計算機系統(tǒng)結構課程考核說明-wenkub.com
2025-06-24 06:06 本頁面
【正文】 流水線的效率E是指流水線的設備利用率，在時空圖上，流水線的效率定義為n任務占用的時空區(qū)與k功能段總的時空區(qū)之比。運算操作流水線，宏流水線；單功能流水線，多功能流水線；靜態(tài)流水線，動態(tài)流水線等。 2．流水線的原理、特點及其分類 流水線方式是把一個重復的過程分解為若干個子過程，每個子過程可以和其他的子過程同時進行，即所謂的時間并行性。 先行控制技術的關鍵是緩沖和預處理技術。在大型、巨型計算機系統(tǒng)中，常采用輸入輸出處理機來分擔中央處理機的輸入輸出任務。一個通道在滿負荷工作下的流量稱為通道最大流量。(2)通道可分為三類：字節(jié)多路通道、選擇通道和數(shù)組多路通道。采用通道方式組織的輸入輸出系統(tǒng)，多采用主機一通道一設備控制器IO設備四級連接方式。目前使用的DMA方式主要有三種：周期竊取方式、直接存取方式和數(shù)據(jù)塊傳送方式。第四章輸入輸出系統(tǒng) 一、基本概念 1．輸入輸出系統(tǒng) (1)在計算機系統(tǒng)中，通常把處理機和主存儲器之外的部分稱為輸入輸出系統(tǒng)，它包括輸入輸出設備、輸入輸出接口和輸入輸出軟件等 (2)輸入輸出系統(tǒng)的特點是異步性、實時性和設備無關性。Cache的實現(xiàn)全部是由硬件完成的。加快內部地址變換的技術主要有目錄表、快慢表、散列函數(shù)等。5．層次存儲系統(tǒng)的設計的目的是使有效存取時間接近于最內層存儲器的存取時間，使總體的平均每字成本接近于最外層存儲器的每字成本，容量接近于最大存儲器的容量。而后者的處理方法是：在外層中的修改延遲到內層中被修改的字被替換時才進行。 如果在緩存中的一個字被修改過，那么在所有高層上該字的副本也必須立即或最后加以修改。 4．層次存儲器性質 (1)包含性 內層的信息必然包含于其外層。 3．存儲器的主要性能參數(shù) (1)存取時間 從CPU到第i層存儲器的往返時間。 2．存儲器的主要性能參數(shù) (1)存取時間 從CPU到第i層存儲器的往返時間。對于一個給定的程序，它定義為：MIPS= 10．MFLOPS定義。空間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。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。例如：數(shù)據(jù)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。 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(shù)據(jù)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。 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。Fe=（改進前可改進部分占用的時間）/（改進前整個任務的執(zhí)行時間）Se=（改進前可改進部分的執(zhí)行時間）/（改進后改進部分的執(zhí)行時間）則，改進后整個系統(tǒng)加速比為。試題答案一．解釋下列術語或簡答以下問題(共45分，每小題3分)1．計算機系統(tǒng)結構【答案】系統(tǒng)結構定義為由程序設計者所看到的一個計算機系統(tǒng)的屬性，即概念性結構和功能特性，這里的程序設計者所看到的計算機屬性是指為機器語言或編譯程序設計者所看到的計算機屬性，是硬件子系統(tǒng)的概念性結構及其功能特性，它是計算機系統(tǒng)的軟、硬件的界面。分別計算所需的最短時間，寫出簡要計算過程。A、傳統(tǒng)機器語言機器 B、操作系統(tǒng)機器C、匯編語言機器 D、高級語言機器14．早期的計算機系統(tǒng)只有定點數(shù)據(jù)表示，因此硬件結構可以很簡單。 四、計算機系統(tǒng)結構試題類型及解答一、名詞解釋(15分，每題3分)1．計算機系統(tǒng)結構2．計算機組成5． CPI二、選擇題(45分，每題3分)1．MIMD是指（）A、單指令流單數(shù)據(jù)流 B、單指令流多數(shù)據(jù)流C、多指令流單數(shù)據(jù)流 D、多指令流多數(shù)據(jù)流2．下列那種存儲設備需要編址？A. 通用寄存器B. 主存儲器C. 輸入輸出設備D. 堆棧3．對計算機系統(tǒng)結構，下列（）是透明的。 了解：互連函數(shù)，虛擬通道，單播，選播，廣播，會議，通道流量，網絡通信延時。 理解：鏈接技術。加速比和效率，超標量處理機工作原理和性能分析。第三章存儲系統(tǒng) 掌握：存儲系統(tǒng)的定義，存儲系統(tǒng)的性能參數(shù)，地址映象與變換方法，替換算法，
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