计算机系统结构简答填空_计算机系统结构填空

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1.下20%：1功耗已很大2进一可开指令级并行性已很小3存器访速提高缓慢。

2.定义：程序员所看到的计算机属性，概念性结构和功能特性。

3.计算机系统结构：计算机系统的软、硬件的界面，机器语言程序员所看到的传统机器级所具有的属性。

计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，物理机器级中的数据流和控制流的组成和逻辑设计。

计算机实现：计算机组成的物理实现，处理机、主存等物理结构。

区别：确定计算机中是否有乘法指令和加法指令，是由计算机系统结构确定；那么，是选择乘法器来实现，还是经过多次使用加法器来实现呢，那就由计算机组成来确定；而乘法器加法器的物理实现，如器件的选定以及所用的微处理技术就由计算机实现来确定。

4.系列机：同厂生具相同的系统结构、具有不同的组成和实现的一系列不同型号的计。

5.兼容机：不同制商生具有相同系统结构的计算机。

6.基准测试程序套件，真实应用程序（编译器）为最可靠测试程序

7.指令集基本要求：完整性、规整性、高效性、兼容性。

8:CICS:1各指令使用频度相差大，频度高的指令相对又简单

2.指令条数多，指令集庞大，功能复杂，控制器硬件变得复杂，占用大量芯片面积，增加研制成本，加大设计错误概率

3.指令操作复杂，CPI大，程序执行速度慢。

4.指令功能复杂，规整性差，不利于采用流水线技术提高系统性能。

RISC： 1.条数少、指令简单，使用频度都高。

2.指令格式简单、统一，寻址方式减少。

3.单个机器周期完成指令执行。

4.只有load、store指令访问存储器，其他在寄存器间进行。

5.硬件逻辑实现。

6.优化编译器的作用。

7．充分利用流水技术来提高系统性能。

9：MIPS：立即数寻址、偏移量寻址。字节寻址64位，存储器访问：边界对齐

10:动态流水线：同时段，多功能流水线按不同方式连接，执行不同功能。

11.解决流水线瓶颈：1细分瓶颈段、重复设置瓶颈段

12：相关：两指令间存在某种依赖关系。

1.数据相关：生产消费、传递

2.名相关：反相关（j写i读同）、输出相关（ij写 同）、换名

3.控制相关

13：流水线冲突：相关的存在，使得指令流中的下一条指令不能在指定的时钟周期执行

14.指令冲突：

1.结构冲突解决：前指令访问存储器时，流水线停顿一时钟周期（气泡），推迟后面取指令的操作。或者，流水线处理机中设置相互独立指令存储器和数据存储器，或者统一cache分成独立数据cache和指令cache。

2.数据冲突：分类1.写后读冲突（真数据相关）2.写后写（输出相关）3.读后写（名相关）解决：1.定向技术减少数据冲突引起的停顿,从数据产地直接传送到到需要他的功能部件

2.流水线互锁机制，来停顿流水线，直至消失

3.指令（流水线）调度，编译时，编译器重新执行指令顺序来消除冲突

3.控制冲突：冻结，排空

15.存储层次四个问题：映像规则、查找算法、替换算法、写策略。

16：映像规则：全相联映像：n=M，cache空间利用率最大，块冲突率低，失效率最低

直接映像：失效率最高cache实现复杂度成本低，应用最多

组相联映像：是前两种结合，2路、4路应用多。

17.写策略：写直达：不按写分配

写回法：按

18：对称式共享存储器多处理机：通过大容量的cache和总线互联使各处理器共享一个单独的物理存储器，一个单独主存，相对处理器对称，处理器访问时间同时。19：并行处理挑战：并行性有限，相对较高的通信开销。

20：实现一致性的基本方案：共享数据的迁移（远程的共享数据项）和复制（多个处理器需要同时读取的共享数据）

21：写更新协议：当一个处理器对数据进行写入时，通过广播使其他cache中所有对应于该数据项的副本进行更新。