计算机系统结构自考真题电子版

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书名：计算机系统结构

作者：李学干

出版年份：2011-11

页数：329

内容简介：

《计算机系统结构(第5版)》是在原书第四版的基础上修订而成的。这次修订的重点是第1、4、5、6章。《计算机系统结构(第5版)》系统地讲述了计算机系统结构的基本概念、基本原理、基本结构、基本分析方法以及近年来在该领域的进展。全书共8章。主要内容有:计算机系统结构基础及并行性的开发；数据表示、寻址方式与指令系统的设计、优化、发展和改进；存储、中断、总线与输入/输出系统；虚拟存储器、cache存储器、三级存储层次和存储系统的保护；重叠方式和流水方式的标量处理机及指令级高度并行的超级处理机;向量的流水处理和向量流水处理机、阵列处理机的原理、并行算法和互连网络；多处理机的硬件结构、多cache的一致性、程序的并行性和性能、操作系统和多处理机的发展;数据流计算机和归约机。《计算机系统结构(第5版)》内容丰富，取材适当，每章有大量例题和习题。每章末均有本章小结，给出本章“知识点和能力层次要求”以及“重点和难点”。书末附有各章习题参考答案。《计算机系统结构(第5版)》可作为计算机专业本科生和相关专业研究生的教材，也可作为相关领域科技人员的参考书。

第三章 1、以IBM370为例说明为什么把中断分类以及分成几类。 大型多用途机器中断源多，每个中断源单独形成入口将导致硬件实现难，代价大，因此可归类，每类给中断服务程序入口由软件转入相应处理部分。IBM370中断分为6类：机器校验，访管，程序性，外部，I/O，重新启动。 2、专用和非专用线各自的优缺点 专用线：只连接一对物理部件的总线。优点：不用争总线，控制简单，系统可靠。缺点：总线数多且长，成本高，利用率低，不易扩展。 非专用线：可被多种功能与部件共享，但同一时刻只能被一个部件使用。优点：集成度高，造价低，可扩展能力强，总线利用率高，易标准化。缺点：流量小，争用总线，部件效率低，可能成为瓶颈，可靠性差。 3、减少总线线数的方法 线的组合：减少按功能和传递方向所需的线数。 编码：对少数几根功能线进行编码取代多根单功能线。 并/串-串/并：在总线两端设置转换器，经分拆移位后在目的端形成完整的字。 4、比较几种数据宽度 单字：适合低速设备，不用指明传送信息单位，缺点是速度慢总线利用率低； 定长块：高速设备，充分利用总线宽度不用指明传送信息单位，但不灵活； 可变长块：优先级速度都高的设备，灵活需充分利用总线带宽，但需指定传送信号块大小。 单字加定长块：优先级高速度低的设备，短数据可用单字传送减少带宽浪费，信息块太小时成为单字方式总线利用率低。 单字加可变长块：普遍使用，灵活有效，但复杂开销大。 5、有通道情况下的I/O过程 a目态程序中可安排I/O广义指令 b运行到广义指令后，产生访管中断 cCPU响应中断后进入管态 d管理程序根据广义指令编写通道程序，进入通道选择设备期 e选择通道和子通道，取出指令，选择控制器和设备，发启动命令，结束通道选择设备期 f进入通道数据传送期，完成数据传送 g向CPU发I/O请求，第二次转管态，调出相应管理程序，之后CPU返回目态。 6、比较通道的三种类型 字节多路：单字节，适于大量低速设备，字节交叉，多次选择设备，分时共享，满负荷时对通道要求的实际流量应是所连各设备的流量之和。 数组多路：定长块，适于大量高速设备，成组交叉，多次选择设备，分时共享，满负荷时对通道要求的实际流量应是所连各设备的流量的那个。 选择：不定长块，高优先级高速设备，独占通道，一次选择设备，独占，满负荷时对通道要求的实际流量应是所连各设备的流量的那个。 7、为什么中断优先级从高到低一般为：机器校验、程序性和管理程序调用、外部、I/O、重新启动？ 机器校验若不及时处理，系统将无法正常工作。 程序中断若低于外部和I/O中断可能导致混乱。只有处理完机器故障后，才能进入访管中断。 重新启动一般时间并不紧迫，所以放在最后。 8、集中式串行链接的过程，优缺点，硬件故障时通讯的可靠性。 a经公共总线向总线控制器申请 b总线不忙时，总线控制器响应请求，送出总线可用。 c总线可用信号在部件间串行通过，直至某个部件发生总线请求。 d该部件获得总线使用权 e数据传送，维持总线忙 f传送完成，去除总线忙 g总线请求再次建立时，重复新的分配过程。 优点：简单，线数少，可扩充性好，可靠性高。 缺点：对总线可用线及电路敏感，不灵活，速度慢。 9、集中式定时查询的过程，优缺点，硬件故障时通讯的可靠性。 a每个部件发总线请求 b总线不忙时，定时查询谁发的请求 c查询到后，查询停止，该部件获得总线使用权 d数据传送，维持总线忙 e传送完成，去除总线忙 f总线请求再次建立时，重复新的分配过程。 优点：灵活，可靠性高 缺点：线数多，扩展性差，控制复杂，总线分配受限计数信号。 10、集中式独立请求的优缺点，硬件故障时通讯的可靠性。 a每个部件有总线请求和总线准许 b总线未分配时，总线分配器根据某种算法仲裁哪个申请部件使用总线。 c数据传送 d传送完毕后除去总线已分配和总线准许。 优点：速度快，灵活，方便隔离失效部件 缺点：线数多，复杂。 11、在现代计算机系统中，中断系统的软硬件功能是怎样分配的，为什么这样分配？ 中断响应要求快，一般用硬件实现。 中断的处理过程一般用软件，也可用硬件支持。 中断响应过程中现场的保存和恢复用硬件实现，以保证响应速度。 另一部分现场用软件实现，提高灵活性。