组成原理和体系结构

计算组成原理与体系结构复习题

一、 选择题

1、最早提出“存储程序”概念的是___________ A.巴贝奇 B. 冯.诺伊曼 C.图灵 D.贝尔

2、电子计算机的算术/逻辑单元、控制单元及主存储器合称______ A.CPU B. ALU C.主机 D.UP

3、输入、输出装置以及外接的辅助存储器称为_______ A.操作系统 B. 存储器 C.主机 D.外部设备 4、完整的计算应该包括________

A.运算器、存储器、控制器 B. 外部设备和主机 C.主机和实用程序的硬件设备和软件系统

5、用以指定待执行指令所在地址的是_______

A.指令寄存器 B. 数据寄存器 C.程序计数器 D.累加器 6、下列执行最快的语言是_________

A.汇编语言 B.机器语言 C.PASCAL D. C语言 7、计算机的算术逻辑单元和控制单元合称为_______ A. ALU B.CUP C.CAD D. UP 8、一片1MB的磁盘能存储_____的数据

A.106字节 B.210字节 C.109字节 D.220字节 9、存储字长是指______

A.存放在一个存储单元中

以下内容集合了网上收集的硬件知识、本人的安装使用体会，以及跟帖中各位提供的理论或经验，本人在此汇总整理。注意，仅仅针对64位CPU，希望对大家有所帮助。

就硬件层面，现在CPU的地址总线、芯片组BIOS等基本上已经对4GB以上容量的内存提供了良好支持。目前，对大内存的使用，系统的内存寻址能力、使用机制才是关键。

一、32位windows系统使用内存的限制

参考此文：

http://www.shineblog.com/user1/16922/archives/2008/986614.shtml

x86的32架构允许的最大内存寻址空间为4GB，如果想要32位系统支持4GB以上内存寻址空间的话，就要用PAE的特殊内核，采用特殊方式访问，但是系统效率会比原生的64位系统低。即使32位系统显示出4G内存，也发挥不出4G内存的能量，2G和4G是差不多的。

PAE-----Intel Physical Address Extension（物理地址扩展），是36位内存寻址模式，允许32系统寻址能力超过4GB。PAE需要适当的硬件和操作系统支持。处理器为Intel Pentium Pro以上，操作系统支持Windows NT 4.0企业版，Wi

S N M P的体系结构及工

作原理

文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

S N M P的体系结构及工作原理网管系统软件是由以下部分组成的

Manager：

管理员使用的工作站，通过网管软件查看和分析网管数据。

Agent

网管代理。网管代理一般分为两个功能模块和一个公用模块MIB库

查询/设置模块

此模块接受来自Manager的查询和设置指令，并根据指令处理相关数据，如将被查询的数据返回给Manager,或使设置的数据对相关Device生效。

对于SNMP Agent，此模块至少需要实现以下协议接口：

get-request

set-request

get-next-request

get-reponse

告警模块

告警模块将设备产生的告警发送给Manager。对于SNMP Agent.此模块至少需要实现Trap协议接口。

MIB库

MIB(管理信息库)保存被管理设备的相关管理信息。在SNMP Agent里， MIB通常用文本文件格式保存。

一个MIB描述了包含在数据库中的对象或表项。每一个对象或表项都有以下四个属性：

对象类型（Object Type）

语法（Syntax）

存取（Access）

状态（Status）

在SNMP规范之

MIPS CPU 体系结构概述 http://www.xtrj.org/mips/ 陈怀临

1。序言

本文介绍MIPS体系结构，着重于其寄存器约定，MMU及存储管理，异常和中断处理等等。

通过本文，希望能提供一个基本的轮廓概念给对MIPS CPU及之上OS有兴趣的读者。

并能开始阅读更详细的归约(SPECIFICATION)资料。

MIPS是最早的，最成功的RISC(Reduced Instruction Set Computer)处理 器之一，起源于Stanford Univ的电机系. 其创始人 John L. Hennessy在1984年在硅谷创立

了MIPS INC. 公司(www.mips.com)。John L. Hennessy目前是Stanford Univ. 的校长。在此之前，他是 Stanford电子工程学院的Dean。CS专业的学生都知道两本著名的书： “Computer Organization and Design : The Hardware/Software Interface” 和 ”Computer Architecture : A Quantitative Approach“。其

无线传感网络和体系结构介绍

无线传感器网络是随着微机电系统（MEMS）、无线通讯以及数字电子技术的迅速发展而出现的一种新兴的信息获取和处理模式，无线传感器网络通常包括传感器节点（传感器节点可以是具有路由功能的路由器节点或者是终端节点）、汇聚节点两大部分。大量传感器节点部署在监测区域采集数据并通过自组织方式构成网络。传感器节点采集的数据沿着路由器节点进行传输，经过多跳传输至汇聚节点，并通过GPRS方式发送到远端上位机。本系统具有可快速布置、无需人值守且功耗及成本低等优点。其网络结构图如图1所示。

图1 无线传感器网络结构

无线传感器网络因所在环境的特殊性，致使其与传统网络存在许多不同，主要表现在[ ]：① 传感器节点因为电量的原因很容易成为死节点，所以电量供应是阻碍无线传感器网络应用的瓶颈问题；② 无线传感器网络的传感器节点同样因为电量问题，导致节点数据处理、存储能力有限；③ 无线传感器网络的传感器节点因为其通信带宽窄且通信距离只有几十到几百米，并且传感器节点间的通信会频繁断断续续。因此如何在如此的通信条件下有效地完成数据处理和传输，是无线传感器网络的一个重要问题；④ 无线传感器网络与传统网络以传输数据为目的且中间节点仅仅负责数据分组的转发不同，路由

班 级 学 号 姓 名

总2010 －2011 学年第 2 学期

分 课程名称：计算机体系结构

得分 一．填空题（每小题 1 分，共 15 分） 1. 计算机系统结构是指由 程序员 所看到的计算机的属性，即 和功能特性。

2. Amdahl定律的一个重要推论是，如果只针对整个任务的一部分进行优

化，那么所获得的加速比不大于 1/(1-可改进比例) 。 3. 软件兼容是指同一个软件可以不加修改地运行于体系结构 相同的各档机器上，它们获得的 结果 一样，差别只在于 运行时间 不同。

4.CPU中用于存储操作数的3种存储单元分别为堆栈、 累加器 和 寄存器 。

5. DLX指令有3种指令格式，分别是I类型指令、 R类型 指令和 J类型 指令。

6．流水线中的相关分为数据相关、 结构相关 和 控制相关 三类。 7. Cache主要是为解决主存 速度 满足不了要求而提出来的，而虚拟存储器主要是为解决主存 容量 满足不了要求而提出来的。

8. 增加Cache块大小可以降低 强制性 失效，但同时也会增大 冲突性 失效。 得分 二．选择题（

MIPS CPU 体系结构概述 http://www.xtrj.org/mips/ 陈怀临

1。序言

本文介绍MIPS体系结构，着重于其寄存器约定，MMU及存储管理，异常和中断处理等等。

通过本文，希望能提供一个基本的轮廓概念给对MIPS CPU及之上OS有兴趣的读者。

并能开始阅读更详细的归约(SPECIFICATION)资料。

MIPS是最早的，最成功的RISC(Reduced Instruction Set Computer)处理 器之一，起源于Stanford Univ的电机系. 其创始人 John L. Hennessy在1984年在硅谷创立

了MIPS INC. 公司(www.mips.com)。John L. Hennessy目前是Stanford Univ. 的校长。在此之前，他是 Stanford电子工程学院的Dean。CS专业的学生都知道两本著名的书： “Computer Organization and Design : The Hardware/Software Interface” 和 ”Computer Architecture : A Quantitative Approach“。其

云计算的体系结构由5部分组成，分别为应用层，平台层，资源层，用户访问层和管理层，云计算的本质是通过网络提供服务，所以其体系结构以服务为核心。

如下图：

1，资源层

资源池层是指基础架构屋面的云计算服务，这些服务可以提供虚拟化的资源，从而隐藏物理资源的复杂性。 物理资源指的是物理设备，如服务器等。

服务器服务指的是操作系统的环境，如linux集群等。

网络服务指的是提供的网络处理能力，如防火墙，VLAN，负载等。 存储服务为用户提供存储能力。

2，平台层

平台层为用户提供对资源层服务的封装，使用户可以构建自己的应用。

数据库服务提供可扩展的数据库处理的能力。

中间件服务为用户提供可扩展的消息中间件或事务处理中间件等服务。

3，应用层

应用层提供软件服务

企业应用是指面向企业的用户，如财务管理，客户关系管理，商业智能等。 个人应用指面向个人用户的服务，如电子邮件，文本处理，个人信息存储等。

4，用户访问层

用户访问层是方便用户使用云计算服务所需的各种支撑服务，针对每个层次的云计算服务都需要提供相应的访问接口。

服务目录是一个服务列表，用户可以从中选择需要使用的云计算服务。

订阅管理是提供给用户的管理功能，用户可以查阅自己订阅的服务，或者终止订阅的

云计算的体系结构由5部分组成，分别为应用层，平台层，资源层，用户访问层和管理层，云计算的本质

是通过网络提供服务，所以其体系结构以服务为核心。

如下图：

1，资源层

资源池层是指基础架构屋面的云计算服务，这些服务可以提供虚拟化的资源，从而隐藏物理资源的复杂性。 物理资源指的是物理设备，如服务器等。

服务器服务指的是操作系统的环境，如linux集群等。

网络服务指的是提供的网络处理能力，如防火墙，VLAN，负载等。

存储服务为用户提供存储能力。

2，平台层

平台层为用户提供对资源层服务的封装，使用户可以构建自己的应用。

数据库服务提供可扩展的数据库处理的能力。

中间件服务为用户提供可扩展的消息中间件或事务处理中间件等服务。

3，应用层

应用层提供软件服务

企业应用是指面向企业的用户，如财务管理，客户关系管理，商业智能等。

个人应用指面向个人用户的服务，如电子邮件，文本处理，个人信息存储等。

4，用户访问层

用户访问层是方便用户使用云计算服务所需的各种支撑服务，针对每个层次的云计算服务都需要提供相应的访问接口。

服务目录是一个服务列表，用户可以从中选择需要使用的云计算服务。

订阅管理是提供给用户的管理功能，用户可以查阅自己订阅的服务，或者终止订阅的服务。

服务访问是针对每种层次的云计算

《高级计算机体系结构》实验

实验1 简单CPU设计

一．实验目的

设计实现简单CPU，熟悉并掌握指令结构，利用verilog编写各个子模块。

二．实验原理 1.CPU设计

CPU概念设计如图1所示：

图1

2.指令集

（1）本实验设计一个可以运行4条指令的简单CPU （2）指令格式：opcode（2 bit）＋ addr（6 bit） （3）具体4条指令如表1： 表1 指令结构 Inst Op Addr Operation ADD AND INC JMP 00 01 10 11 XXXXXX XXXXXX XXXXXX XXXXXX 加 法： AC<-AC+M[Addr] 逻辑与： AC<-AC^M[Addr] 加 1： AC<-AC+1 跳 转： PC<-Addr 3.寄存器组织

（1）累加器（AC）

a．提供ADD，AND操作的一个操作数

b．存放ADD，AND操作的结果

（2）用户不可见寄存器

a．地址寄存器（AR）：6bit，提供访问存储器单元地址

《高级计算机体系结构》实验

b．程序计数器（PC）：6bit，存放下一条指令在存储器单元中的地址 c．数据寄存器（DR）：8bit，存放从访问存储器单元的内容 d．指令寄存器（IR）：2bit，存放当前取出的指令的操作码部分

4.指令的执行

指令的执行过程如图2：

图2

（1）取指

FETCH1: AR<- PC

FETCH2: D