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自考《计算机系统结构》问答题总结(2)

2006-12-18 09:19   【 】【我要纠错

  第二章

  1、数据结构和机器的数据表示之间的关系?引入数据表示的基本原则?

  数据结构要变换成数据表示来实现,不同的数据表示效率和方便性不同。它们是软硬件的交界面。

  原则:1、是否提高效率减少时间,2、通用性和利用率。

  2、简述三种面向的寻址方式的关系。

  面向寄存器:速度快,增加硬件;

  面向主存:速度稍慢,减少寄存器占用;

  面向堆栈:速度慢,减轻编译负担。

  三者各有特点,但可共同使用,不互相排斥。

  3、堆栈型机器与通用寄存器型机器的主要区别?堆栈型机器对程序调用的哪些操作提供支持?

  通用寄存器型对堆栈数据结构实现的支持较差:1、堆栈操作指令少;2、速度低;3、通常只用于保存返回地址。

  堆栈型支持有力:1、硬件堆栈;2、堆栈指令丰富;3、支持高级语言编译;4、支持子程序嵌套和递归。可将以下信息全部压入栈:返回地址、条件码、关键寄存器内容、必要的全局或局部参数。为子程序开辟局部变量中间结果工作区。

  4、比较寻址方式在指令中的两种指明方式。

  操作码中的某位。缺点:不灵活。优点:指令总长短。

  设寻址方式字段。缺点:指令总长长。优点:寻址灵活。

  5、“机构型”和“策略型”的含义?

  机构型功能指基本的通用的功能;策略型功能指不稳定的可能会改变的功能。

  6、数据描述符和向量数据表示对向量数据结构所提供的支持有什么不同?

  描述方法比变址方法简便,但不能解决向量数组高速运算问题;向量处理机能快速形成元素地址,能把元素成块预取到CPU,用一条指令同时对整个向量数组高速处理。

  7、按CISC方向改进指令系统的思路具体办法?

  思路可从面向目标程序、高级语言、操作系统三个方面考虑。

  面向目标程序可采用的办法:1、对高频指令增强功能加快速度,低频指令合并和取消;2、复合指令代替子程序或宏。

  8、haffman方法及优缺点?

  构造方法:构造haffman树、每个节点用01表示、从根开始01编码

  优点:平均码长最短,冗余少。缺点:种类多,不易译码。

  9、haffman压缩概念的基本思想?

  概率高的事件用短位数表示,低的用长位数表示。

  10、以浮点数数据表示说明数的可表示精度、运算中的精度损失,尾数基值取小对哪个有利哪个不利?

  数的可表示精度是数轴上数的离散程度,两个数间差越小,精度越高;运算中的精度损失指运算中尾数超长造成的损失。

  尾数基值取小则可表示范围变小,个数减少,分布变密,精度提高,速度降低,对前者有利,对后者不利。

  11、OS中哪些适合硬化或固化?哪些不适合?

  高频使用的机构型功能适合,策略型功能不适合。

  12、什么是程序的动态再定位?

  程序在主存中的实际位置可以动态移动的定位技术。可以使用基址寄存器或映象表硬件。

  13、缩短地址码长度的方法

  基址、变址、相对寻址、分段、寄存器寻址、寄存器间接寻址等。

  14、变址和基址各适用于何种场合?设计一种只用6位地址码就可以指向一大地址空间中任意64个地址之一的寻址机构。

  变址适合标量计算机中,基址主要对逻辑与物理空间进行变换,支持动态再定位。

  用6位地址码表示64个地址中的任意一个,可以用隐含寻址或PC自相对寻址形成物理地址。

  15、设计RISC机器的一般原则及可采用的基本技术?

  原则:精简指令条数、格式,让指令等长,一个周期内完成,增加通用寄存器,一般指令不可访存只能对寄存器操作,硬件实现为主,少量微程序解释,提高编译程序质量。

  技术:按以上原则优化、实现指令,设置寄存器,指令采用重叠流水方式解释,采用延迟转移,提高便宜程序质量。

  16、比较CISC和RISC,今后的发展是什么?

  CISC问题:系统庞大导致成本高可靠性低,80%指令利用率低,性价比低。

  RISC优点:简化指令系统,适合VLSI实现,解决了CISC的上述问题。

  缺点:加重汇编语言负担,目标程序开销大,对浮点运算虚拟存储支持不强,对编译程序要求高。

  发展趋势:二者互相结合,取长补短。

  17、比较四种浮点数尾数下溢处理方法

  截断法:将超出机器字长的部分截去,整数最大误差1,分数最大误差2^(-m),统计平均误差<0,不能调节统计平均误差,实现最简单不增硬件不需处理时间,但最大误差平均误差大且无法调节。

  舍入法:设一附加位,整数最大误差0.5,分数最大误差2^(-m-1),统计平均误差略>0,不能调节统计平均误差,实现简单增硬件少最大误差小,但速度慢需处理时间平均误差无法调节。

  恒置1法:最低位恒置1,整数最大误差1,分数最大误差2^(-m),),统计平均误差略>0,不能调节统计平均误差,实现最简单不增硬件不需处理时间,但最大误差平均误差大且无法调节。

  查表舍入法:用2^k个字的ROM或PLA存放下溢处理表,根据查表内容处理下溢。整数、分数、统计平均误差均趋于0,能调节统计平均误差,处理速度快但需增加硬件。

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