计算机体系结构试题及答案

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1、篇一：计算机体系结构习题(含答案)】1、尾数用补码、小数表示，阶码用移码、整数表示，尾数字长 p=6(不包括符号位)，阶码字长q=6 (不包括符号位)，为数基值 rm=16，阶码基值re=2。对于规格化浮点数，用十进制表达式写出 如下数据(对于前11 项，还要写出16进值编码) 。(1) ( 2) ( 3) ( 4) ( 5) ( 6) ( 7) 2最大尾数( 8)最小正数 最小正尾数 ( 9)最大负数最小尾数(10)最小负数 最大负尾数 (11)浮点零最大阶码(12)表数精度 最小阶码(13)表数效率 最大正数(14)能表示的规格化浮点数个数 台计算机系统要求浮点数的精度不低于 10-7.2

2、，表数范围正.=Jl=J数不小于 1038，且正、负数对称。尾数用原码、纯小数表示，阶码用移码、整数表示。(1) 设计这种浮点数的格式 负数、表数精度和表数效率。(2) 计算(1)所设计浮点数格式实际上能够表示的最大正数、最大=J=J3某处理机要求浮点数在正数区的积累误差不大于 2-p-1 ，其中， p是浮点数的尾数长度。(1) 选择合适的舍入方法。(2) 确定警戒位位数。(3) 计算在正数区的误差范围。4假设有a和b两种不同类型的处理机，a处理机中的数据不带 标志符，其指令字长和数据字长均为32位。b处理机的数据带有标 志符，每个数据的字长增加至36位，其中有 4位是标志符，它的指令数由最多

3、256条减少到不到64条。如果每执行一条指令平均要访 问两个操作数，每个存放在存储器中的操作数平均要被访问 8次。 对于一个由1000条指令组成的程序，分别计算这个程序在a处理机 和 b 处理机中所占用的存储空间大小(包括指令和数据)，从中得 到什么启发？5一台模型机共有 7 条指令，各指令的使用频率分别为 35%， 25%，20%，10%，5%，3%和 2%，有 8个通用数据寄存器，2个 变址寄存器。(1) 要求操作码的平均长度最短，请设计操作码的编码，并计算所设 计操作码的平均长度。6某处理机的指令字长为 16 位，有双地址指令、单地址指令和零 地址指令 3类，并假设每个地址字段的长度均为

4、 6位。(1) 如果双地址指令有 15 条，单地址指令和零地址指令的条数基本 相同，问单地址指令和零地址指令各有多少条？并且为这 3 类指令 分配操作码。(2) 如果要求 3 类指令的比例大致为 1：9：9，问双地址指令、单地 址指令和零地址指令各有多少条？并且为这 3类指令分配操作码。7别用变址寻址方式和间接寻址方式编写一个程序，求 c=a+b，其中，a与b都是由n个元素组成的一维数组。比较两个程序，并 回答下列问题：(1) 从程序的复杂程度看，哪一种寻址方式更好？(2) 从硬件实现的代价看，哪一种寻址方式比较容易实现？(3) 从对向量运算的支持看，哪一种寻址方式更好？8假设 x 处理机的数

5、据不带标志符，其指令字长和数据字长均为 32位。y处理机的数据带有标志符，每个数据的字长增加至35位， 其中有3位是标志符，其指令字长由 32位减少至 30位。并假设一 条指令平均访问两个操作数，每个操作数平均被访问r次。现有一个 程序，它的指令条数为i，分别计算在这两种不同类型的处理机中程 序所占用的存储空间，并加以比较。9一种浮点数表示方式的精度不低于 10-19，能表示的最大正数不小于 104000，而且正负数对称。尾数用原码、小数表示，阶码用移码、整数表示，尾数和阶码的基值都是 2。(1)设计这种浮点数的格式，给出各字段的名称和长度。(2)计算(1)所设计的浮点数格式能够表示的最大正数

6、、最大负数和表示数的精度。(3) 如果在运算器中没有设置硬件警戒位，则这种浮点数可能采用了 哪一种舍入方法？给出这种舍入方法的舍入规则，在正数区的误差范围和积累误差。10有研究人员指出，如果在采用通用寄存器结构的计算机里加入 寄存器-存储器寻址方式可能提高计算机效率。做法是用： add r2, 0(rb) 代替指令序列 load r1, 0(rb) add r2, r2, r1假定使用新的指令能使时钟周期增加 10%，并且假定只对时钟产生 影响，而不影响 cpi 那么：(1) 采用新的指令，要达到与原来同样的性能需要去掉的 load 操作 所占的百分比？(假定 load 指令占总指令的 22.

7、8%)(2) 举出一种多指令序列，该序列不能使用上述的寄存器 -存储器寻 址方式。即使得 load r1 后面紧接着执行对 r1 的操作(该操作可以 是任意某一操作码)，但这一指令序列不能被一条指令(假定存在 这条指令)代替。11试比较下面 4 种不同类型的指令结构的存储效率：(1) 累加型：所有的操作都在单个寄存器和单个内存地址之间进行 (2) 存储器-存储器型：每个指令的 3 个操作数都在内存中进行(3) 堆栈型：所有的操作都在栈顶进行。只有 push 和 pop 操作会访 问内存，其它的指令执行时都会删除栈中的操作数，然后写入执行 结果。(4) 通用寄存器型：所有的操作都在寄存器中进行。

8、这些寄存器 -寄 存器指令中的每个指令都包含 3 个操作数。通用寄存器一共有 16 个 寄存器标志符占 4 位长。为比较存储效率，我们对以上 4 种指令集作了如下约定： 操作码占一个字节(8位) 内存地址占 2 个字节(16 位) 操作数占 4 字节(32 位) 所有指令的长度都以整数个字节计算 另外，还假定访问内存不使用其它的优化措施，变量 a、b、c 和 d 的初值都已经放在内存中。 针对以上 4 种不同的指令系统，回答下 列问题：(1) 分别用汇编指令写出下面 3 个赋值语句： a = b + c;b = a + c; d = a -b;(2) 分别计算所执行指令的字节数和转移内存数据的

9、字节数,并指出 如果根据代码的大小来计算的话,哪种结构的效率是最高的？如果 按需要的总内存带宽(代码+数据)来计算,又是哪种结构的效率最 高？12考虑为 dlx 结构的计算机增加一个新的寻址模式。即使得地址 模式增加两个寄存器和一个 11 位长的带符号的偏移量来得到有效地,=J址。这样，编译器就会用新的寻址模式来代替add r1, r1, r2lw rd, 0(r1)(或是 store 指令)如果已知在dlx结构的计算机上对测得一些程序的load和store指令分别平均占 26%和 9%，在此基础上，计算：(1) 假定 10%的 load 和 store 指令可以用新的寻址模式代替，那么 采用

10、新的寻址模式后的指令计数与采用前之比为多少？(2) 如果新的寻址模式使得时钟周期增长 5%，那么采用了新的寻址 模式的机器和未采用新的寻址模式的机器相比，哪种机器会更快一 些，快多少？1 、解答：在尾数采用补码、小数表示且p=6,阶码采用移码、整数表示且 q=6,尾数基rm为16,阶码基re为2的情况下： 最大尾数为：1rm-p=116-6, 0.ffffff(2) 最小正尾数为： 1/rm=1/16, 0.100000(3) 最小尾数为： -1, 1.000000(4) 最大负尾数为： -(rm-1 + rm-p)=(16-1 + 16-6), 1.efffff(5) 最大阶码为(6) 最小

11、阶码为(7) 最大正数为(8) 最小正数为(9) 最大负数为(10) 最小负数为： -1663, ff000000(11) 浮点零为： 00000000(12) 表数精度为： 16-5/2=2-21(13) 表数效率为： 15/16=93.752、解答:(1)取尾数和阶码的基都为 2,即： rm=2 且 re=2 根据表示数精度的要求：=,=J.=Jl=ireq1 =261=63, 7f,包括符号位共7个1 req=26=64, 00,包括符号位共7个0(116-6)1663， 7fffffff 16-65， 00100000 -(16-1 + 16-6) 16-64， 80efffff于是可

12、以取 p=24； 根据表示数范围的要求： 即因此可以取q=7数据格式可以表示如下（尾数采用隐藏位） 能够表示的最大负数：2 表示数的精度：224129）2127， ， ， 表数效率：100%。24（2）能够表示的大正数：123、解答：（1） 舍入方法：下舍上入法、查表法（2） 警戒位位数：2位正数区的误差范围：-2-p-1（1-2-g+1） 2-p-14、解答:我们可以计算出数据的大致数量：1 000条指令访问的数据总数为 1 000*2=2000个；对于a处理机，所用的存储空间的大小为：由此我们可以看出，由于数据的平均访问次数要大于指令，所以， 通过改进数据的格式来减少指令的长度，可以减少总

13、的存储空间大 小。5、解答: （1）要使得到的操作码长度最短，应采用huffman编码，构造huffman 树如下： 由此可以得到 7条指令的编码分别如下：【篇二：计算机体系结构期末试卷及答案 1】xt以下为教师填写i、命题院（部）：ii、课程名称：iii、测试学期：20142015学年 度第2学期iv、测试对象：v、问卷页数（a4）： vi、答卷页数（a4）：vii、考试方式：viii、问卷内容：一、填空题（共30分， 20空，每空 1.5分）1、现代计算机系统是由（ ）和（ ）组成的十分复杂的系统。2、计算机系统应能支持软件可移植，实现可移植性的常用方法有 3 种，即（ ），（ ），统一高

14、级语言。 3、可以将当前大多数通用寄存器型指令集结构进一步细分为 3种类型，即( )、( ) 和存储器-存储器型指令集结构。4、mips 指令 daddiu r14，r5，#6 属于( )类型的指令格式； mips 指令sd r4, 300 (r5)属于()类型的指令格式。5、描述流水线的工 作，常采用时空图的方法。在时空图中，横坐标表示( )，纵坐 标代表()。6、在mips指令实现的简单数据通路中，在wb周 期中，有两大类指令执行操作：( )和( )指令。 7、存储器的层次结构中，“cache主存”层次是为了弥补主存()的不足，“主存辅存”层次是为了弥补主存( )的不足。 8、 cache

15、 实现的映像规则有全相联映像、)和( )三种。9、反映存储外设可靠性能的参数有可靠性、( )和( )。10、根据系统中处理器个数的多少，可把现有的mimd计算机分为两类，每一类代表了一种存储器的结构和互连策略。第一类机器称为( )结构，第二 类机器具有( )。 二、判断题(每小题1分，共10分)1 、从计算机语言的角度，系统结构把计算机系统按功能划分成多级 层次结构，其中，第2级是操作系统虚拟机，第3级是汇编语言虚 拟机。( )2、计算机系统中提高并行性的 3种途径中，资源重复是在并行性概念中引入时间因素，加快硬件周转而赢得时间。( )3、指令集结构中采用多种寻址方式可能会增加实现的复杂度和使

16、用这些寻址方式的指令的cpi()4、指令条数多，通常超过200条，是设计rise的原则之一。()5、根据流水线中各功能段之间是否有反馈回路，可把流水线分为线性流水线和非线性流水线。( ) 6、在多级存储体系中， “cache 主存”层次的存储管理实现主要由软件件实现。7、失效率和平均访存时间都可评价存储系统的性能，它们都和机器 的硬件速度有关。( )8、raid的特点有容量大，速度快、可靠性高，同时保存数据无冗余 信息。( ) 9、在多处理机的互连网络中，交叉开关网络属于动态 互连网络。( ) 10、机群是一种价格低廉、易于构建、可扩缩性极 强的并行计算机系统。( ) 二、名词解释(每小题4分

17、，共20分)1、模拟 2、数据表示 3、名相关 4、互连网络 5、高可用性机群 三、简述题（每小题 5分，共20分）1、计算机系统结构的 flynn 分类法是按什么来分类的？共分为哪几 类？ 2、指令集应满足哪几个基本要求？ 3、简述流水线技术的特点。4、简述通道完成一次数据传输的主要过程。 四、计算题（每小题 10分，共 20分）1、假设某应用程序中有 4 类操作，通过改进，各操作获得不同的性 能提高。具体数据如下表所示：（1）改进后，各类操作的加速比分别是多少？（2）各类操作单独改进后，程序获得的加速比分别是多少？ （3）4 类操作均改进后，整个程序的加速比是多少？2、有一条静态多功能流水

18、线由 5段组成，加法用 1、3、4、5段， 乘法用 1、2、5段，第3段的时间为t,其余各段的时间均为At,而且流水线的 输出可以直接返回输入端或暂存于相应的流水寄存器中。现要在该 流水线上计算 （ a ? b ） ,画出其时空图,并计算其吞吐率、加速 比和效率。4?i?1 ii加法乘法计算机体系结构期末试卷a卷参考答案一、填空题（共 30分, 20空,每空 1.5分）1、硬件/固件软件2、采用系列机 模拟与仿真3、rm结构rr结构4、 ii 5、时间空间或流水线各段 6、 loadalu 7、速度 容量 8、直 接 组相联9、可用性 可信性10、集中式共享存储器 分布的物理存储器 二、 判断

19、题（每小题1 分,共10分）1 、模拟：是指用软件的方法在一台现有的计算机（称为宿主机）上 实现另一台计算机（虚拟机）的指令集。通常用解释的方法来实现。2、数据表示：机器硬件能够直接识别、指令系统可以直接调用的那 些结构。确定操作数表示是软硬件取舍折衷的问题。3、名相关：名是指令所访问的寄存器或存储器单元的名称。如果两 条指令使用相同的名，但是它们之间并没有数据流动，则称这两条 指令存在名相关。4、互连网络：互连网络是一种由开关元件按照一定的拓扑结构和控 制方式构成的网络，用来实现计算机系统中结点之间的相互连接。5、高可用性机群：当系统某些结点出现故障，仍能继续对外提供服务。 当系统中某个结点

20、由于软、硬件故障而失效时，该结点上的任 务将在最短的时间内被迁移到机群内另一个具有相同功能与结构的 结点上继续执行。 四、简述题(每小题5分，共20分)1、计算机系统结构的 flynn 分类法是按什么来分类的？共分为哪几 类？ 答：按照指令流和数据流的多倍性进行分类。flynn分类法把计算机系统的结构分为4类： 单指令流单数据流(sisd)、单指令流多数据流(simd)、多指令流单 数据流(misd)、多指令流多数据流(mimd)。2、指令集应满足哪几 个基本要求？ 答：对指令集的基本要求：完整性、规整性、高效率、兼容性。完整性：在一个有限可用的存储空间内，对于任何可解的问题，编 制计算程序时

21、，指令集所提供的指令足够用。规整性主要包括对称 性和均匀性。高效率：指指令的执行速度快、使用频度高。 3、简述 流水线技术的特点。答：流水线把一个处理过程分解为若干个子过程(段)，每个子过 程由一个专门的功能部件来实现。流水线中各段的时间应尽可能相 等，否则将引起流水线堵塞、断流 .时间长的段将成为流水线的瓶颈。 流水线每一个功能部件的后面都要有一个缓冲寄存器(锁存器)， 称为流水寄存器。流水技术适合大量重复的时序过程，只有在输入端不断地提供任务， 才能充分发挥流水线的效率。流水线需要有通过时间和排空时间。 4、简述通道完成一次数据传 输的主要过程。答：在用户程序中使用访管指令进入管理程序，由

22、管理程序生成一 个通道程序，并启动通道。用户在目标程序中设置一条广义指令，通过调用操作系统的管理程 序来实现。 管理程序根据广义指令提供的参数来编制通道程序。通 道处理机执行通道程序，完成指定的数据输入/输出工作。 通道处理机执行通道程序与cpu执行用户程序是并行的。通道程序结束后向cpu 发中断请求。 五、计算题(10+10分，共 20分) 1、解：根据 amdahl 定律 sn?1fe(1?fe)?se 可得 4类操作均改进后，整个程序的加速比： sn?(1?1?fi)?fisi?2.16 其次，画出完成该计算的时空图，如图所示，图中阴影部分表示该 段在工作。段输入a1 a2 a3 a4

23、b1 b2 b3 b4bd由图可见，它在18个At时间中，给出了 7个结果。所以吞吐率为: tp?718?ts?18?t?1.61该流水线的效率可由阴影区的面积和 5个段总时空区的面积的比值 求得： e?4?5?3?35?18?0.322【篇三：计算机体系结构期末复习题答案】=xt系别班级姓名学号 一、 填空题(每空1 分)1按照弗林（flynn）分类法，计算机系统可以分为4类：sisd计算 机、（ simd 计算机）、（ misd 计算机）和（ mimd 计算机）。2. 改进之后的冯?诺依曼计算机的只要特点是 3. 当前计算机系统中 的存储系统是一个层次结构，其各层分别为：（通用寄存器，高速

24、 缓存，主存，辅存，脱机大容量存储器）。4. 高速缓冲存储器的地址映象方式有三种，它们分别是：（全向量 方式，直接相联方式，组相联方式）。5. 虚拟存储器的三种管理方式是（段式管理，页式管理和段页式管 理）。6. 目前计算机中常用数据有（用户定义数据，系统数据和指令数据） 三种类型。7. 通常可能出现的流水线的相关性有（资源相关，数据相关和控制 相关）。8. 解决中断引起的流水线断流的方法有（不精确断点法和精确断点 法）。9. 目前向量处理机的系统结构有两种：（存储器存储器型和寄存 器寄存器型）。10. 通用计算机基本指令分为 5 类，它们分别是：（数据传送类，运 算类，程序控制类，输入输出类

25、，处理机控制和调试类）。11 执行指令x1=x2+x3； x4=x1-x5会引起（raw）类型的数据相 关，执行指令x5=x4*x3； x4=x0+x6会引起（war）类型的数据相 关，执行指令x6=x1+x2； x6=x4*x5会引起（waw）类型的数据相 关。12多计算机网络中，通常出现的4种通信模式是（单播模式，选 播模式，广播模式和会议模式）。13. 传统的冯?诺依曼计算机是以控制驱动方式工作，以数据驱动方 式工作的典型计算机是（数据流计算机），以需求驱动方式工作的 典型计算机是（归约机），以模式匹配驱动方式工作的典型计算机 是（人工智能计算机）。二、名词解释（每题2分）1. 计算机体

26、系结构：计算机系统结构就是计算机的机器语言程序员或编译程序编写者所 看到的外特性，是硬件子系统的概念结构及其功能特性。2. 系列机：所谓系列机是指同一厂家生产的具有相同的系统结构，但采取了不 同的组成和实现的技术方案，形成了不同型号的多种机型。3.模拟: 模拟是指用软件的方法在一台计算机上，实现另一台计算机的指令 系统，被模拟的机器是不存在的，称为虚拟机，执行模拟程序的机 器称宿主机。4.程序的局部性原理 : 程序访问局部性原理说明了计算机在程序执行过程中呈现出的一种 规律，即程序往往重复使用它刚刚使用过的数据和指令。局部性分 为时间上的局部性和空间上的局部性两种。所谓时间局部性是指近 期被访

27、问的代码，很可能不久又将再次被访问；空间局部性是指地 址上相邻近的代码可能会被连续地访问。5.mips： 它表示每秒百万条指令数。6.高速缓冲存储器:高速缓冲存储器是存在于主存与cpu之间的一级存储器，由静态存 储芯片（sram）组成，容量比较小但速度比主存高得多，接近于 cpu 的速度。7. 虚拟存储器:虚拟存储器是由主存储器和辅助存储器组成，通过必须的软件和硬 件的支持，使得cpu可以访问的存储器具有近似于主存的速度和近 似于辅存的容量。8. 快表: 为了提高地址转换速度，缩短查表时间，采用一个小容量的、高速 的相关存储部件，用来存放当前最经常用到的那一部分页表，采取 按内容相联方式进行访

28、问。这样，查页表的时间就相当于访问小容 量的相关存储器的时间，从而大大地提高了速度，这个小容量相关 存储器称为快表。9. 程序定位：把一个程序交给处理机运行，必须首先把这个程序的指令和数据装 入到主存储器中。一般情况下，程序所分配到的主存物理空间与程 序本身的逻辑地址空间是不同的，把指令和数据中的逻辑地址（相对 地址）转变成主存物理地址（绝对地址）的过程称为程序定位。10. 延迟转移技术：为了使指令流水线不断流，在转移指令之后插入一条不相关的有效的指令，而转移指令被延迟执行，这种技术称为延迟转移技术。为了能更简单、更直接地实现过程与过程之间的参数传递，大多数 rise机器的cpu中都设置有数量

29、较大的寄存器组，让每个过程使用 一个有限数量的寄存器窗口，并让各个过程的寄存器窗口部分重叠， 这就是窗口重叠技术。12. 流水线技术： 把一个重复的时序过程分成若干个子过程，每个子过程都可以有效 地在其专用功能段上和其他子过程同时执行的一种技术，称为流水 线技术。13. 动态流水线： 动态流水线在同一时间内允许按多种不同运算的联结方式工作。14. 静态流水线： 静态流水线在同一时间内只能按一种运算的联结方式工作。15. 线性流水线： 线性流水线中，从输入到输出，每个功能段只允许经过一次，不存 在反馈回路。16. 非线性流水线： 非线性流水线存在反馈回路，从输入到输出过程中，某些功能段将 数次通

30、过流水线，这种流水线适合于进行线性递归的运算。17. 流水线的吞吐率： 流水线单位时间完成的任务数。18. 超流水线计算机： 超级流水线结构是把每一个流水线（一个周期）分成多个（例如 3个）子 流水线，而在每一个子流水线中取出的仍只有一条指令，但总的来 看，在一个周期内取出了三条指令。即在一个时钟周期内能够分时 发射多条指令的处理机。19. 向量的分段开采技术： 当向量的长度大于向量寄存器的长度时，必须把长向量分成长度固 定的段，采用循环结构处理这个长向量，这种技术称为向量循环开 采技术，也称为向量分段开采技术。三、简答题（每题 5分）1.什么是存储系统？ 答：存储系统是两个或两个以上的速度、

31、容量、 价格不同的存储器采用硬件，软件或软、硬件结合的办法联结成一个系统，使得整个系统看起来象一个存储器，其速度接近其中最快 的一个，容量接近其中最大的一个，价格接近其中最便宜的一个。2. 简述全相联映象规则。答：1）主存与缓存分成相同大小的数据块。（2）主存的某一数据块可以装入缓存的任意一块空间中。3. 简述直接相联映象规则。答：（1）主存与缓存分成相同大小的数据块。（2）主存容量应是缓存容量的整数倍，将主存空间按缓存的容量分 成区，主存中每一区的块数与缓存的总块数相等。（3）主存中某区的一块存入缓存时只能存入缓存中块号相同的位置4.引起 cache 与主存内容不一致的原因是什么？为了保持

32、cache 的 一致性，在单计算机系统中一般采取哪些措施？ 答：不一致的原因： 由于cpu写cache，没有立即写主存（2）由于i/o处理机或i/o设备写主存 采取措施：（1）全写法，亦称写直达法（wt法一write through）方法：在对cache进行写操作的同时，也对主存该内容进行写入。(2)写回法(wb 法write back)方法：在cpu执行写操作时，只写入cache,不写入主存。5影响虚拟存储器命中率的因素有哪些？它们是如何影响的？答：（1）页面大小：当页面比较小时，随着页面的增大，命中率明显提 高，但当页面增大到一定值时，命中率不再增大，而随着页面的增 大而下降。（ 2）主存

33、容量：当主存容量增加时，命中率不断提高；当容量增大 到一定程度后，命中率的提高就不大了。（3）页面调度方式：页面的调度都是发生在产生缺页中断时进行， 因此在程序刚开始运行时命中率很低，为此可以采用预取式调度法 提高命中率。6. 模拟与仿真的主要区别和适合场合是什么？答：模拟是指用软件的方法在一台计算机上，实现另一台计算机的 指令系统，被模拟的机器是不存在的，称为虚拟机，执行模拟程序的机器称宿主机。由于模拟采用纯软件解释执行方法，因此运行速 度较慢，实时性差。因此只适合于移植运行时间短，使用次数少， 而且在时 间上没有约束和限制的软件。7. 什么是程序直接定位方式？什么是程序静态定位方式？答：(

34、1)直接定位方式 程序员在编写程序时或编译程序对源程序进 行编译时，就已经确切知道该程序应占用的主存物理空间。因此可 以直接使用实际主存物理地址来编写或编译程序。目前大多不用这 种方式。(2) 静态定位方式 专门用装入程序来完成并要求程序本身可以重定 位。在程序装入主存的过程中，把那些带有标识的指令或数据中的 逻辑地址全部变成主存的物理地址，集中一次完成地址变换，一旦 装入主存就不能再变动了。8. 什么是程序动态定位方式？答：动态定位方式是利用类似变址寻址方法，有硬件支持完成。程序装入主存时，指令或数据地址不作修改，只把主存的起始地址装入该程序对应的基址寄存器中。在程序运行时，利用地址加法器，

35、 指令中的逻辑地址与已经存放在基址寄存器中的程序起始地址相加， 就形成了主存的物理地址。指令的地址码不需全部修改。9什么是指令的重叠解释方式？重叠解释方式有哪三种？答：所谓重叠解释方式，即是在两条相邻指令的解释过程中，某些 不同解释阶段在时间上存在重叠部分。重叠解释方式分三种：一次 重叠、先行控制技术和多操作部件并行。10. 什么是数据相关，数据相关冲突可分为哪三种类型？ 答：数据相关是在几条相近的指令间共用相同的操作数时发生的。 例如，指令部件中的某一条指令在进行操作数地址计算时要用到一 个通用寄存器的内容，而这个通用寄存器的内容又要由这条指令前 的另一条指令产生，但前面那条指令还未进入执行

36、部件，还未产生 通用寄存器的内容，这时指令部件中的那条指令只能停下来等待。 数据相关冲突可分为 raw、war 和 waw 三种类型。11. 如有一个经解释实现的计算机，可以按功能划分成 4 级。每一 级为了执行一条指令需要下一级的 n 条指令解释。若执行第一级的 一条指令需k(ns)时间，那么执行第2、3、4级的一条指令各需要用 多少时间(ns)?解：第二级的一条指令需第1级的n条指令解释第二级的一条指令执行时间为nkns；第三级的一条指令执行时间为 n2kns； 第四级的一条指令执行时间为 n3kns。12. 假设将某系统的某一部件的处理速度加快到 10倍，但该部件的 原处理时间仅为整个运

37、行时间的 40%，则采用加快措施后能使整个 系统的性能提高多少？解：由题意可知fe=0.4, re=10,根据amdahl 定律sp?te11?1.56to(1?0.4)?0.4/100.6413. 若某机要求有：三地址指令 4条，单地址指令 1 92条，零地址指 令 16 条。设指令字长为 1 2位，每个地址码长 3位。问能否以扩展操作码为其 编码？14. 简述冯。诺依曼计算机的特征。 答：一般认为其主要特征有以下几点：(1) 机器以运算器为中心。除了完成运算以外，机器内部的数据传输 都经过运算器。各部件的操作以及它们之间的协调由控制器集中控 制。(2) 存储器按一维线性编址，顺序访问存储器

38、地址单元，每个存储单 元的位数固定。(3) 程序存储，指令和数据无区别存放在存储器中，指令和数据一样 可以送到运算器中进行运算，指令与数据的区别主要在于地址区域 不同。(4) 指令在存储器中按其执行顺序存放，由一个顺序控制器(亦称程 序计数器或指令计数器)指定即将被执行的指令地址。每读取一条 指令后，计数器自动按顺序递增。(5) 指令由操作码和地址码组成，操作码指明操作类型，地址码指明 操作数的地址和结果地址。(6) 数据以二进制表示。15. 试述页式管理虚拟存储器的工作过程。 答：页式管理是将主存空间与虚存空间按固定的大小划分成块，每 块称为一页。页的大小和划分与程序的逻辑功能无关，由操作系

39、统 软件来执行。一般而言，一页的大小应该是512bit的整数倍，因为 辅助磁盘存储的物理块的大小为512bit。虚页中的页称为虚页，实 存中的各页称为实页，各虚页与实页之间按全相联方式映象，也就 是虚页中的一页，可以存入主存中的任意一页的位置。当cpu给出所要访问的虚地址后，根据用户号访问基址寄存器，求得用户的页表首地址pa,然后与虚地址中的虚页号p相加，得到该页的表目， 由此表目中得到该页存入主存中的实页号为P，将该页号读出与页内 地址组装即可得到主存的实际地址。16. 简述计算机系统结构用软件实现和用硬件实现各自的优缺点。 答：硬件实现:速度快、成本高；灵活性差、占用内存少。 软件实现:速度低、复制费用低;灵活性好、占用内存多。17. 简述字节多路、数组多路和选择通道的数据传送方式。 答： 送数据的方式,即连接在通道上的各个设备轮流占用一个很短的时 间片（通常小于 100 微秒）传输一个字节。1）字节多路通道：用于连接多台慢速外设,般采用字节交叉传