福建农林大学计算机系统结构期末复习资料(更新版).doc

福建农林大学的这份计算机系统结构期末复习资料涵盖了多个核心知识点，主要集中在计算机指令编码和中断处理机制上。 我们关注的是指令编码的方式。在题型1中，提到了三种不同的编码方式：等长码、Huffman码和只有两种码长的扩展操作码。等长码是最简单的编码方式，每个指令都有固定长度的码，这里14条指令的等长码平均长度是4位。Huffman编码是一种变长编码，通过构建Huffman树来优化编码，使得频繁使用的指令具有较短的编码，从而降低平均码长。题中给出的哈夫曼树计算得出的平均码长为3.38位。扩展操作码策略是将指令分为高频和低频两类，高频指令用较短的码，低频用较长的码，并通过扩展标志来区分，这里的平均码长是3.4位。 接着，题型2.1涉及到中断处理和中断级屏蔽位的概念。中断级屏蔽位用于控制中断的优先级和处理顺序。在中断响应时，如果中断级屏蔽位为“1”，则中断开放；若为“0”，则中断被屏蔽。根据表格，我们可以看到不同中断级别的开启和关闭情况。题目要求确定在特定的屏蔽位设置下，中断的处理顺序。当优先级为1→2→3→4时，中断处理的顺序将根据屏蔽位的设定而变化。此外，题目还考察了中断响应和处理的时间模型，以及在多中断同时发生时如何通过中断响应排队器进行优先级处理。中断响应排队器会在每条指令执行的最后时刻检查中断请求，选择最高优先级的中断进行响应，并保存中断点，进行程序状态字的交换，实现程序的切换。 中断处理过程中，程序状态字扮演了关键角色。它包含反映程序运行状态的关键信息，如中断级屏蔽位。当程序切换时，程序状态字会从内存中加载到相应的寄存器，反之亦然。中断返回时，程序状态字的交换使得程序能回到原来的执行点。中断嵌套是多级中断处理的重要特性，通过返回地址堆栈实现中断后的正确返回。如果在低级中断处理期间发生了更高级别的中断，系统会允许中断嵌套，确保处理更高优先级的事件。 这份复习资料涉及了计算机指令编码的优化方法，以及操作系统如何通过中断级屏蔽位和中断响应机制来管理中断，实现高效的中断处理流程。这些知识对于理解计算机系统结构的底层运作至关重要。