1、.名詞解釋填空選擇簡答計算1. 計算機(jī)系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)：第 6 級L6 ：應(yīng)用語言虛擬機(jī)第 5 級L5 ：高級語言虛擬機(jī)第 4 級L4 ：匯編語言虛擬機(jī)第 3 級L3 ：操作系統(tǒng)虛擬機(jī)第 2 級L2 ：機(jī)器語言 (傳統(tǒng)機(jī)器級 )第 1 級L1 ：微程序機(jī)器級2. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念： 計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指的是計算機(jī)系統(tǒng)的軟、 硬件的界面， 即機(jī)器語言程序員或編譯程序設(shè)計者所能看到的傳統(tǒng)機(jī)器級所具有的屬性。3. 在計算機(jī)技術(shù)中， 對本來存在的事物或?qū)傩裕?但從某種角度看又好象不存在的概念稱為透明性。4. 對于通用寄存器型機(jī)器，這些屬性主要是指：（選擇題）1) 指令系統(tǒng)（包括機(jī)器指令的操作類型和格式、指

2、令間的排序和控制機(jī)構(gòu)等）2) 數(shù)據(jù)表示 （硬件能直接辯認(rèn)和處理的數(shù)據(jù)類型）3) 尋址規(guī)則 （包括最小尋址單元、尋址方式及其表示）4) 寄存器定義 （包括各種寄存器的定義、數(shù)量和使用方式）5) 中斷系統(tǒng) （中斷的類型和中斷響應(yīng)硬件的功能等）6) 機(jī)器工作狀態(tài)的定義和切換（如管態(tài)和目態(tài)等）7) 存儲系統(tǒng) （主存容量、程序員可用的最大存儲容量等）8) 信息保護(hù)（包括信息保護(hù)方式和硬件對信息保護(hù)的支持）9) I/O 結(jié)構(gòu)（包括 I/O 連接方式、處理機(jī) /存儲器與 I/O 設(shè)備間數(shù)據(jù)傳送的方式和格式以及 I/O 操作的狀態(tài)等）5. 計算機(jī)組成指的是計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實現(xiàn)， 包含物理機(jī)器級中的數(shù)據(jù)流和

3、控制流的組成以及邏輯設(shè)計。6. 計算機(jī)實現(xiàn)指的是計算機(jī)組成的物理實現(xiàn)。7. 數(shù)據(jù)表示是指計算機(jī)硬件能夠直接識別、指令集可以直接調(diào)用的數(shù)據(jù)類型。8. 數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)表示之間的關(guān)系1 / 11.數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表示9.系列機(jī)指由同一廠商生產(chǎn)的具有相同體系結(jié)構(gòu)、 但具有不同組成和實現(xiàn)的一系列不同型號的機(jī)器。10. 常見的計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分類法有兩種：Flynn 分類法和馮氏分類法。馮氏分類法是用系統(tǒng)的最大并行度對計算機(jī)進(jìn)行分類； Flynn 分類法是指按照指令流和數(shù)據(jù)流的多倍性進(jìn)行分類。11. 定量分析技術(shù)（簡答題） ：1) 以經(jīng)常性事件為重點： 在計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計中， 經(jīng)常需要在多種不同

4、的方法之間進(jìn)行折中，這時應(yīng)按照對經(jīng)常發(fā)生的情況采用優(yōu)化方法的原則進(jìn)行選擇。2) Amdahl 定律：加速某部件執(zhí)行速度所能獲得的系統(tǒng)性能加速比，受限于該部件的執(zhí)行時間占系統(tǒng)中總執(zhí)行時間的百分比。3)CPU 性能公式： 執(zhí)行一個程序所需的CPU 時間 =執(zhí)行程序所需的時鐘周期數(shù)* 時鐘周期時間4)程序的局部性原理：指程序執(zhí)行時所訪問的存儲器地址分布不是隨機(jī)的，而是相對簇聚的。分為時間局部性和空間局部性。12.馮諾依曼結(jié)構(gòu)的特點：以運算器為中心；在存儲器中，指令和數(shù)據(jù)同等對待；存儲器是按地址訪問、 按順序線性編址的一維結(jié)構(gòu)，每個存儲單元的位數(shù)是固定的；指令是按順序執(zhí)行的； 指令由操作碼和地址碼組成

5、；指令和數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制編碼表示，采用二進(jìn)制運算。13. 實現(xiàn)可移植性的常用方法有三種：采用系列機(jī)、模擬與仿真、統(tǒng)一高級語言。14. 系列機(jī)在兼容方面，向后兼容一定要保證，盡量保證向上兼容15. 模擬是指用軟件的方法在一臺現(xiàn)有的計算機(jī)上實現(xiàn)另一臺計算機(jī)的指令集。（軟件方法）16. 仿真是指用一臺現(xiàn)有計算機(jī)上的微程序去解釋實現(xiàn)另一臺計算機(jī)的指令集。（硬件方法）17. 并行性包括同時性和并發(fā)性。18. 從執(zhí)行程序的角度來看，并行性等級從低到高可分為：（簡答）1) 指令內(nèi)部并行：單條指令中各微操作之間的并行2) 指令級并行：并行執(zhí)行兩條或兩條以上的指令3) 線程級并行： 并行執(zhí)行兩個或兩個以上的線程，

6、 通常是以一個進(jìn)程內(nèi)派生的多個線程為調(diào)度單位。4) 任務(wù)級或過程級并行： 并行執(zhí)行兩個或兩個以上的過程或任務(wù)， 以子程序或進(jìn)程為調(diào)度單位。5) 作業(yè)或程序級并行：并行執(zhí)行兩個或兩個以上的作業(yè)或程序。19. 提高并行性的技術(shù)路徑（ 12 字）：時間重疊、資源重復(fù)、資源共享20. 能夠?qū)o密耦合系統(tǒng)和松散耦合系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)分：緊密耦合系統(tǒng)共享主存，松散耦合系統(tǒng)共享外設(shè)2 / 11.21.CISC 指令集結(jié)構(gòu)存在的問題：1) 各種指令的使用頻度相差懸殊2) 指令集龐大，指令條數(shù)很多，許多指令的功能又很復(fù)雜，3)許多指令由于操作繁雜，其CPI 值比較大，執(zhí)行速度慢。4) 由于指令功能復(fù)雜，規(guī)整性不好，不利

7、于采用流水技術(shù)來提高性能。22. 設(shè)計 RISC 機(jī)器遵循的原則1) 指令條數(shù)少而簡單。 只選取使用頻度很高的指令， 在此基礎(chǔ)上補(bǔ)充一些最有用的指令。2)采用簡單而又統(tǒng)一的指令格式，并減少尋址方式；指令字長都為32 位或 64 位。3) 指令的執(zhí)行在單個機(jī)器周期內(nèi)完成。(采用流水線機(jī)制 )4) 只有 load 和 store 指令才能訪問存儲器，其他指令的操作都是在寄存器之間進(jìn)行。（即采用 load-store 結(jié)構(gòu)）5) 大多數(shù)指令都采用硬連邏輯來實現(xiàn)。6) 強(qiáng)調(diào)優(yōu)化編譯器的作用，為高級語言程序生成優(yōu)化的代碼。7) 充分利用流水技術(shù)來提高性能。23. 指令動態(tài)調(diào)度是在程序的執(zhí)行過程中，依靠專

8、門硬件對代碼進(jìn)行調(diào)度。靜態(tài)調(diào)度的流水線依靠編譯器對代碼進(jìn)行靜態(tài)調(diào)度，以減少相關(guān)和沖突。24. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指由軟件進(jìn)行處理和實現(xiàn)的各種數(shù)據(jù)類型。25. MIPS 的數(shù)據(jù)尋址方式只有立即數(shù)尋址和偏移量尋址。26. 流水技術(shù)是指： 將一個重復(fù)的時序過程分解成為若干個子過程， 而每個子過程都可有效地在其專用功能段上與其他子過程同時執(zhí)行。流水線的段數(shù)稱為流水線的深度。27. 流水技術(shù)的特點1) 流水線把一個處理過程分解為若干個子過程（段） ，每個子過程由一個專門的功能部件來實現(xiàn)。2)流水線中各段的時間應(yīng)盡可能相等，否則將引起流水線堵塞、 斷流。 時間長的段將成為流水線的瓶頸。3)流水線每一個功能部件的后面

9、都要有一個緩沖寄存器（鎖存器），稱為流水寄存器。4)流水技術(shù)適合于大量重復(fù)的時序過程，只有在輸入端不斷地提供任務(wù)，才能充分發(fā)揮流水線的效率。5) 流水線需要有通過時間和排空時間。28. 流水線分類：1) 按流水線所完成的功能分：單功能流水線和多功能流水線2) 按照同一時間段內(nèi)各段之間的連接方式分：靜態(tài)流水線和動態(tài)流水線3) 按照流水的級別分：部件級流水線、處理機(jī)級流水線和處理機(jī)間流水線4) 按照流水線中是否有反饋回路分：線性流水線和非線性流水線5) 按照任務(wù)流入和流出的順序分：順序流水線和亂序流水線29. 解決流水線瓶頸問題的常用方法：細(xì)分瓶頸段、重復(fù)設(shè)置瓶頸段30.程序中的相關(guān)有三種類型：數(shù)

10、據(jù)相關(guān)、名相關(guān)（反相關(guān)、輸出相關(guān)）、控制相關(guān)流水線中的相關(guān)有：數(shù)據(jù)相關(guān)、結(jié)構(gòu)相關(guān)、控制相關(guān)處理機(jī)找中的相關(guān)：數(shù)據(jù)相關(guān)、控制相關(guān)31. 控制相關(guān)帶來了兩個限制：1) 與一條分支指令控制相關(guān)的指令不能被移到該分支之前， 否則這些指令就不受該分支控制3 / 11.2) 如果一條指令與某分支指令不存在控制相關(guān)，就不能把該指令移到該分支之后。32. 流水線沖突三種類型：結(jié)構(gòu)沖突、數(shù)據(jù)沖突和控制沖突33. 數(shù)據(jù)沖突：寫后讀沖突、寫后寫沖突、讀后寫沖突34.在 Tomasulo 算法中， Vj ，Vk ：源操作數(shù)的值。對于每一個操作數(shù)來說，V 或 Q 字段只有一個有效。35.基于硬件的前瞻執(zhí)行時，執(zhí)行的結(jié)果

11、不是寫回到寄存器或存儲器，而是放到ROB 緩沖器中。通過保留站重新命名寄存器。36.多流出處理機(jī)有兩種基本風(fēng)格：超標(biāo)量和超長指令字37.循環(huán)展開技術(shù)： 多次復(fù)制循環(huán)體并相應(yīng)調(diào)整展開后的指令和循環(huán)結(jié)束條件，增加有效操作時間與控制操作時間比率，也給編譯器進(jìn)行指令調(diào)度帶來了更大的空間。38. 循環(huán)展開和指令調(diào)度時要注意以下幾個方面（簡答題）1) 保證正確性。注意兩個地方的正確性：循環(huán)控制，操作數(shù)偏移量的修改。2) 注意有效性。只有找到不同尋呼臺之間的無關(guān)性，才能夠有效地使用循環(huán)展開。3) 使用不同的寄存器。如果使用相同，或較少數(shù)量的寄存器，可能導(dǎo)致新的沖突。4) 盡可能減少循環(huán)控制中的測試指令和分支

12、指令。5) 注意對存儲器數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析6)注意新的相關(guān)性。 由于原循環(huán)不同次的迭代在展開后都到了同一次循環(huán)體中，因此可能帶來新的相關(guān)性。39.從用戶角度看，存儲器的三個主要指標(biāo)：容量、速度和價格。40.存儲層次的性能參數(shù)。 P1551)存儲層次的平均每位價格 C2)命中率 H3)平均訪存時間 Ta41.映像規(guī)則：全相聯(lián)映像、直接相聯(lián)映像、組相聯(lián)映像42.可以從三個方面改進(jìn) Cache 的性能：（簡答題）1)降低失效率：增加塊大小、增加Cache 容量、提供相聯(lián)度、Victim Cache 、偽相聯(lián)映像 Cache、硬件預(yù)取指令和數(shù)據(jù)、編譯器控制的預(yù)取、用編譯技術(shù)減少Cache 失效次數(shù)。2)

13、 減少失效開銷： Victim Cache 、硬件預(yù)取指令和數(shù)據(jù)、編譯器控制的預(yù)取、使讀失效優(yōu)于寫、寫緩存歸并、盡早重啟動和關(guān)鍵字優(yōu)先、非阻塞Cache、兩級 Cache3) 減少命中時間：容量小且結(jié)構(gòu)簡單的 Cache、對 Cache 進(jìn)行索引時不必進(jìn)行地址變換、流水化 Cache 訪問、 Trace Cache43. 按照產(chǎn)生失效的原因不同，可以把失效分為：強(qiáng)制性失效、容量失效和沖突失效44.2： 1 的 Cache 經(jīng)驗規(guī)則，即大小為N 的直接映像Cache 的失效率約等于大小為N/2 的2 路組相聯(lián)Cache 的失效率。45. 請求字優(yōu)先：調(diào)塊時，從請求字所在的位置讀起。這樣，第一個讀

14、出的字便是請求字，將之立即發(fā)送給 CPU。46. 有關(guān)虛擬存儲器問題：1) 映像規(guī)則：全相聯(lián)映像2) 查找算法：頁表、段表、 TLB3) 替換算法： LRU4) 寫策略：寫回法47. 中斷響應(yīng)次序由硬件決定，不可改變，中斷處理次序通過中斷屏蔽碼的設(shè)置來改變。48. 反映存儲外設(shè)可靠性性能參數(shù)有：可靠性、可用性和可信性。4 / 11.49. 通道的種類：字節(jié)多路通道、選擇通道和數(shù)組多路通道。50. 在字節(jié)多路通道中，實際流量是連接在這個通道上所有設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸率之和。51. 對于選擇通道和數(shù)組多路通道， 在一段時間內(nèi)， 一個通道只能為一臺設(shè)備傳送數(shù)據(jù)。此時通道的實際流量就等于該設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸率。

15、 因此這兩種通道的實際流量就是連接在這個通道上所有設(shè)備中數(shù)據(jù)流量最大的那一個。52.互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是一種由開關(guān)元件按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，用來實現(xiàn)計算機(jī)系統(tǒng)中結(jié)點之間的互相連接。53. 交換函數(shù)（ P254 圖 7.2）54. 互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的主要特性參數(shù)：1) 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模：網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點的個數(shù)。2) 結(jié)點度：與結(jié)點相連接的邊數(shù)（通道數(shù)） ，包括入度和出度。3) 距離：對于網(wǎng)絡(luò)中的任意兩個結(jié)點， 從一個結(jié)點出發(fā)到另一個結(jié)點終止所需要跨越的邊數(shù)的最小值。4) 網(wǎng)絡(luò)直徑：網(wǎng)絡(luò)中任意兩個結(jié)點之間距離的最大值。5) 結(jié)點之間的線長：兩個結(jié)點之間連線的長度，用米、千米等表示。6) 等分寬度：當(dāng)某一網(wǎng)絡(luò)被切

16、成相等的兩半時，沿切口的邊數(shù)（通道數(shù)）的最小值稱為通道等分寬度，用 b 表示。7) 對稱性：從任何結(jié)點看到的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都是相同的網(wǎng)絡(luò)稱為對稱網(wǎng)絡(luò)。55. 線性陣列1) 端結(jié)點的度： 12) 其余結(jié)點的度： 23) 直徑： N 14) 等分寬度 b=156. 環(huán)和帶弦環(huán)1) 對稱2) 結(jié)點的度： 23) 雙向環(huán)的直徑： N/24) 單向環(huán)的直徑： N57. 靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)有：線性陣列、環(huán)、度為3 的帶弦環(huán)、度為 4 的帶弦環(huán)。循環(huán)移數(shù)網(wǎng)絡(luò)和全網(wǎng)絡(luò)58. 動態(tài)網(wǎng)絡(luò)有：總線網(wǎng)絡(luò)、多級互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和交叉開關(guān)網(wǎng)絡(luò)等59. 分布式處理機(jī)分為：分布式共享存儲器和對稱式共享存儲器60. 共享存儲器通信主要優(yōu)點（簡答題）1

17、) 與常用的對稱式多處理機(jī)使用的通信機(jī)制兼容。2) 易于編程，同時在簡化編譯器設(shè)計方面也占有優(yōu)勢。3) 當(dāng)通信數(shù)據(jù)量較小時，通信開銷較低，帶寬利用較好。4) 通過硬件控制的 Cache 減少了遠(yuǎn)程通信的頻度， 減少了通信延遲以及對共享數(shù)據(jù)的訪問沖突。5) 消息傳遞通信機(jī)制的主要優(yōu)點： 硬件較簡單； 通信是顯式的， 因此更容易搞清楚何時發(fā)生通信以及通信開銷是多少，以便編程者和編譯程序設(shè)法減少通信開銷。1. 透明性：在計算機(jī)技術(shù)中， 對本來存在的事物或?qū)傩裕?但從某種角度看又好象不存在的概念稱為透明性。2.系列機(jī)在一個廠家內(nèi)生產(chǎn)的具有相同的體系結(jié)構(gòu)，但具有不同組成和實現(xiàn)的一系列5 / 11.不同型

18、號的機(jī)器。3. CPU 性能公式：CPU 時間= 執(zhí)行程序所需的時鐘周期數(shù)時鐘周期時間= IC CPI 時鐘周期時間其中，時鐘周期時間是系統(tǒng)時鐘頻率的倒數(shù)。每條指令執(zhí)行的平均時鐘周期數(shù)CPICPI = 執(zhí)行程序所需的時鐘周期數(shù)ICIC ：所執(zhí)行的指令條數(shù)4. 程序的局部性原理（構(gòu)成存儲層次的理論依據(jù)）包括程序的時間局部性，程序的空間局部性5. 馮 諾依曼結(jié)構(gòu)的主要特點? 以運算器為中心。? 在存儲器中，指令和數(shù)據(jù)同等對待。? 存儲器是按地址訪問、 按順序線性編址的一維結(jié)構(gòu)， 每個單元的位數(shù)是固定的。? 指令的執(zhí)行是順序的。? 指令由操作碼和地址碼組成。? 指令和數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制編碼表示，采用二進(jìn)

19、制運算。6. 實現(xiàn)可移植性的常用方法采用系列機(jī)，模擬與仿真，統(tǒng)一高級語言。7. 軟件兼容方式：向前（后）兼容,向上（下）兼容四種。向后兼容一定要保證，他是系列機(jī)的根本特征（填空）8. 模擬：用軟件的方法在一臺現(xiàn)有的機(jī)器 （稱為宿主機(jī)） 上實現(xiàn)另一臺機(jī)器 （稱為虛擬機(jī)）的指令集。9. 仿真： 用一臺現(xiàn)有機(jī)器（宿主機(jī)）上的微程序去解釋實現(xiàn)另一臺機(jī)器（目標(biāo)機(jī)）的指令集。10. 并行性： 計算機(jī)系統(tǒng)在同一時刻或者同一時間間隔內(nèi)進(jìn)行多種運算或操作。同時性和并發(fā)性（填空）11. 從執(zhí)行程序的角度來看，并行性等級從低到高可分為：? 指令內(nèi)部并行? 指令級并行? 線程級并行? 任務(wù)級或過程級并行? 作業(yè)或程序

20、級并行12. 耦合度分為：（了解區(qū)別）緊密耦合系統(tǒng)（直接耦合系統(tǒng)） ：在這種系統(tǒng)中，計算機(jī)之間的物理連接的頻帶較高，一般是通過總線或高速開關(guān)互連，可以共享主存。松散耦合系統(tǒng)（間接耦合系統(tǒng)） ：一般是通過通道或通信線路實現(xiàn)計算機(jī)之間的互連，可以共享外存設(shè)備 （磁盤、 磁帶等）。機(jī)器之間的相互作用是在文件或數(shù)據(jù)集一級上進(jìn)行的。13. 數(shù)據(jù)表示：計算機(jī)硬件能夠直接識別、指令集可以直接調(diào)用的數(shù)據(jù)類型。14. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：由軟件進(jìn)行處理和實現(xiàn)的各種數(shù)據(jù)類型。15. MIPS 的寄存器：32 個 64 位通用寄存器（GPRs）也被稱為整數(shù)寄存器，R0 的值永遠(yuǎn)是06 / 11.32 個 64 位浮點數(shù)寄存器

21、（FPRs）16. MIPS 的數(shù)據(jù)尋址方式立即數(shù)尋址與偏移量尋址17. DLX 的數(shù)據(jù)尋址方式寄存器尋址，寄存器間接尋址，立即數(shù)尋址與偏移量尋址18. 流水線技術(shù)? 把一個重復(fù)的過程分解為若干個子過程， 每個子過程由專門的功能部件來實現(xiàn)。? 把多個處理過程在時間上錯開，依次通過各功能段，這樣，每個子過程就可以與其他的子過程并行進(jìn)行。19. 流水技術(shù)的特點? 流水線把一個處理過程分解為若干個子過程（段） ，每個子過程由一個專門的功能部件來實現(xiàn)。? 流水線中各段的時間應(yīng)盡可能相等，否則將引起流水線堵塞、斷流。時間長的段將成為流水線的瓶頸。?流水線每一個功能部件的后面都要有一個緩沖寄存器（鎖存器）

22、，稱為流水寄存器。?流水技術(shù)適合于大量重復(fù)的時序過程，只有在輸入端不斷地提供任務(wù)，才能充分發(fā)揮流水線的效率。? 流水線需要有通過時間和排空時間。20. 從不同的角度和觀點，把流水線分成多種不同的種類。? 單功能流水線：只能完成一種固定功能的流水線。? 多功能流水線：流水線的各段可以進(jìn)行不同的連接，以實現(xiàn)不同的功能21. 按照同一時間內(nèi)各段之間的連接方式對多功能流水線做進(jìn)一步的分類? 靜態(tài)流水線： 在同一時間內(nèi)， 多功能流水線中的各段只能按同一種功能的連接方式工作? 動態(tài)流水線： 在同一時間內(nèi)， 多功能流水線中的各段可以按照不同的方式連接，同時執(zhí)行多種功能。22. 按照流水的級別來進(jìn)行分類? 部

23、件級流水線（運算操作流水線） ：把處理機(jī)的算術(shù)邏輯運算部件? 處理機(jī)級流水線 （指令流水線） ：把指令的解釋執(zhí)行過程按照流水方式處理。? 處理機(jī)間流水線（宏流水線） ：它是由兩個或者兩個以上的處理機(jī)串行連接起來，對同一數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理，每個處理機(jī)完成整個任務(wù)中的一部分。23. 按照流水線中是否有反饋回路來進(jìn)行分類? 線性流水線：流水線的各段串行連接，沒有反饋回路。? 非線性流水線：流水線中除了有串行的連接外，還有反饋回路。24. 根據(jù)任務(wù)流入和流出的順序是否相同來進(jìn)行分類? 順序流水線：流水線輸出端任務(wù)流出的順序與輸入端任務(wù)流入的順序完全相同。? 亂序流水線：流水線輸出端任務(wù)流出的順序與輸入端任

24、務(wù)流入的順序可以不同，允許后進(jìn)入流水線的任務(wù)先完成（從輸出端流出）。25. 流水線的性能指標(biāo) p61吞吐率：在單位時間內(nèi)流水線所完成的任務(wù)數(shù)量或輸出結(jié)果的數(shù)量。26. 解決流水線瓶頸問題的常用方法? 細(xì)分瓶頸段7 / 11.? 重復(fù)設(shè)置瓶頸段27. 相關(guān)有 3 種類型（填空）? 數(shù)據(jù)相關(guān)（也稱真數(shù)據(jù)相關(guān)）? 名相關(guān)（有讀后寫，寫后寫兩種相關(guān)）? 控制相關(guān)28. 流水線沖突有 3 種類型：（填空）結(jié)構(gòu)沖突，數(shù)據(jù)沖突，控制沖突4-29. 3.12 有一指令流水線如下所示3-4-入1234出124-50ns50ns100ns200ns3-（1） 求連續(xù)輸入10 條指令，該流水線的實際4-吞吐率和效率

25、；（2） 該流水線的 “瓶頸 ”在哪一段？請采取兩種不同的措施消除此“瓶頸 ”。對于你所給出的兩種新的流水線，連續(xù)輸入10 條指令時，其實際吞吐率和效率各是多少？解：（1）mT pipelinet i( n1 ) t m axi1(5050100200)92002200(ns)TPnT pipeline1220 (ns1)mt iTP 4005E TPi145.45%m411（ 2）瓶頸在3、 4 段。入123_13_24_1出4_450ns50ns50ns50ns50ns50ns變成八級流水線（細(xì)分）mTpipelineti(n1)tmaxi1508950850(ns)TPn1(ns1)Tp

26、ipeline858 / 11.mti40010ETPi 1TP58.82%m817重復(fù)設(shè)置n11TPTpipeline85 (ns)E4001081058.82%85017段4_44_34_24_13_23_12148372610159246810135791234567891012345678910時間850ns30. 靜態(tài)調(diào)度技術(shù)依靠編譯器對代碼進(jìn)行靜態(tài)調(diào)度， 以減少相關(guān)和沖突。 它不是在程序執(zhí)行的過程中、而是在編譯期間進(jìn)行代碼調(diào)度和優(yōu)化。 靜態(tài)調(diào)度通過把相關(guān)的指令拉開距離來減少可能產(chǎn)生的停頓。31. 動態(tài)調(diào)度方法在流水線中出現(xiàn)相關(guān)時， 通過硬件重新安排指令的執(zhí)行順序， 來調(diào)整相關(guān)指令實

27、際執(zhí)行時的關(guān)系，減少處理器空轉(zhuǎn)。32. 記分牌算法和 Tomasulo 算法是兩種比較典型的動態(tài)調(diào)度算法。33. 動態(tài)分支預(yù)測技術(shù) :是根據(jù)本條指令之前的行為判斷本次行為34. 前瞻執(zhí)行（ speculation ）的基本思想：對分支指令的結(jié)果進(jìn)行猜測，并假設(shè)這個猜測總是對的，然后按這個猜測結(jié)果繼續(xù)取、流出和執(zhí)行后續(xù)的指令。只是執(zhí)行指令的結(jié)果不是寫回到寄存器或存儲器，而是放到一個稱為 ROB（ ReOrder Buffer ）的緩沖器中。等到相應(yīng)的指令得到“確認(rèn) ”（ commit ）（即確實是應(yīng)該執(zhí)行的）之后，才將結(jié)果寫入寄存器或存儲器。通過保留棧。關(guān)鍵思想：允許指令亂序執(zhí)行，但必須順序確認(rèn)

28、35. 多指令流出技術(shù)基本風(fēng)格：超標(biāo)量；超長指令字；超流水處理機(jī)36. 循環(huán)展開和指令調(diào)度時要注意以下幾個方面? 保證正確性。? 注意有效性。? 使用不同的寄存器。? 刪除多余的測試指令和分支指令， 并對循環(huán)結(jié)束代碼和新的循環(huán)體代碼進(jìn)行相應(yīng)的修正? 注意對存儲器數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析9 / 11.?注意新的相關(guān)性37. 存儲層次的性能參數(shù) P1551.每位價格 C2.命中率 H 和失效率 F3.平均訪問時間 T A38.映像規(guī)則：直接映象：主存中的每一塊只能被放置到Cache 中唯一的一個位置。 （空間利用率最低，沖突概率最高，實現(xiàn)最簡單）全相聯(lián)：主存中的任一塊可以被放置到 Cache 中的任意一個

29、位置。 （空間利用率最高，沖突概率最低，實現(xiàn)最復(fù)雜，命中時間最長）是組相連的特例，所以的都是一組組相聯(lián)：主存中的每一塊可以被放置到 Cache 中唯一的一個組中的任何一個位置。 組相聯(lián)是直接映象和全相聯(lián)的一種折中39. 替換算法 P16340. 改進(jìn) Cache 的性能平均訪存時間命中時間失效率失效開銷41. 可以從三個方面改進(jìn) Cache 的性能：（與 p201 結(jié)合）? 降低失效率? 減少失效開銷? 減少 Cache 命中時間42. 子塊放置技術(shù)：把 cache 塊進(jìn)一步劃分為更小的塊（子塊） ，并給每個子塊賦予一位有效位，用于指明該子塊中的數(shù)據(jù)是否有效。43. 請求字從下一級存儲器調(diào)入Cache 的塊中，只有一個字是立即需要的。這個字稱為請求字。44. 請求字優(yōu)先：調(diào)塊時，從請求字所在的位置讀起。 這樣，第一個讀出的字便是請求字。將之立即發(fā)送給 CPU 。45. 映象規(guī)則：全相聯(lián)（填空）替換算法： LRU寫策略：寫回法46. 反映外設(shè)