后整個系統(tǒng)性能的提高與這種執(zhí)行方式的使用頻率或占總執(zhí)行時間的比例有關。 7．CPI：每條指令的平均時鐘周期數。 8．訪問的局部性原理：程序往往重復使用它剛剛使用過的數據和指令。實驗表明，一個程序用90％的執(zhí)行時間去執(zhí)行僅占10％的程序代碼。局部性的實質是：根據程序的最近情況，可以較精確地預測出最近的將來將要用到哪些指令和數據。局部性分時間上的局部性和空間上的局部性兩種。時間上的局部性是指最近訪問過的代碼是不久將被訪問的代碼?？臻g上的局部性是指那些地址上相鄰近的代碼可能會被一起訪問。存儲器體系的構成就是以訪問的局部性原理為基礎的。 9．MIPS定義。MIPS表示每秒百萬指令條數。對于一個給定的程序，它定義為：MIPS= 10．MFLOPS定義。MFLOPS即每秒百萬次浮點操作次數，它定義為： MFLOPS=第二章指令系統(tǒng) 1．指令系統(tǒng)的優(yōu)化設計有兩個截然相反的方向 (1)復雜指令系統(tǒng)計算機CISC(Complex lnstruction Set Computer)1)增強指令功能，設置功能復雜的指令 2)面向目標代碼、面向高級語言、面向操作系統(tǒng) 3)用一條指令代替一串指令
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