计算机体系结构习题与答案.doc

第二章习题（P69-70）

复习题

1．简述冯?诺依曼原理,冯?诺依曼结构计算机包含哪几部分部件,其结构以何部件为中心？

答:冯?诺依曼理论关键点包含:指令像数据那样存放在存放器中,并能够像数据那样进行处理;指令格式使用二进制机器码表示;用程序存放控制方法工作。这3条合称冯?诺依曼原理

冯?诺依曼计算机由五大部分组成:运算器、控制器、存放器、输入设备、输出设备,整个结构通常以运算器为中心,也能够以控制器为中心。(P51-P54)

2．简述计算机体系结构与组成、实现之间关系。

答:计算机体系结构通常是指程序设计人员所见到计算机系统属性,是硬件子系统结构概念及其功效特征。计算机组成（computerorganization）是依据计算机体系结构确定而且分配了硬件系统概念结构和功效特征基础上,设计计算机各部件具体组成,它们之间连接关系,实现机器指令级多种功效和特征。同时,为实现指令控制功效,还需要设计对应软件系统来组成一个完整运算系统。计算机实现,是计算机组成物理实现,就是把完成逻辑设计计算机组成方案转换为真实计算机。计算机体系结构、计算机组成和计算机实现是三个不一样概念,各自有不一样含义,不过又有着亲密联络,而且伴随时间和技术进步,这些含意也会有所改变。在一些情况下,有时也无须特意地去区分计算机体系结构和计算机组成不一样含义。(P47-P48)

3．依据指令系统结构划分,现代计算机包含哪两种关键体系结构？

答:依据指令系统结构划分,现代计算机关键包含:CISC和RISC两种结构。(P55)

4．简述RISC技术特点？

答:从指令系统结构上看,RISC体系结构通常含有以下特点:

(1)精简指令系统。能够经过对过去大量机器语言程序进行指令使用频度统计,来选取其中常见基础指令,并依据对操作系统、高级语言和应用环境等支持增设部分最常见指令;

(2)降低指令系统可采取寻址方法种类,通常限制在2或3种;

(3)在指令功效、格式和编码设计上尽可能地简化和规整,让全部指令尽可能等长;

(4)单机器周期指令,即大多数指令都能够在一个机器周期内完成,而且许可处理器在同一时间内实施一系列指令。(P57-58)

5．有些人认为,RISC技术将全方面替换CISC,这种见解是否正确,说明理由？

答:不正确。与CISC架构相比较,RISC计算机含有结构简单、易于设计和程序实施效率高特点,但并不能认为RISC架构就能够替换CISC架构。实际上,RISC和CISC各有优势,CISC计算机功效丰富,指令实施愈加灵活,这些时RISC计算机无法比拟,当今时代,二者正在逐步融合,成为CPU设计新趋势。(P55-59)

6．什么是流水线技术？

答:流水线技术,指是许可一个机器周期内计算机各处理步骤重合进行。尤其是,当实施一条指令时,能够读取下一条指令,也就意味着,在任何一个时刻能够有不止一条指令在“流水线”上,每条指令处于不一样实施阶段。这么,即便读取和实施每条指令时间保持不变,而计算机总吞吐量提升了。(P60-62)

7．多处理器结构包含哪多个关键体系结构,分别有什么特点？

答:多处理器系统:关键经过资源共享,让共享输入/输出子系统、数据库资源及共享或不共享存放一组处理机在统一操作系统全盘控制下,实现软件和硬件各级上相互作用,达成时间和空间上异步并行。

SIMD计算机有多个处理单元,由单一指令部件控制,根据同一指令流要求为她们分配各不相同数据并进行处理。系统结构为由一个控制器、多个处理器、多个存贮模块和一个互连总线（网络）组成。对操作种类多算法,当要求存取全局数据或对于不一样数据要求做不一样处理时,它无法独立胜任。SIMD?通常都要求有较多处理单元和极高I/O吞吐率,假如系统中没有足够多适合SIMD?处理任务,采取SIMD?不合算。

MISD计算机含有多个处理单元,根据多条不一样指令要求同时对同一数据流及其处理输出结果进行不一样处理。

?MIMD是指能实现指令、数据作业、任务等各级全方面并行计算多机处理系统,经典MIMD系统由多台处理机、多个存放模块和一个互连网络组成,每台处理机实施自己指令,操作数也是各取各。MIMD结构中每个处理器都能够单独编程,这种结构可编程能力最强。因为