2. 浮點數和定點數的區別是浮點數的小數點可以不是固定的
3. 浮點數的表示方式，物理空間可以劃分為四個部分
答：mf尾數的符號位 ef階碼的符號位 e階碼的值 m尾數的值
4. 評價浮點數表示效能的三個指標
答：表數範圍，表數精度，表數效率
5. 浮點數捨入處理恆舍法恆置法
6. 警戒位的設定
在規定的尾數字長之外，運算器中的累加器需要另外增加的長度稱為警戒位
不設定警戒位，可能出現很大的誤差。
7. 資料描述符的資料表示方法和帶標誌符的資料表示方法的不同在於前者可以表示一組資料
8. 位元組編址的儲存器，字長為64位，每個字的最低三位二進位制數值都為0，因此造成了位址空間的浪費
9. 零位址空間，對通用暫存器、主存和i/o裝置分別進行編址，那麼系統具有3個零位址空間。
10. 間址定址和變址定址的方式
①間接定址方式與變址定址方式的比較，目的相同：都是為了解決運算元位址的修改。原則上，一種處理機中只需設定間址定址方式與變址定址方式中的任何一種即可，有些處理機兩種定址方式都設定
②主要優缺點比較：
(1)採用變址定址方式編寫的程式簡單、易讀。
(2)對於程式設計師，兩種定址方式的主要差別是：
間址定址：間接位址在主存中，沒有偏移量
變址定址：基位址在變址暫存器中, 有偏移量
(3)實現的難易程度：間址定址方式容易實現
(4)指令的執行速度：間址定址方式慢
(5)對陣列運算的支援：變址定址方式比較好
11. 指令系統中操作碼的表示方式，三種，其中最節省儲存空間的是哪種，各自的特點是什麼？
答：固定長操作碼，huffman編碼，擴充套件編碼
○1固定長度操作碼：規整，便於編碼；浪費資訊量
○2huffman編碼法：節省記憶體空間；不規整，不便於編碼
○3擴充套件編碼法：使操作碼的平均長度最短，資訊的冗餘量最小
12. 位址碼個數選擇的結論是什麼？
13. 計算一段**的訪存次數、程式儲存量和執行速度
14. 基本指令系統有哪五類
答：資料傳送類指令，運算類指令，程式控制類指令，輸入輸出指令，處理機控制和除錯指令
15. cisc和risc的特點和區別
①risc的特點
(1)大多數指令在單週期內完成
(2)load/store結構
(3)硬佈線控制邏輯
(4)減少指令和定址方式的種類
(5)固定的指令格式
(6)注重編譯的優化
②cisc的特點
處理機的指令平均執行週期都在4以上，增強指令系統功能，簡化了軟體，硬體複雜了
16. risc思想的精華是減少指令平均執行週期
題2.16
1. 儲存系統的定義、效能指標
答：兩個或兩個以上速度，容量和**各不相同的儲存器用硬體，軟體或者軟體與硬體相結合的方法連線起來成為乙個系統。速度接近最快，容量接近最大的，**接近最便宜的。
效能指標：儲存容量，速度，**
2. 計算機儲存系統的層次結構
答：1層：通用暫存器堆，2層：指令和資料緩衝棧，3層：cache，4層：主儲存器，5層：聯機外部儲存器，6層：離線外部儲存器
3. 什麼是頻帶平衡問題？解決它的三個主要方法是什麼？
答：儲存器的訪問速度能不能跟得上系統的需求，是影響整個計算機效能的極為重要的關鍵問題，這就是儲存器的頻帶平衡問題。
解決方法：1，多個儲存器並行工作，2設定各種緩衝儲存器，3，採用儲存系統，特別是cache儲存系統。
4. 高位交叉訪問和低位交叉訪問的目的是什麼？
答：高位交叉訪問：用來擴大儲存器的容量。低位交叉訪問：提高儲存器的訪問速度。
5. 地位交叉訪問如何實現快速訪問。
分時啟動
6. 採用地位交叉訪問，如何實現無訪問衝突？
答：把主儲存器的儲存體個數設定為質數個
7. 虛擬儲存系統由主存和虛擬儲存器構成
8. 虛擬儲存系統分為段式、頁式和段頁式，各自的特點是什麼？
答：段式的優點：程式的模組化效能好，便於程式和資料的共享，缺點：位址變換所花費的時間比較長，主儲存器的利用率比較低。
頁式的優點：主儲存器的利用率比較高，頁表相對比較簡單，位址映像和變換速度比較快。缺點：程式的模組化效能不好，頁表很長，佔空間。
段頁式優點：模組化效能好，利用率高，管理容易。
9. 通過什麼**進行位址映像和變換
段表，頁表，段頁表
10. 快慢表怎樣實現二級儲存系統
快表： 小容量(幾～幾十個字)，
高速硬體實現，
採用相聯方式訪問。
慢表： 當快表中查不到時，從主存的慢表中查詢；
慢表按位址訪問；用軟體實現。
快表與慢表也構成乙個兩級儲存系統。
主要存在問題：相聯訪問實現困難，速度低
11. 頁面替換演算法中lru和fifo分別代表什麼？如何畫排程表
答：lru：最久未使用演算法，fifo：先進先出演算法。
排程表：p166
12. cache儲存系統的組成
主存和虛擬儲存器構成
13. 位址映像和變換方式，掌握全相聯、直接映像及組相聯三種，了解各自的特點
答：在cache中，位址映像是指把主存位址空間映像到cache位址空間；位址變換則是指當程式已經裝入到cache之後，在實際執行過程中，把主存位址如何變換成cache位址。
全相聯優點：塊的衝突率最小，利用率也最高；缺點：代價高，訪問速度慢。
直接映像優點：硬體實現簡單，訪問速度也比較快，確定：衝突率比較高，cache的命中率很低。
組相聯優點：cache的利用率比較高，缺點：就是實現難度比較大。
14. cache加速比的計算
p193
題3.1，3.14
1. i/o系統的基本輸入輸出方式及特點
答：基本輸入輸出方式：程式控制輸入輸出方式；中斷輸入輸出方式；直接儲存器訪問方式。
特點：非同步性，實時性，裝置無關性。
2. 中斷優先順序是根據中斷硬體排隊器決定，中斷的緊迫性由四個因素決定
四個因素：中斷源的急迫性；裝置的工作速度（快）；資料恢復的難易程度（難）；要求處理機提供的服務量（少）。
3. 能繪製中斷請求圖
4. 中斷的軟硬體功能分配主要需要考慮從第一次關cpu中斷到第一次開cpu中斷為止的這段時間
5. 中斷遮蔽的方法有：設定中斷遮蔽碼和改變處理機優先順序
6. 中斷遮蔽碼的設定方法及判定
7. 通道和iop的主要作用是將外圍裝置的管理工作從cpu中分離出來
題4.4
1. 指令重疊執行方式的執行時間計算
答：順序執行：t=3nt；一次重疊：t=(1+2n)t；二次重疊：t=（2+n）t。
2. 二次重疊執行必須解決的兩個問題
答：1)有獨立的取指令部件、指令分析部件和指令執行部件
(2)要解決訪問主儲存器的衝突問題
3. 先行控制方式的關鍵技術：緩衝技術和預處理技術
4. 處理機的結構（圖5.3），能了解乙個程式指令的執**況
5. 資料相關的種類
答：指令相關，主存運算元相關，通用暫存器相關和變址相關。
6. 控制相關的種類
答：主要包括：無條件轉移、一般條件轉移、復合條件轉移、中斷等。
7. 轉移**技術：軟體猜測法和硬體猜測法的原理和方法，兩個先行緩衝棧的理解
軟體「猜測法」
目標：通過編譯器盡量降低轉移成功的概率。
硬體「猜測法」
方法：通過改變硬體結構來降低轉移指令對流水線的影響
兩個先行指令緩衝棧
向前條件轉移，轉移成功與不成功各50%
在先行指令緩衝棧中增加乙個先行目標緩衝棧
按照轉移成功的方向預取指令到先行目標緩衝棧中。
先行指令緩衝棧仍然按照轉移不成功的方向繼續預取指令。
如果轉移不成功，則繼續分析原來先行指令緩衝棧中指令。
如果轉移成功，則分析新增設的先行目標緩衝棧中的指令。
8. 流水線工作原理
答：流水線方式是把乙個重複的過程分解為若干個子過程，每個子過程可以與其他子過程同時進行。
9. 時空圖繪製
10. 流水線的特點（理解）
答：①在流水線中處理的必須是連續的同類任務，只有連續不斷的提供同類任務才能充分發揮流水線的效率。
②在流水線的每乙個功能部件的後面都要有乙個緩衝暫存器，用於儲存本段的執行結果。
③流水線的各段時間盡量相等。
④流水線中需要有「裝入時間」和「排空時間」。
⑤每個子任務由乙個專門的功能部件來實現。
11. 流水線的分類（按是否線性，級別，功能，資料表示，靜動態等進行劃分），各個流水線的工作原理
答：是否線性：線性流水線和非線性流水線。
級別：處理機級流水線；功能部件級流水線；處理機間流水線。
功能：單功能和多功能流水線
資料表示：標量流水線和向量流水線
靜動態：靜態流水線和動態流水線。
1) 線性流水線：每乙個流水段都流過一次，而且僅流過一次
2) 非線性流水線：某些流水段之間有反饋迴路或前饋迴路。
3) 單功能流水線：只能完成一種固定功能的流水線。
4) 多功能流水線：流水線的各段通過不同連線實現不同功能
5) 處理機級流水線，部件級流水線(操作流水線)，巨集流水線
6) 按照資料表示方式：標量流水線和向量流水線
7) 按照控制方式：同步流水線和非同步流水線
12. 流水線效能分析指標和計算，結合時空圖
吞吐率、效率、加速比
13. 非線性流水線的排程目的
避免流水線發生衝突，提高流水線的吞吐率和效率。
14. 功能部件衝突問題
15. 非線性流水線的表示
16. 無衝突排程方法（能畫出狀態圖）
17. 順序流動和亂序流動的原理和方法
答：順序流動：一串連續任務在流水線中是乙個接乙個地在各個功能段中間流過，從流水線的輸出端看，任務流出流水線的順序與輸入端的任務輸入順序完全相同。
亂序流動：在發生資料相關時，要允許沒有資料相關的後續指令進入相關指令所占用的功能段執行，並超越相關的指令繼續往前流動。
18. 四種不同型別處理機的效能比較
p321
19. 單發射和多發射，多發射流水線處理機的結構
p324
單發射處理機：在乙個時鐘週期內只從儲存器中取出一條指令，並且只對一條指令進行解碼，只執行一條指令，只寫回乙個運算結果。
多發射處理機：在乙個基本時鐘週期同時從cache中讀出多條指令，同時對多條指令進行解碼。
20. 多流水線排程的三種方法及時空圖繪製
○1順序發射順序完成
○2順序發射亂序完成
○3亂序發射亂序完成
題5.3，5.11
1. 向量表示方式，尤其是稀疏向量的表示和計算方法
2. 向量處理機分為兩種結構
3. 向量三種處理方式，哪兩種適合向量計算，分別適合什麼結構的向量處理機？
答：縱向處理方式和縱橫處理方式。前者適合訪問器-訪問器結構，後者適合暫存器-暫存器結構。
四川大學計算機系統結構期末考試題答案
指令級並行 處理機利用流水線來使指令重疊並行執行，以達到提高效能的目的，這種指令之間存在潛在的並行性稱為指令級並行。集中式共享儲存器系統 由幾十個處理器構成。處理器個數較少，各處理器可共享乙個集中式的物理儲存器。又稱為對稱是共享儲存器。超長指令字 把能並行執行的多條指令組裝成一條很長的指令。這種指令...
計算機系統結構試題
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計算機系統結構試題試題
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