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计算机体系结构试题及答案2 2008年01月23日 22:18 第四章 1、指令级并行：当指令之间不存在相关时，它们在流水线中时可以重叠起来并行执行的，这种指令序列中存在的潜在并行性称为指令级并行。 2、在开发循环级并行的各种技术中，最基本的技术有：指令调度技术、循环展开技术和换名技术。 第五章（存储系统） 1、存储系统定义：两个或两个以上速度、容量和价格各不相同的存储器用硬件、软件或软件与硬件相结合的方法连接起来成为一个存储系统。这个存储器系统对应用程序员时透明的，并且，以应用程序员看，它是一个存储器，这个存储器的速度接近最快的那个存储器，存储容量与容量最大的那个存储器相等，单位容量的价格接近最便宜的那个存储器。 2、存储系统分为两类：（1）Cache存储系统：由Cache与主存储器构成，目的是提高存储器速度。（2）虚拟存储系统：由主存储器和硬盘构成，目的是扩大存储器容量。 3、存储系统的价格： C = （C1S1+C2S2）/（S1+S2） 4、存储系统的速度： 表示方法：访问周期、存取周期、存储周期、存取时间等。 5、命中率定义：在M1存储器中访问到的概率 u = N1 / (N1+N2) N1是对存储器M1的访问次数，N2是对M2存储器的访问次数。 6、访问效率： ??????????????????????????? T1?????????????????????????????? 1 e = T1/T = ??????????????????????????????? = ?????????????????????????????? = f（u, T2/T1） ???????????????????? u·T1+(1-u)T2?????? u+(1-u)·T2/T1 7、采用预取技术提高命中率.（方法） ?? 不命中时，把M2存储器中相邻多个单元组成的一个数据块取出来送入M1存储器中. ??? u′= (u+n-1) / n??? 其中u′是采用预取技术之后的命中率；u是原来的命中率； ????????????????????????????????????????? n为数据块大小与数据重复使用次数的乘积。 8、加速内部地址变换方法：（1）目录表：用一个小容量高速存储器存放页表；（2）快慢表：快表、慢表构成一个两级存储系统；（3）散列函数：把相联访问变成接地址访问。 9、页面替换算法：（1）随机算法（RAND）；（2）先进先出算法（FIFO）；(3) 近期最少使用算法（LFV）；（4）最久没有使用算法（LRV）；（5）最优替换算法（OPT）。 10、“颠簸”现象：一个页面刚被调出主存储器，又要被调入。 11、堆栈型替换算法：对任意一个程序的页地址流作两次主存页面数分配，分别分配m个主存页面和n个主存页面，并且m≤n 。如果在任何时刻t，主存页面数集合Bt都满足关系：Bt(m)≤Bt(n) 则这类算法成为堆栈型替换算法。 12、Cache地址映像方法：（1）全相联映像；（2）直接映像；(3)组相联映像； （4）位选择组相联映像；（5）段相联映像。 13、Cache存储替换算法：（1）轮换法（2）LRV算法（3）比较对法（4）堆栈法。 14、单处理机的Cache一致性： 包括写直达法：[写通过法，CPU的数据写入Cache时，同时页写入主存] 还有写回法：[抵触修改法，CPU的数据只写入Cache，不写入主存，仅当替换时才把修改过的Cache块写回主存] 二者优缺点比较： （1）?????? 可靠性：写直达法优于写回法。 （2）?????? 与主存的通讯量，写回法少于写直达法。 （3）?????? 控制的复杂性，写直达法比写回法简单。 （4）?????? 硬件实现的代价，写回法比写直达法好。 15、多处理机的一致性：（1）目录协议??? （2）兼听协议 第六章（输入/输出系统） 1、衡量I/O系统的性能指标主要有响应时间和可靠性。 2、磁盘的数据传输率分为外部传输率和内部传输率。 3、外部传输率（突发数据传输率）：计算机通过磁盘接口从硬盘的缓存中将数据读出，发给相应的控制器的速度。 4、内部传输率（持续传输率）：硬盘将数据从盘片上读取出，交给硬盘上的缓冲存储器的速度。 5、反映存储外设可靠性能的参数有可靠性、可用性和可信性。 6、可靠性衡量标准用：平均无故障时间。 7、可用性衡量标准用：平均失效间隔时间。 8、总线：总线时各子系统之间共享的通信链路，具有低成本和多样性这两个优点。 9、总线的主要缺点：它必须独占使用，造成了设备信息交换的瓶颈，从而限制了系统中总的I/O吞吐量。 10、分离事务总线：在有多个设备时，可用通过打包技术来提高总线带宽，这样每次I/O操作就不必在整个传输过程中都占有总线，其基本思想时将总线事