计算机体系结构-期末考试重点复习.doc

一、名词解释
1.透明性

2.系列机

3.软件兼容

4.指令级并行

5.定向技术

6.VLIW

7.Superscalar

8.虚拟Cache

9.VictimCache

10.Cache2:1经验规则

11.强制性失效

12.冲突失效

13.RIAD

14.通道

15.机群

16.延迟分支

17.前瞻执行

18.伪相联

二、填空
1.决定CPU性能的因素是CPI﹑IC和f。
2.软件兼容的根本特征是向后兼容。
3.根据操作数存储地址的不同。把指令集分成堆栈型指令集、累加器型指令集和通用寄存器型指令集。
4.在各种寻址方式中使用频率最高的是立即寻址和偏移寻址。
5.通常可按在CPU中操作数的存储方法、指令中显式表示的操作数个数、操作数的寻址方式、指令集所提供的操作类型、操作数的类型和大小这5个因素对计算机指令集结构进行分类。
6.MIPS中寄存器包括：32个通用寄存器、32个浮点寄存器、一些特别的寄存器。
7.先行控制器处理机结构：包括三个独立的控制器和四个缓冲栈。其中三个控制器为：存储控制器、指令分析部件、运算控制器。四个缓冲栈：先行指令缓冲站、先行读数站、先行操作站和后行写数站。
8.计算机系统中提高并行性的技术途径有时间重叠、资源重复和资源共享三种。
9.衡量流水线性能的参数有吞吐率、效率和加速比三种。
10.流水冲突有三种，分别是：结构冲突、数据冲突和控制冲突。
11.通道分为字节多路通道、选择通道和数组多路通道三种。
12.输入/输出系统包括I/O设备和I/O设备与处理机的连接。
13.按照流水线所完成的功能来分，流水线可分为单功能流水线和多功能流水线。
14.在经典5段流水线中，一条指令的执行需要5个时钟周期，,它们分别是：取指令周期（IF）、指令译码/读寄存器周期（ID）、执行/有效地址计算周期（EX）、存储器/分支完成周期（MEM）、写回周期（WB）。
15.解决流水线结构冲突的方法有：流水化功能单元、资源重复、暂停流水线。
16.从编译技术的角度，降低流水线分支损失的方法有：预测分支失败、预测分支成功、延迟分支。
17.为了在分支延迟槽中填入有效指令，一般采用的方法包括：从前调度、从目标处调度、从失败处调度。
18.采用动态分支预测技术,需要解决的两个关键包括：如何记录分支的历史信息；如何根据这些信息来预测分支的去向（甚至取到指令）。
19.在存储层次中应解决的问题包括：映像规则、查找算法、替换算法、写策略。
20.在存储层次中，常用替换算法有随机法、最近最少使用法（LRU）和先进先出法（FIFO）。
21.地址映象方法有全相联映象、直接映象和组相联映象三种。
22.Cache失效可以分为强制失效、冲突失效和容量失效三种。
23.常用的替换算法有：随机法、先进先出法、最近最少使用法LRU。
24.评价I/O系统性能的参数主要包括：连接特性、I/O系统容量、响应时间、吞吐率。
25.反映存储外设可靠性能的参数包括：可靠性、可用性、可信性。
26.按设备定时方式分类，总线可分为：同步总线、异步总线。
27.互连网络的主要特性参数包括：网络规模、结点度、距离、网络直径、结点之间的线长、等分宽度、对称性。
28.通信机制的性能主要通过通信带宽、通信延迟、通信延迟的隐藏这三个关键指标来衡量。
29.实现Cache一致性协议有写作废协议、写更新协议两种。
30.目录协议中，Cache块包括共享、未缓冲、专有三种状态。

三、简答题
1.什么是计算机系统的多级层次结构？

2.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？

3.计算机系统结构设计和分析中最经常使用的三条基本原则是什么？

4.根据Amdahl定律，系统加速比由哪几个因素决定？

5.从当前的计算机技术观点来看，CISC结构有什么缺点？

6.RISC的设计原则是什么？

7.请简述RISC和CISC的不同点。

8.指令集结构设计中表示寻址方式的主要方法有哪些？简述这些方法的优缺点。

9.造成流水线“断流”的主要原因是哪三种相关？简述三种相关的基本思想。

10．解决流水线数据冲突的方法有哪些？

11.基于硬件的前瞻执行结合了哪三种思想？

12.什么叫名相关？名相关有哪两种？

13.循环展开和指令调度时要注意哪几个问题？

14.请简述Tomasulo算法的基本思想，及其所用到的主要功能部件。

15.单级存储器的主要矛盾是什么？通常采取什么方法来解决？

16.地址映像方法有哪几种？它们各有什么优缺点？

17.写策略主要有哪两种？它们各有什么优点？

简述“Cache－主存”层次与“主存－辅存”层次的区别。

19.当发生Cache写失效时，