计算机系统结构简答题集答案课件.ppt

1、3、证明在浮点数的字长和表数范围一定时，、证明在浮点数的字长和表数范围一定时，尾数基值尾数基值rm 取取2或或4具有最高的表数精度。具有最高的表数精度。4、假设一条指令的执行过程分为、假设一条指令的执行过程分为取指令取指令、分析分析和和执行执行三段，每一段的时间分别三段，每一段的时间分别为为t、2t和和3t。在下列各种情况下，。在下列各种情况下，分别写出连续执行分别写出连续执行n条指令所需要的时间表条指令所需要的时间表达式。达式。 (1)顺序执行方式。顺序执行方式。 (2) 取指令取指令、分析分析和和执行执行重叠。重叠。5、RISC处理机的关键技术有哪四种？ 1. 延时转移技术 2. 指令取消

2、技术 3. 重叠寄存器窗口技术 4. 指令流调整技术6、多处理机有那些基本特点？发展这种系统多处理机有那些基本特点？发展这种系统的主要目的有哪些？多处理机着重解决那的主要目的有哪些？多处理机着重解决那些技术问题？些技术问题？ 1. 结构灵活结构灵活 2. 程序并行程序并行 3. 并行任务派生并行任务派生 4. 进程同步进程同步 5. 多处理机工作时，要根据任务的多少多处理机工作时，要根据任务的多少来调用资源，因此，所需要的资源变化复来调用资源，因此，所需要的资源变化复杂杂 目的是：利用多台处理机并发执行一个作目的是：利用多台处理机并发执行一个作业，使得执行速度比单处理机块着重解决业，使得执行速

3、度比单处理机块着重解决的问题的问题 着重解决的技术问题：着重解决的技术问题： 1. 硬件结构上多硬件结构上多处理机，主存，处理机，主存，I/O子系统之间应有高带宽，子系统之间应有高带宽，低价格，灵活无规则互联，尽可能不发生低价格，灵活无规则互联，尽可能不发生信息传送冲突信息传送冲突 2. 从并行语言并行算法编译从并行语言并行算法编译等，最大限度的开发程序并行性等，最大限度的开发程序并行性 3. 大的任大的任务如何分成多个子任务务如何分成多个子任务 4. 从操作系统上解从操作系统上解决并行任务分配，调度和资源分配；任务决并行任务分配，调度和资源分配；任务或进程间的同步，死锁竞争等问题的解决或进程

4、间的同步，死锁竞争等问题的解决7、向量的处理方式有哪三种？各有何特点？向量的处理方式有哪三种？各有何特点？ 1. 横向处理方式。向量计算是按行的方横向处理方式。向量计算是按行的方式从左至右横向地进行。式从左至右横向地进行。 2. 纵向处理方式。向量计算是按列的方纵向处理方式。向量计算是按列的方式自上而下纵向地进行。式自上而下纵向地进行。 3. 纵横处理方式。横向处理和纵向处理纵横处理方式。横向处理和纵向处理相结合的方式相结合的方式8、向量处理机实现链接的条件是什么？向量处理机实现链接的条件是什么？ 1.没有向量寄存器冲突和运算部件冲突。没有向量寄存器冲突和运算部件冲突。 2. 只有第一个结果送

5、入向量寄存器的那只有第一个结果送入向量寄存器的那一个周期可以链接。一个周期可以链接。 3. 先行的两条指令产生运算结果的时间先行的两条指令产生运算结果的时间必须相等。必须相等。 4.两条向量指令的向量长度必须相等。两条向量指令的向量长度必须相等。 9、提高向量处理机性能的常用技术有那些？提高向量处理机性能的常用技术有那些？ 1. 多功能部件并行操作多功能部件并行操作 2. 链接技术链接技术 3. 加快条件语句和稀疏矩阵的处理加快条件语句和稀疏矩阵的处理 4. 加快向量的规约操作加快向量的规约操作 10、列出互连网络中四种寻径方式？并指列出互连网络中四种寻径方式？并指出它们各自优缺点出它们各自优

6、缺点? 线路交换、存储转发寻径、虚拟直通寻径和虫蚀寻径11、什么是、什么是CISC、RISC？ RISC就是“精简指令系统计算机”。 CISC就是复杂指令系统计算机。12、设计一台计算机应有哪五类基本指令？、设计一台计算机应有哪五类基本指令？ 数据传送类指令数据传送类指令 算术运算与逻辑运算类指令算术运算与逻辑运算类指令 程序控制类指令程序控制类指令 输入输出类指令输入输出类指令 控制管理机器类指令控制管理机器类指令13、在流水线遇到瓶颈流水段应该怎样处理、在流水线遇到瓶颈流水段应该怎样处理该流水段来提高流水线效率？该流水段来提高流水线效率？ 1.将功能段细分将功能段细分 2.将功能段并联将功

7、能段并联14、在设计一个计算机系统时，确定数据表、在设计一个计算机系统时，确定数据表示的原则主要有哪几个？示的原则主要有哪几个？ 1.缩短程序的运行时间缩短程序的运行时间 2.减少减少CPU与主存之间的通信量与主存之间的通信量 3.这种数据表示的通用性和利用率这种数据表示的通用性和利用率15、什么是机群系统？、什么是机群系统？ 机群（机群（cluster）系统是互相连接的多个）系统是互相连接的多个独立计算机的集合，这些计算机可以是单独立计算机的集合，这些计算机可以是单机或多处理器系统（机或多处理器系统（PC工作站或工作站或SMP），），每个结点都有自己的存储器、每个结点都有自己的存储器、I/O

8、设备和操设备和操作系统。机群对用户和应用来说是一个单作系统。机群对用户和应用来说是一个单一的系统，它可以提供低价高效的高性能一的系统，它可以提供低价高效的高性能环境和快速可靠的服务。环境和快速可靠的服务。 16、机群系统关键技术是什么？ 高效的通信系统； 并行程序设计环境； 多种并行语言的支持； 全局资源的管理与利用。17、什么是并行处理机？ 适用于高速数值计算，具有比较固定的结构，依靠的并行措施是资源重复，互联网络规定了处理单元的连接模式，基本上是一台向量处理专用计算机。18、llliac 由哪三大部分组成？ 1. 专门对付数组运算的处理单元阵列 2. 阵列控制器 3. 标准的B6700计算

9、机19、多处理机系统与并行处理机的主要差别是什么？ 1. 并行处理机的并行性在于指令内部，而多处理机的并行性在于指令外部 2. 并行处理机把同种操作系统集中在一起，由指令直接启动各个PE同时工作多处理机用专用指令表示并发关系，一个任务开始执行时能够派生出与他同时执行的另一些任务如果任务多余处理机数，则进入任务队列等候 3. 并行处理机只有一个CU，自然同步，多处理机执行时间可能互不相同20、中国中国“天河一号天河一号”超级计算机在那些技超级计算机在那些技术方面取得重大突破？术方面取得重大突破？ 1. 多阵列可配置协同并形体系结构多阵列可配置协同并形体系结构 2. 高速率扩展互连通信技术高速率扩

10、展互连通信技术 3. 高效异构协同技术高效异构协同技术 4. 基于隔离的安全控制技术基于隔离的安全控制技术 5. 虚拟化的网络模拟计算技术虚拟化的网络模拟计算技术 6. 大规模的系统容错技术大规模的系统容错技术 7. 系统能耗综合技术系统能耗综合技术 计算机系统结构简答题复习（5）21、在多处理机系统中、在多处理机系统中,Cache一致性问题由一致性问题由什么引起什么引起,主要采用哪两种方法解决主要采用哪两种方法解决? Cache一致性问题主要由共享可写的一致性问题主要由共享可写的数据、进程迁移、数据、进程迁移、I/O 传输等原因产生。目传输等原因产生。目前主要采用监听协议和基于目录的协议，前

11、主要采用监听协议和基于目录的协议，分别适用于不同结构分别适用于不同结构22、采用并行处理机的采用并行处理机的SIMD 计算机主要特计算机主要特点是什么？点是什么？23、超标量处理机和超流水线处理机异同点。超标量处理机和超流水线处理机异同点。 超标量处理机和超流水线处理机都可以超标量处理机和超流水线处理机都可以在一个时钟中发射多条指令。所不同的是，在一个时钟中发射多条指令。所不同的是，超标量处理机是在一个时钟中同时发射多条超标量处理机是在一个时钟中同时发射多条指令，其最基本的要求是必须在有两套或指令，其最基本的要求是必须在有两套或两套以上完整的指令执行部件。而超流水两套以上完整的指令执行部件。而

12、超流水线处理机是在一个时钟周期中分时发射多线处理机是在一个时钟周期中分时发射多条指令，他只需要增加少量硬件，是通过条指令，他只需要增加少量硬件，是通过各部分硬件的充分重叠工作来提高处理机各部分硬件的充分重叠工作来提高处理机性能的。从流水线的时空图上看，超标量性能的。从流水线的时空图上看，超标量处理机采用的是空间并行性，而超流水线处理机采用的是空间并行性，而超流水线处理机采用的是时间并行性。处理机采用的是时间并行性。考试分数分布第1章 计算机系统结构的基本概念（5分）分）第2章 指令系统（15分分）第3章 存储系统（10分）分）第4章 输入输出系统（15分）分）第5章 标量处理机（25分）分）第6章 向量处理机（15分）分）第7章 互连网络（10分）分）第8章 并行处理机（0或或5分）分）第9章 多处理机（0或或5分）分）