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第 1章计算机系统结构的基本概念 1. 什么是计算机系统的多级层次结构? 第6级 L6 :应用语言虚拟机第5级 L5 :高级语言虚拟机第4级 L4 :汇编语言虚拟机第3级 L3 :操作系统虚拟机第2级 L2 :机器语言( 传统机器级) 第1级 L1 :微程序机器级从计算机语言的角度,把计算机系统按功能划分成以下多级层次结构: 2. 硬件和软件在什么意义上是等效的?在什么意义上是不等效的? 硬件和软件在功能实现上是等效的,即一种功能可以由软件实现,也可以由硬件实现。在实现性能上是不等效的。软件实现的优点是设计容易、改进简单;硬件实现的优点是速度快。 3. 经典计算机系统结构的实质是什么? 计算机系统中软、硬件界面的确定,其界面之上的是软件的功能,界面之下的是硬件和固件的功能。 4. 语言实现的两种基本技术是什么? 翻译和解释是语言实现的两种基本技术。它们都是以执行一串 N 级指令来实现 N +1 级指令,但二者存在着差别:翻译技术是先把 N +1 级程序全部变换成 N 级程序后,再去执行新产生的 N 级程序,在执行过程中 N +1 级程序不再被访问。而解释技术是每当一条 N +1 级指令被译码后,就直接去执行一串等效的 N级指令,然后再去取下一条 N +1 级的指令,依此重复进行。在这个过程中不产生翻译出来的程序,因此解释过程是边变换边执行的过程。 5. 对于通用寄存器型机器来说,机器语言程序设计者所看到的计算机的属性主要有哪些? (1) 数据表示(2) 寻址规则(3) 寄存器定义(4) 指令集(5) 中断系统(6) 机器工作状态的定义和切换(7) 存储系统(8) 信息保护(9) I/O 结构 6. 什么是软件兼容?软件兼容有几种?其中哪一种是软件兼容的根本特征? 同一个软件可以不加修改地运行于系统结构相同的各档机器上,而且它们所获得的结果一样,差别只在于运行时间的不同。软件兼容分为向上兼容、向下兼容、向前兼容和向后兼容。其中向后兼容是软件兼容的根本特征。 7. 什么是系列机?它的出现较好地解决了什么矛盾? 系列机是指在一个厂家内生产的具有相同的系统结构,但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。它的出现较好地解决了软件要求环境稳定和硬件、器件技术迅速发展之间的矛盾。 8. 对计算机发展非常关键的实现技术有哪些? (1)逻辑电路(2)半导体 DRAM( 动态随机访问存储器) (3)磁盘(4)网络 9. 实现软件移植的主要途径有哪些? (1) 采用系列机方法(2) 采用模拟与仿真方法(3) 采用统一的高级语言 10. 试以系列机为例,说明计算机系统结构、计算机组成和计算机实现三者之间的关系。计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现;计算机实现是计算机组成的物理实现。一种系统结构可以有多种组成;一种组成可以有多种实现。同一系列机中各种型号的机器具有相同的系统结构,但采用不同的组成和实现技术,因而具有不同的性能和价格。 11. 存储程序计算机在系统结构上的主要特点是什么? (1)以运算器为中心。(2)采用存储程序原理。程序和数据放在同一存储器中,并且没有对两者加以区分。( 3)存储器是按地址访问的、线性编址的空间。(4)控制流由指令流产生。(5 )指令由操作码和地址码组成。操作码指明本指令的操作类型,地址码指明操作数和操作结果的地址。(6)数据以二进制编码表示

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