福师21年秋季《计算机体系结构》在线作业二-3.pdf

计算机体系结构是计算机科学中的核心课程，涉及到计算机硬件和软件之间的接口设计，以及如何优化系统性能。本题目的内容涵盖了许多计算机体系结构的基础概念和高级主题。以下是对这些知识点的详细解释： 1. 异构型多处理机：这类处理机结合了不同类型的处理器，例如CPU和GPU，以实现作业和任务级别的并行处理。选项C，MIMD（Multiple Instruction Multiple Data），代表这种系统。 2. 虚拟存储器访问速度：虚拟存储器的性能受到页地址流、页面调度策略和主存容量的影响，但不直接取决于辅助存储器的容量，因为辅助存储器通常作为主存的扩展，其速度慢但容量大。 3. 标量流水机：标量处理器能处理单条标量指令，但不能直接处理向量数据。选项C错误，因为标量流水机可以对向量数据进行运算，通过扩展或向量化技术。 4. 逻辑地址：程序员在编写程序时使用的地址是逻辑地址，由编译器或汇编器生成。在程序执行时，这些地址会被转换成物理地址，即实际内存中的位置。 5. 多端口存储器：适合连接紧耦合多处理机，因为它可以同时服务多个处理器的读写请求。 6. 磁盘外部设备：通常通过数组多路通道或选择通道连接，因为它们可以高效地处理I/O设备的数据传输。 7. 计算机系统设计：从中间开始的设计方法，即自顶向下和自底向上相结合，被认为是比较好的设计策略，能够平衡系统各个层次的复杂性。 8. 流水线：线性流水线是单功能的，而动态流水线可以是多功能的，静态流水线也可以是多功能的。选项D错误，因为它混淆了静态流水线和动态流水线的特性。 9. 通道流量：衡量的是在通道数据传送期间单位时间内传输的数据量。 10. IBM 370系统中的"比较与交换"指令：对于多进程共用公用区的管理，这种指令允许原子操作，避免了数据竞争问题。 11. 堆栈型替换算法：近期最久未用法（LRU）是一种常见的页面替换算法，属于堆栈型。 12. 不属于堆栈型替换算法的：先进先出法（FIFO），它不是堆栈型的，而是基于时间顺序的。 13. 磁盘设备的连接：同样适合通过数组多路通道或选择通道连接。 14. 机器属性：机器语言程序员看到的是计算机体系结构，即冯·诺依曼模型或者哈佛模型等，而不是硬件实现的细节或软件功能。 15. 指令重叠：在执行和分析指令之间可以部分重叠，但分析必须在执行完成后开始。 16. 中断优先级：IBM 370中，重新驱动中断的优先级最低。 17. 虚拟存储器：提高命中率的方法包括选择合适的替换算法，如堆栈型，并且可能需要增加主存容量。 18. 微指令执行：硬件直接执行微指令，而不是通过软件。 19. Cube互联函数：在立方体网络中，第10号处理机与第2号处理机相联。 20. 减少访存冲突：并行多体交叉主存系统可以降低共享主存的冲突。 21. 存储器工作：存储器不能总是连续满负荷工作，因为它受到访问请求的时序和缓存策略的影响。 22. 线性流水线吞吐率：子过程过多可能会导致资源浪费，不一定是提高吞吐率的最佳方法。 23. 性价比选择：购买性能价格比高的中档机可以获得更好的性价比。 24. 数据流计算机：在数据流模型中，信息以操作包和数据令牌的形式传递。 25. 流水线吞吐率：细分子过程并不总是能提高吞吐率，还取决于资源调度和瓶颈。 26. 系列机数据总线：系列机的不同档次可能有不同的数据总线，但这对程序员通常是透明的。 27. 全相连映像：全相连映射的冲突率较低，但实现成本高。 28. Cache组相联映象：相比直接映象，组相联的冲突概率较高。 29. 并行主存频宽：多体单字方式通常提供更高的实际频宽，因为可以同时处理多个字。 这些知识点涵盖了多核处理、虚拟存储、流水线设计、I/O系统、计算机组织、中断处理、存储器系统等多个方面的内容，是理解计算机体系结构的关键要素。