计算机系统结构

自考--计算机系统结构，机群系统的优点： 1)系统有高的性能价格比。 2)系统的开发周期短。 3)系统的可扩展性好。 4)系统的资源利用率高。 5)用户投资风险小。 6)用户编程方便。

计算机系统结构

• 查表舍入法
• 机群系统的优点
  • 1)系统有高的性能价格比。 2)系统的开发周期短。 3)系统的可扩展性好。 4)系统的资源利用率高。 5)用户投资风险小。 6)用户编程方便。
  • 1)系统有高的性能价格比。 2)系统的开发周期短。 3)系统的可扩展性好。 4)系统的资源利用率高。 5)用户投资风险小。 6)用户编程方便
• 流水的分类
  • 级别 部件级、处理机级、系统级 功能 单功能、多功能 多种不同功能 静态、动态 数据表示 标量、向量 反馈回路 线性、非线性
• 全局相关常用的处理方法
  • 使用猜测法 加快和提前形成条件码 采取延迟转移 加快短循环程序的处理
  • 使用猜测法 加快和提前形成条件码 采取延迟转移 加快短循环程序的处理
• 实现软件移植的技术
  • 统一高级语言 采用系列机 模拟与仿真 模拟是用机器语言，存在主存。仿真是用微程序，存在存储器中
  • 统一高级语言 采用系列机 模拟与仿真 模拟是用机器语言，存在主存。仿真是用微程序，存在存储器中
• 计算机组成设计要确定的方面
  • 数据通路宽度（数据总线一次并行传送的信息位数）。 专用部件的设置 各种操作对部件的共享程度 功能部件的并行度 控制机构的组成方式 缓冲和排队技术 预估、预判技术 可靠性技术
• 简述系列机思想对计算机发展的意义和系列机软件兼容的要求
  • 系列机较好地解决了软件环境要求相对稳定和硬、器件技术迅速发展的矛盾。软件环境相对稳定就可不断积累、丰富、完善软件,使软件产量、质量不断提高,同时又能不断采用新的器件和硬件技术,使之短期内便可提供新的、性能不断提高的机器。系列机软件必须保证向后兼容，力争向前兼容。
  • 系列机较好地解决了软件环境要求相对稳定和硬、器件技术迅速发展的矛盾。软件环境相对稳定就可不断积累、丰富、完善软件,使软件产量、质量不断提高,同时又能不断采用新的器件和硬件技术,使之短期内便可提供新的、性能不断提高的机器。系列机软件必须保证向后兼容，力争向前兼容。
• CISC 存在如下问题
  • 1) 指令系统庞大，一般指令在 200 条以上。 2) 许多指令的操作繁杂，执行速度很低。 3) 由于指令系统庞大，使高级语言编译程序选择目标指令的范围太大，因此，难以优化生成高效机器语言程序，编译程序也太长、太复杂。 4) 由于指令系统庞大，各种指令的使用频度都不会太高，且差别很大，其中相当一部分指令的利用率很低。
  • 1) 指令系统庞大，一般指令在 200 条以上。 2) 许多指令的操作繁杂，执行速度很低。 3) 由于指令系统庞大，使高级语言编译程序 选择目标指令的范围太大，因此，难以优化生 成高效机器语言程序，编译程序也太长、太复杂。 4) 由于指令系统庞大，各种指令的使用频度都 不会太高，且差别很大，其中相当一部分指令的 利用率很低。
• 简述设计 RISC 结构可采用的基本技术
  • 1)按设计 RISC 的一般原则来设计。 2)逻辑实现采用硬联和微程序相结合。 3)在 CPU 中设置大量工作寄存器并采用重叠寄存器窗口。 4)指令用流水和延迟转移。 5)采用高速缓冲存储器 Cache,设置指令 Cache 和数据 Cache 分别存放指令和数据。 6)优化设计编译系统。
  • 1)按设计 RISC 的一般原则来设计。 2)逻辑实现采用硬联和微程序相结合。 3)在 CPU 中设置大量工作寄存器并采 用重叠寄存器窗口。 4)指令用流水和延迟转移。 5)采用高速缓冲存储器 Cache,设置指令 Cache 和数据 Cache 分别存放指令和数据。 6)优化设计编译系统。
• 设计 RISC 的基本原则
  • 1)确定指令系统时，只选择使用频度很高的那些指令，再增加少量能有效支持操作系统、高级语言实现及其他功能的指令，大大减少指令条数，一般使之不超过 100 条。 2) 减少指令系统所用寻址方式种类，一般不超过两种。简化指令的格式限制在两种之内，并让全部指令都是相同长度。 3) 让所有指令都在一个机器周期内完成。 4) 扩大通用寄存器数，一般不少于 32 个，尽量减少访存，所有指令只有存、取指令访存，其他指令一律只对寄存器操作。 5) 为提高指令执行速度，大多数指令都用硬联控制实现，少数指令才用微程序实现。 6) 通过精简指令和优化设计编译程序，简单、有效地支持高级语言的实现。
• 多处理机主从型操作系统的优缺点。
  • 答案：主从型操作系统的结构比较简单;整个管理程序只在一个处理机上运行,除非某些需递归调用或多重调用的公用程序,一般都不必是可再入的;只有一个处理机访问执行表,不存在系统管理控制表格的访问冲突和阻塞,简化了管理控制的实现。 对主处理机的可靠性要求很高。整个系统显得不够灵活。即使主处理机是专门的控制处理机,如果负荷过重,也会影响整个系统的性能。特别是当大部分任务都很短时,由于频繁地要求主处理机完成大量的管理性操作,系统效率将会显著降低。
• 简述实现指令的重叠解释必须在计算机组成上满足的要求。
  • 1) 要解决访主存的冲突。 2) 要解决“分析”与“执行”操作的并行。 3) 要解决“分析”与“执行”操作控制上的同步。 4) 要解决指令间各种相关的处理。
  • 1) 要解决访主存的冲突。 2) 要解决“分析”与“执行”操作的并行。 3) 要解决“分析”与“执行”操作控制上的同步。 4) 要解决指令间各种相关的处理。
• 简述总线独立请求控制方式的优点和缺点
  • ：独立请求方式的优点是：总线分配速度快，所有部件的总线请求同时送到总线控制器，不用查询；控制器可以使用程序可控的预定方式、自适应方式、循环方式或它们的混合方式灵活确定下一个使用总线的部件；能方便地隔离失效部件的请求。缺点是：控制线数量过大，为控制 N 个设备必须有 2N+1 根控制线，而且总线控制器要复杂得多。九、重叠原理与一次重叠
• 简述中断分成优先级的原因及分级的方法
  • 1）由于中断源相互独立而随机地发出中断请求，因此常常会同时发生多个中断请 求。中断系统按中断源的级别高低来响应。 （2）同一类的各中断请求的响应和处理的优先次序，一般不是由中断系统的硬件管理，而是由其软件或通道来管理的。而不同类的中断就要根据中断的性质、紧迫性、重要性以及软件处理的方便性把它们分成不同的级别