没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
计算机标准体系结构课后习题原版答案张晨曦著.doc
需积分: 0 6 下载量 4 浏览量
2022-12-06
11:49:36
上传
评论 1
收藏 1.36MB DOC 举报
温馨提示
试读
63页
计算机标准体系结构课后习题原版答案张晨曦著.doc
资源推荐
资源详情
资源评论
第 1 章 计算机系统结构基础概念
1.1 解释下列术语
层次机构:根据计算机语言从低级到高级次序,把计算机系统按功效划分成多级层次结构,
每一层以一个不一样语言为特征。这些层次依次为:微程序机器级,传统机器语言机器级,
汇编语言机器级,高级语言机器级,应用语言机器级等。
虚拟机:用软件实现机器。
翻译:先用转换程序把高一级机器上程序转换为低一级机器上等效程序,然后再在这低一级
机器上运行,实现程序功效。
解释:对于高一级机器上程序中每一条语句或指令,全部是转去实施低一级机器上一段等效
程序。实施完后,再去高一级机器取下一条语句或指令,再进行解释实施,如此反复,直到
解释实施完整个程序。
计算机系统结构:传统机器程序员所看到计算机属性,即概念性结构和功效特征。
在计算机技术中,把这种原来存在事物或属性,但从某种角度看又仿佛不存在概念称为透明
性。
计算机组成:计算机系统结构逻辑实现,包含物理机器级中数据流和控制流组成和逻辑设计
等。
计算机实现:计算机组成物理实现,包含处理机、主存等部件物理结构,器件集成度和速度,
模块、插件、底板划分和连接,信号传输,电源、冷却及整机装配技术等。
系统加速比:对系统中某部分进行改善时,改善后系统性能提升倍数。
Amdahl 定律:当对一个系统中某个部件进行改善后,所能取得整个系统性能提升,受限于
该部件实施时间占总实施时间百分比。
程序局部性原理:程序实施时所访问存放器地址不是随机分布,而是相对地簇聚。包含时间
局部性和空间局部性。
CPI:每条指令实施平均时钟周期数。
测试程序套件:由多种不一样真实应用程序组成一组测试程序,用来测试计算机在各个方面
处理性能。
存放程序计算机:冯·诺依曼结构计算机。其基础点是指令驱动。程序预先存放在计算机存
放器中,机器一旦开启,就能根据程序指定逻辑次序实施这些程序,自动完成由程序所描述
处理工作。
系列机:由同一厂家生产含有相同系统结构、但含有不一样组成和实现一系列不一样型号计
算机。
软件兼容:一个软件能够不经修改或只需少许修改就能够由一台计算机移植到另一台计算机
上运行。差异只是实施时间不一样。
向上(下)兼容:按某档计算机编制程序,不加修改就能运行于比它高(低)档计算机。
向后(前)兼容:按某个时期投入市场某种型号计算机编制程序,不加修改地就能运行于在
它以后(前)投入市场计算机。
兼容机:由不一样企业厂家生产含有相同系统结构计算机。
模拟:用软件方法在一台现有计算机(称为宿主机)上实现另一台计算机(称为虚拟机)指
令系统。
仿真:用一台现有计算机(称为宿主机)上微程序去解释实现另一台计算机(称为目标机)
指令系统。
并行性:计算机系统在同一时刻或同一时间间隔内进行多个运算或操作。只要在时间上相互
重合,就存在并行性。它包含同时性和并发性两种含义。
时间重合:在并行性概念中引入时间原因,让多个处理过程在时间上相互错开,轮番重合地
使用同一套硬件设备各个部分,以加紧硬件周转而赢得速度。
资源反复:在并行性概念中引入空间原因,以数量取胜。经过反复设置硬件资源,大幅度地
提升计算机系统性能。
资源共享:这是一个软件方法,它使多个任务按一定时间次序轮番使用同一套硬件设备。
耦合度:反应多机系统中各计算机之间物理连接紧密程度和交互作用能力强弱。
紧密耦合系统:又称直接耦合系统。在这种系统中,计算机之间物理连接频带较高,通常是
经过总线或高速开关互连,能够共享主存。
松散耦合系统:又称间接耦合系统,通常是经过通道或通信线路实现计算机之间互连,能够
共享外存设备(磁盘、磁带等)。计算机之间相互作用是在文件或数据集一级上进行。
异构型多处理机系统:由多个不一样类型、最少担负不一样功效处理机组成,它们根据作业
要求次序,利用时间重合原理,依次对它们多个任务进行加工,各自完成要求功效动作。
同构型多处理机系统:由多个同类型或最少担负相同功效处理机组成,它们同时处理同一作
业中能并行实施多个任务。
1.2 试用实例说明计算机系统结构、计算机组成和计算机实现之间相互关系。
答:如在设计主存系统时,确定主存容量、编址方法、寻址范围等属于计算机系统结构。
确定主存周期、逻辑上是否采取并行主存、逻辑设计等属于计算机组成。选择存放芯片类型、
微组装技术、线路设计等属于计算机实现。
计算机组成是计算机系统结构逻辑实现。计算机实现是计算机组成物理实现。一个体系
结构能够有多个组成。一个组成能够有多个实现。
1.3 计算机系统结构 Flynn 分类法是按什么来分类?共分为哪几类?
答:Flynn 分类法是根据指令流和数据流多倍性进行分类。把计算机系统结构分为:
(1) 单指令流单数据流 SISD
(2) 单指令流多数据流 SIMD
(3) 多指令流单数据流 MISD
(4) 多指令流多数据流 MIMD
1.4 计算机系统设计中常常使用 4 个定量原理是什么?并说出它们含义。
答:(1)以常常性事件为关键。在计算机系统设计中,对常常发生情况,给予它优先处
理权和资源使用权,以得到更多总体上改善。(2)Amdahl 定律。加紧某部件实施速度所取
得系统性能加速比,受限于该部件在系统中所占关键性。(3)CPU 性能公式。实施一个程
序所需 CPU 时间 = IC ×CPI ×时钟周期时间。(4)程序局部性原理。程序在实施时所访
问地址分布不是随机,而是相对地簇聚。
1.5 分别从实施程序角度和处理数据角度来看,计算机系统中并行性等级从低到高可分
为哪几级?
答:从处理数据角度来看,并行性等级从低到高可分为:
(1)字串位串:每次只对一个字一位进行处理。这是最基础串行处理方法,不存在并
行性;
(2)字串位并:同时对一个字全部位进行处理,不一样字之间是串行。已开始出现并
行性;
(3)字并位串:同时对很多字同一位(称为位片)进行处理。这种方法含有较高并行
性;
(4)全并行:同时对很多字全部位或部分位进行处理。这是最高一级并行。
从实施程序角度来看,并行性等级从低到高可分为:
(1)指令内部并行:单条指令中各微操作之间并行;
(2)指令级并行:并行实施两条或两条以上指令;
(3)线程级并行:并行实施两个或两个以上线程,通常是以一个进程内派生多个线程
为调度单位;
(4)任务级或过程级并行:并行实施两个或两个以上过程或任务(程序段),以子程序
或进程为调度单元;
(5)作业或程序级并行:并行实施两个或两个以上作业或程序。
1.6 某台主频为 400MHz 计算机实施标准测试程序,程序中指令类型、实施数量和平均
时钟周期数以下:
指令类型
指令实施数量
平均时钟周期数
整数
45000
1
数据传送
75000
2
浮点
8000
4
分支
1500
2
求该计算机有效 CPI、MIPS 和程序实施时间。
解:(1)CPI =(45000×1+75000×2+8000×4+1500×2) / 129500=1.776
(2)MIPS 速率=f/ CPI =400/1.776 =225.225MIPS
(3)程序实施时间= (45000×1+75000×2+8000×4+1500×2)/400=575s
1.7 将计算机系统中某一功效处理速度加紧 10 倍,但该功效处理时间仅为整个系统运
行时间 40%,则采取此增强功效方法后,能使整个系统性能提升多少?
解 由题可知: 可改善百分比 = 40% = 0.4 部件加速比 = 10
依据 Amdahl 定律可知:
� �
5625.1
10
4.0
4.01
1
�
��
�系统加速比
采取此增强功效方法后,能使整个系统性能提升到原来 1.5625 倍。
1.8 计算机系统中有三个部件能够改善,这三个部件部件加速比为:
部件加速比
1
=30; 部件加速比
2
=20; 部件加速比
3
=10
(1) 假如部件 1 和部件 2 可改善百分比均为 30%,那么当部件 3 可改善百分比为多
少时,系统加速比才能够达成 10?
(2) 假如三个部件可改善百分比分别为 30%、30%和 20%,三个部件同时改善,那么
系统中不可加速部分实施时间在总实施时间中占百分比是多少?
解:(1)在多个部件可改善情况下,Amdahl 定理扩展:
剩余62页未读,继续阅读
资源评论
智慧安全方案
- 粉丝: 3614
- 资源: 59万+
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
- Qt开发知识、经验总结 包括Qss,数据库,Excel,Model/View等
- IV数据.xlsx
- 一些深度学习中的小例子,适合新手学习使用
- foldcraftlauncher_262944.apk
- 珍藏多年的基于matlab实现潮流计算程序源代码集合,包含多个潮流计算程序.rar
- 使用FPGA实现串-并型乘法器
- 基于matlab实现针对基于双曲线定位的DV-Hop算法中误差误差出一种基于加权双曲线定位的DV-Hop改进算法.rar
- 基于matlab实现由遗传算法开发的整数规划,车辆调度问题.rar
- 电视家7.0(对电视配置要求高).apk
- 免费计算机毕业设计-基于JavaEE的医院病历管理系统设计与实现(包含论文+源码)
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功