计算机系统结构(张晨曦)简答题.doc

第1章计算机系统结构的基本概念1.什么是计算机系统的多级层次结构？第6级L6：应用语言虚拟机第5级L5：高级语言虚拟机第4级L4：汇编语言虚拟机第3级L3：操作系统虚拟机第2级L2：机器语言(传统机器级)第1级L1：微程序机器级从计算机语言的角度，把计算机系统按功能划分成以下多级层次结构：2.硬件和软件在什么意义上是等效的？在什么意义上是不等效的？硬件和软件在功能实现上是等效的，即一种功能可以由软件实现，也可以由硬件实现。在实现性能上是不等效的。软件实现的优点是设计容易、改进简单；硬件实现的优点是速度快。3.经典计算机系统结构的实质是什么？计算机系统中软、硬件界面的确定，其界面之上的是软件的功能，界面之下的是硬件和固件的功能。4.语言实现的两种基本技术是什么？翻译和解释是语言实现的两种基本技术。它们都是以执行一串Ｎ级指令来实现N+1级指令，但二者存在着差别：翻译技术是先把N+1级程序全部变换成N级程序后，再去执行新产生的N级程序，在执行过程中N+1级程序不再被访问。而解释技术是每当一条N+1级指令被译码后，就直接去执行一串等效的N级指令，然后再去取下一条N+1级的指令，依此重复进行。在这个过程中不产生翻译出来的程序，因此解释过程是边变换边执行的过程。5.对于通用寄存器型机器来说，机器语言程序设计者所看到的计算机的属性主要有哪些？数据表示寻址规则寄存器定义指令集中断系统机器工作状态的定义和切换存储系统信息保护I/O结构6.什么是软件兼容？软件兼容有几种？其中哪一种是软件兼容的根本特征？同一个软件可以不加修改地运行于系统结构相同的各档机器上，而且它们所获得的结果一样，差别只在于运行时间的不同。软件兼容分为向上兼容、向下兼容、向前兼容和向后兼容。其中向后兼容是软件兼容的根本特征。7.什么是系列机？它的出现较好地解决了什么矛盾？系列机是指在一个厂家内生产的具有相同的系统结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。它的出现较好地解决了软件要求环境稳定和硬件、器件技术迅速发展之间的矛盾。8.对计算机发展非常关键的实现技术有哪些？（1）逻辑电路（2）半导体DRAM(动态随机访问存储器)（3）磁盘（4）网络9.实现软件移植的主要途径有哪些？采用系列机方法采用模拟与仿真方法采用统一的高级语言10.试以系列机为例，说明计算机系统结构、计算机组成和计算机实现三者之间的关系。计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现；计算机实现是计算机组成的物理实现。一种系统结构可以有多种组成；一种组成可以有多种实现。同一系列机中各种型号的机器具有相同的系统结构，但采用不同的组成和实现技术，因而具有不同的性能和价格。11.存储程序计算机在系统结构上的主要特点是什么？（1）以运算器为中心。（2）采用存储程序原理。程序和数据放在同一存储器中，并且没有对两者加以区分。（3）存储器是按地址访问的、线性编址的空间。（4）控制流由指令流产生。（5）指令由操作码和地址码组成。操作码指明本指令的操作类型，地址码指明操作数和操作结果的地址。（6）数据以二进制编码表示，采用二进制运算。12.从系统结构的发展情况看，新型系统结构的设计主要从哪两方面着手？新型系统结构的设计主要从以下两方面着手：一方面是合理地增加计算机系统中硬件的功能比例，使系统结构对操作系统、高级语言甚至应用软件提供更多更好的支持；另一方面则是通过多种途径提高计算机系统结构中的并行性等级，使得凡是能并行计算和处理的问题都能并行计算和处理，使这种系统结构和组成对算法提供更多、更好的支持。13.软件技术两个最重要的发展趋势是什么？程序及数据所使用存储器容量的不断增大。高级语言的使用越来越广泛，在很多应用领域取代了汇编语言。14.计算机系统设计人员的技术挑战主要来自哪几个方面？计算机系统设计人员的技术挑战主要来自系统结构、设计工具、制造工艺、软件、应用和经济等多个方面。15.一种计算机系统结构的生命周期是怎样的？计算机的生命周期和系统中各个部分的发展密切相关。一种新的系统结构的诞生，往往以硬件为标志，它的发展和成熟，是以配套的系统软件和应用为标志的。一个计算机系统结构，从产生到消亡，大致需要15～20年的时间。16.用户CPU时间由哪三个因素决定？用户CPU时间=CPIIC/时钟频率其中，CPI：指令时钟数IC：程序执行过程中所处理的指令数。17.什么是测试程序组件？在评价计算机系统设计时最常见的测试程序组件是哪个？选择一组各个方面有代表性的测试程序，组成一个通用测试程序集合。这种测试程序集合称为测试程序组件。在评价计算机系统设计时最常见的测试程序组件是基于UNIX的SPEC，其主要版本包括SPEC89、SPEC92、SPEC95和SPEC2000等。18.SPEC2000测试程序组件中包括哪几个测试程序组件？（1）SPEC