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简答题(本大题共5小题,每小题6分,共30分)
1.什么是虚拟存储器?它有什么特点和作用?
答:虚拟存储器是以主存与辅存为根据建立起来的一种存储体系,它使得程序能
够像访问主存储器一样访问外部存储器。虚拟存储器的地址空间可以大到CPU的
最大寻址范围。为了提高平均访存速度,将虚拟地址空间中访问最频繁的一小部
分寻址范围映像到主存储器,其余的地址空间映像到外存储器,这样使得存储系
统既具有外存的容量,又有接近于主存的访问速度。
2.并行处理计算机除分布处理、MPP和机群系统外,还有哪4种基本结构?及他
们各自解决的基本问题?
答:流水线计算机,阵列处理机,多处理机,数据流计算机。流水线计算机解决
拥塞控制,冲突防止,分支处理,指令和数据的相关处理,流水线重组,中断
处理,流水线调度以及作业顺序的控制等。阵列处理机解决处理单元灵活、规律
的互连模式和互联网络设计,存储器组织,数据在存储器中的分布算法,针对具
体应用题目的高效并行算法等问题,尽可能将标量循环运算转成向量运算以消除
循环,避免相关。多处理机解决处理机间互连和存储器组织等硬件结构,存储管
理,资源分配,任务分解,系统死锁的防止,进程间的通讯和同步,多处理机的
调度,系统保护等操作系统,高效并行算法和并行语言的设计等问题。数据流计
算机主要研究合适的硬件组织和结构,数据流程序图,能高效并行执行数据流语
言以及解决目前数据流机存在的某些问题。
3.简述超长指令机系统设计的基本原则。
答:超长指令机系统设计的原则:
(1)设立单一的控制流,只有一个控制器,每个时钟周期启动一条长指令;
(2)超长指令字被分成多个控制字段,每个字段直接独立地控制每个功能部件;
(3)含有大量的数据流通路和功能部件,由于编译器在编译时间已考虑可能出现
的数据相关,故控制硬件简单;
(4)在编译阶段完成超长指令中多个可并行操作的调度。
4.以IBM370为例说明为什么把中断分类以及分成几类。
答:为处理一个中断请求,要调出相应的中断处理程序,如果中断源数少,则可
用中断系统硬件直接形成相应中断服务程序入口,但对中大型多用途机器,中断
源数目很多,若为每个中断源单独形成入口,不仅硬件实现难,代价大,而且在
中断处理上没有必要,因不少中断源性质比较接近,可归成几类,这样可以对
每类给定一个中断服务程序入口,再由软件分支转入相应中断处理部分,这样可
以大大简化形成中断处理程序入口地址形成硬件。IBM370将中断分成6类,它们
是机器校验、管理程序调用、程序性、外部、输入/输出、重新启动。
5.采用重叠方式解决访主存冲突问题。具体的解决办法是什么?
答:采用重叠方式要解决好“取指k+1”和“分析k”在时间上重叠时的访主存冲
突问题。
具体的解决办法有三种:
(1)将操作数与指令分开放在两个各自独立编址,又可同时访问的存储器中。缺
点是主存总线控制及软件设计都比较麻烦。
(2)让主存采用多个分体交叉地并行的组成方式。存在的问题有时会发生分体冲
突而无法并行。
(3)在采用多分体交叉的并行主存基础上,再增设采用先进先出方式工作的指令
缓冲器,让主存能插空将后续的指令预取进指令缓冲器。
简答题(本大题共5小题,每小题6分,共30分)
1.简述实现软件移植的统一高级语言途径存在的问题。
答案:问题是至今虽然有上百种高级语言,但没有一种是对各种应用通用的。
第一,不同的用途要求语言的语法、语义结构不同;
第二,第二,人们对语言的基本结构看法不一;
第三,即使同一高级语言在不同厂家的机器上也不能完全通用;)
第四,人们不愿抛弃惯用的语言,不愿抛弃长期积累的、用原有语言编写且已被
实践证明是正确的软件。
2.简述设计RISC结构采用的基本技术。
答案:设计RISC结构用的基本技术有:
(1)按RISC一般原则设计;
(2)逻辑实现用硬联和微程序结合;
(3)用重叠寄存器窗口;
(4)指令用流水和延迟转移;
(5)优化设计编译系统。
3.设某系统的中断源的中断请求优先级分为4级,从高到低为1、2、3、4。设
中断级屏蔽位为“1”,对应屏蔽;中断级屏蔽位为“0”,对应开放。要求中断
处理次序与中断响应次序相同,请给出各级中断处理程序中断级屏蔽位的设置。
(要求:先进行文字说明,再画出中断级屏蔽
位表)
答案:要求中断处理次序为1、2、3、4,即要求:
中断处理程序1应屏蔽其他所有中断请求,包括同级的其他请求,以保证中断处
理程序1能优先执行完;
中断处理程序2屏蔽中断请求2、3和4,并对中断请求1开放;
中断处理程序3屏蔽中断请求3和4,并对中断请求
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