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2011年自考《计算机系统结构》问答题总结

  区别:翻译是整个程序转换,解释是低级机器的一串语句仿真高级机器的一条语句。

  联系:都是高级机器程序在低级机器上执行的必须步骤。转自环 球 网 校/font>

  可以调整软、硬件比例;可以用真正的实处理机代替虚拟机器;可以在1台宿主机上仿线、计算机系统结构用软件实现和硬件实现各自的优缺点?

  硬件优点:速度快,节省存储时间;缺点:成本高,利用率低,降低灵活性、适用性。

  软件优点:成本低,提高灵活性、适用性;缺点:速度慢,增加存储时间、软件设计费。

  数据表示、寻址方式、寄存器组织、指令系统、存储系统组织、中断系统、管态目态定义与转换、

  存在问题:目前语言的语法、语义结构不同;人们的看法不同;同一语言在不同机器上不通用;程序员的习惯

  应采取的策略:可一定范围内统一汇编语言,结构相同机器间搞系列机。7、由中间开始的设计思路及优点

  好处:呼应“中间开始”设计思路;缓解软件要求稳定环境和硬件发展迅速的矛盾。

  策略:坚持这一方法,但到一定时候要发展新系列,还可采用模拟仿线、为什么要进行软件移植?

  11、除了分布处理MPP和机群系统外,并行处理计算机按其基本结构特征可分为哪几种不同结构?例举它们要解决的问题。

  阵列处理机:空间上并行。处理单元灵活,规律的互连模式和互连网络设计,数据在存储器中的分布算法。

  多处理机:时间和空间上的异步并行。多CPU间互连,进程间的同步和通讯,多CPU间调度。

  数据流计算机:数据以数据令牌在指令间传递。硬件组织和结构,高效数据流语言。

  多处理机间以单一数据、向量、数组、文件交互作用,多计算机经通道或通信线路以数据流形式进行。

  结构相同,可用不同的组成。如系列机中不同型号的机器结构相同,但高档机往往采用重叠流水等技术。

  组成相同,实现可不同。如主存可用双极型,也可用MOS型等。 结构不同组成不同,组成的进步会促进结构的进步,如微程序控制。

  结构的设计应结合应用和可能采用的组成。组成上面决定于结构,下面受限于实现。

  仿真:灵活性和效率差,机器差异大时仿线、并行处理数据的四个等级,给出简单解释,各举一例

  数据结构要变换成数据表示来实现,不同的数据表示效率和方便性不同。它们是软硬件的交界面。原则:1、是否提高效率减少时间,2、通用性和利用率。

  3、堆栈型机器与通用寄存器型机器的主要区别?堆栈型机器对程序调用的哪些操作提供支持?

  通用寄存器型对堆栈数据结构实现的支持较差:1、堆栈操作指令少;2、速度低;3、通常只用于保存返回地址。

  堆栈型支持有力:1、硬件堆栈;2、堆栈指令丰富;3、支持高级语言编译;4、支持子程序嵌套和递归。可将以下信息全部压入栈:返回地址、条件码、关键寄存器内容、必要的全局或局部参数。为子程序开辟局部变量中间结果工作区。

  描述方法比变址方法简便,但不能解决向量数组高速运算问题;向量处理机能快速形成元素地址,能把元素成块预取到CPU,用一条指令同时对整个向量数组高速处理。

  面向目标程序可采用的办法:1、对高频指令增强功能加快速度,低频指令合并和取消;2、复合指令代替子程序或宏。

  10、以浮点数数据表示说明数的可表示精度、运算中的精度损失,尾数基值取小对哪个有利哪个不利?

  数的可表示精度是数轴上数的离散程度,两个数间差越小,精度越高;运算中的精度损失指运算中尾数超长造成的损失。

  尾数基值取小则可表示范围变小,个数减少,分布变密,精度提高,速度降低,对前者有利,对后者不利。

  程序在主存中的实际位置可以动态移动的定位技术。可以使用基址寄存器或映象表硬件。

  14、变址和基址各适用于何种场合?设计一种只用6位地址码就可以指向一大地址空间中任意64个地址之一的寻址机构。

  变址适合标量计算机中,基址主要对逻辑与物理空间进行变换,支持动态再定位。

  用6位地址码表示64个地址中的任意一个,可以用隐含寻址或PC自相对寻址形成物理地址。

  原则:精简指令条数、格式,让指令等长,一个周期内完成,增加通用寄存器,一般指令不可访存只能对寄存器操作,硬件实现为主,少量微程序解释,提高编译程序质量。

  技术:按以上原则优化、实现指令,设置寄存器,指令采用重叠流水方式解释,采用延迟转移,提高便宜程序质量。

  16、比较CISC和RISC,今后的发展是什么?CISC问题:系统庞大导致成本高可靠性低,80%指令利用率低,性价比低。

  RISC优点:简化指令系统,适合VLSI实现,解决了CISC的上述问题。

  缺点:加重汇编语言负担,目标程序开销大,对浮点运算虚拟存储支持不强,对编译程序要求高。

  截断法:将超出机器字长的部分截去,整数最大误差1,分数最大误差2^(-m),统计平均误差0,不能调节统计平均误差,实现最简单不增硬件不需处理时间,但最大误差平均误差大且无法调节。

  舍入法:设一附加位,整数最大误差0.5,分数最大误差2^(-m-1),统计平均误差略0,不能调节统计平均误差,实现简单增硬件少最大误差小,但速度慢需处理时间平均误差无法调节。

  恒置1法:最低位恒置1,整数最大误差1,分数最大误差2^(-m),),统计平均误差略0,不能调节统计平均误差,实现最简单不增硬件不需处理时间,但最大误差平均误差大且无法调节。

  查表舍入法:用2^k个字的ROM或PLA存放下溢处理表,根据查表内容处理下溢。整数、分数、统计平均误差均趋于0,能调节统计平均误差,处理速度快但需增加硬件。

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