自考《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》問(wèn)答題總結(jié)（1）

1、翻譯和解釋的區(qū)別和聯(lián)系？

區(qū)別：翻譯是整個(gè)程序轉(zhuǎn)換，解釋是低級(jí)機(jī)器的一串語(yǔ)句仿真高級(jí)機(jī)器的一條語(yǔ)句。

聯(lián)系：都是高級(jí)機(jī)器程序在低級(jí)機(jī)器上執(zhí)行的必須步驟。

2、為什么將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)看成是多級(jí)機(jī)器構(gòu)成的層次結(jié)構(gòu)？

可以調(diào)整軟、硬件比例；可以用真正的實(shí)處理機(jī)代替虛擬機(jī)器；可以在1臺(tái)宿主機(jī)上仿真另一臺(tái)。

3、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)用軟件實(shí)現(xiàn)和硬件實(shí)現(xiàn)各自的優(yōu)缺點(diǎn)？

硬件優(yōu)點(diǎn)：速度快，節(jié)省存儲(chǔ)時(shí)間；缺點(diǎn)：成本高，利用率低，降低靈活性、適用性。

軟件優(yōu)點(diǎn)：成本低，提高靈活性、適用性；缺點(diǎn)：速度慢，增加存儲(chǔ)時(shí)間、軟件設(shè)計(jì)費(fèi)。

4、就目前通用機(jī)來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的屬性主要包括哪些？

數(shù)據(jù)表示、尋址方式、寄存器組織、指令系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)組織、中斷系統(tǒng)、管態(tài)目態(tài)定義與轉(zhuǎn)換、

IO結(jié)構(gòu)、保護(hù)方式和機(jī)構(gòu)。

5、試述由上往下、由下往上設(shè)計(jì)思路和存在的問(wèn)題？

由上往下：先考慮應(yīng)用要求，再逐級(jí)往下考慮怎樣實(shí)現(xiàn)。適用于專業(yè)機(jī)

由下往上：根據(jù)已有器件，逐級(jí)往上。六七十年代通用機(jī)設(shè)計(jì)思路。

以上方法存在的問(wèn)題是軟、硬件脫節(jié)。

6、采用統(tǒng)一高級(jí)語(yǔ)言方法、適用場(chǎng)合、存在問(wèn)題和應(yīng)采取的策略。

定義：是指為所有程序員使用的完全通用的高級(jí)語(yǔ)言。

適用場(chǎng)合：軟件移植方便。

存在問(wèn)題：目前語(yǔ)言的語(yǔ)法、語(yǔ)義結(jié)構(gòu)不同；人們的看法不同；同一語(yǔ)言在不同機(jī)器上不通用；程序員的習(xí)慣

應(yīng)采取的策略：可一定范圍內(nèi)統(tǒng)一匯編語(yǔ)言，結(jié)構(gòu)相同機(jī)器間搞系列機(jī)。

7、由中間開始的設(shè)計(jì)思路及優(yōu)點(diǎn)

既考慮應(yīng)用也考慮現(xiàn)有器件，由軟硬件分界面向兩端設(shè)計(jì)。

優(yōu)點(diǎn)：并行設(shè)計(jì)，縮短周期。

8、模擬和仿真的區(qū)別

模擬：機(jī)器語(yǔ)言解釋，在主存中；仿真：微程序解釋，在控制存儲(chǔ)器中。

9、采用系列機(jī)方法、適用場(chǎng)合、好處、存在問(wèn)題和應(yīng)采取的策略

定義：根據(jù)軟硬件界面的系列結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)軟件和不同檔次的系列機(jī)器。

適用場(chǎng)合：同一系列內(nèi)軟件兼容

好處：呼應(yīng)“中間開始”設(shè)計(jì)思路；緩解軟件要求穩(wěn)定環(huán)境和硬件發(fā)展迅速的矛盾。

存在問(wèn)題：軟件兼容有時(shí)會(huì)阻礙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革。

策略：堅(jiān)持這一方法，但到一定時(shí)候要發(fā)展新系列，還可采用模擬仿真。

10、為什么要進(jìn)行軟件移植？

軟件的相對(duì)成本越來(lái)越高，應(yīng)重新分配軟、硬件功能。但：

成熟軟件不能放棄；已有軟件修改困難；重新設(shè)計(jì)軟件經(jīng)濟(jì)上不劃算。

11、除了分布處理MPP和機(jī)群系統(tǒng)外，并行處理計(jì)算機(jī)按其基本結(jié)構(gòu)特征可分為哪幾種不同結(jié)構(gòu)？例舉它們要解決的問(wèn)題。

流水線處理機(jī)：多個(gè)部件時(shí)間上并行執(zhí)行。擁塞控制，沖突防止，流水線調(diào)度。

陣列處理機(jī)：空間上并行。處理單元靈活，規(guī)律的互連模式和互連網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的分布算法。

多處理機(jī)：時(shí)間和空間上的異步并行。多CPU間互連，進(jìn)程間的同步和通訊，多CPU間調(diào)度。

數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)：數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)令牌在指令間傳遞。硬件組織和結(jié)構(gòu)，高效數(shù)據(jù)流語(yǔ)言。

12、采用模擬與仿真方法、適用場(chǎng)合、好處、存在問(wèn)題和應(yīng)采取的策略。

模擬

定義：用機(jī)器語(yǔ)言解釋另一指令系統(tǒng)

適用場(chǎng)合：運(yùn)行時(shí)間短，使用次數(shù)少，時(shí)間上無(wú)限制。

好處：可在不同系統(tǒng)間移植。

存在問(wèn)題：結(jié)構(gòu)差異大時(shí)，運(yùn)行速度下降，實(shí)時(shí)性差。

策略：與仿真結(jié)合

仿真

定義：用微程序解釋令一指令系統(tǒng)

適用場(chǎng)合：結(jié)構(gòu)差別不大的系統(tǒng)

好處：運(yùn)行速度快

存在問(wèn)題：結(jié)構(gòu)差別大時(shí)，很難仿真。

策略：與模擬結(jié)合，發(fā)展異種機(jī)連網(wǎng)。

13、多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和多處理機(jī)系統(tǒng)的區(qū)別

都屬于多機(jī)系統(tǒng)，區(qū)別：

多處理機(jī)是多臺(tái)處理機(jī)組成的單機(jī)系統(tǒng)，多計(jì)算機(jī)是多*立的計(jì)算機(jī)。

多處理機(jī)中各處理機(jī)邏輯上受統(tǒng)一的OS控制，多計(jì)算機(jī)的OS邏輯上獨(dú)立。

多處理機(jī)間以單一數(shù)據(jù)、向量、數(shù)組、文件交互作用，多計(jì)算機(jī)經(jīng)通道或通信線路以數(shù)據(jù)流形式進(jìn)行。

多處理機(jī)作業(yè)、任務(wù)、指令、數(shù)據(jù)各級(jí)并行，多計(jì)算機(jī)多個(gè)作業(yè)并行。

14、各種耦合度特征

最低：無(wú)物理連接，如脫機(jī)系統(tǒng)。

松散：通信線路互連，適于分布處理

緊密：總線或數(shù)據(jù)開關(guān)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、任務(wù)、作業(yè)級(jí)并行。

15、以實(shí)例說(shuō)明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成、實(shí)現(xiàn)的相互關(guān)系與影響。

結(jié)構(gòu)相同，可用不同的組成。如系列機(jī)中不同型號(hào)的機(jī)器結(jié)構(gòu)相同，但高檔機(jī)往往采用重疊流水等技術(shù)。

組成相同，實(shí)現(xiàn)可不同。如主存可用雙極型，也可用MOS型等。

結(jié)構(gòu)不同組成不同，組成的進(jìn)步會(huì)促進(jìn)結(jié)構(gòu)的進(jìn)步，如微程序控制。

結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用和可能采用的組成。組成上面決定于結(jié)構(gòu)，下面受限于實(shí)現(xiàn)。

組成與實(shí)現(xiàn)的權(quán)衡取決于性價(jià)比等；結(jié)構(gòu)、組成、實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容不同時(shí)期會(huì)不同。

16、軟件移植的途徑，各受什么限制？

統(tǒng)一高級(jí)語(yǔ)言：只能相對(duì)統(tǒng)一

系列機(jī)：只能在結(jié)構(gòu)相同或相近的機(jī)器間移植

模擬：機(jī)器語(yǔ)言差別大時(shí)，速度慢

仿真：靈活性和效率差，機(jī)器差異大時(shí)仿真困難。

17、并行處理數(shù)據(jù)的四個(gè)等級(jí)，給出簡(jiǎn)單解釋，各舉一例

位串字串：無(wú)并行性，如位串行計(jì)算機(jī)。

位并字串：一個(gè)字的所有位并行，如簡(jiǎn)單并行的單處理機(jī)。

位片串字并：多個(gè)字的同一位并行，如相連處理機(jī)。

全并行：同時(shí)處理多個(gè)字的多個(gè)位，如全并行陣列機(jī)。

18、設(shè)計(jì)乘法指令時(shí)，結(jié)構(gòu)、組成、實(shí)現(xiàn)各考慮什么？

結(jié)構(gòu)：是否設(shè)計(jì)乘法

組成：是否配置高速乘法器

實(shí)現(xiàn)：考慮器件集成度類型數(shù)量及微組裝技術(shù)。

19、器件的發(fā)展對(duì)邏輯設(shè)計(jì)方法的影響

一是由邏輯化簡(jiǎn)轉(zhuǎn)為采用組成技術(shù)規(guī)模生產(chǎn)，規(guī)模集成，并盡量采用通用器件

二是由全硬設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)為微匯編、微高級(jí)語(yǔ)言、CAD等軟硬結(jié)合和自動(dòng)設(shè)計(jì)