### 计算机系统结构知识点解析 #### 一、总线控制方式的优缺点及通讯可靠性分析 在《计算机系统结构》清华第二版教材中，针对三种常见的总线控制方式——集中式串行链接、定时查询和独立请求，进行了详细的比较分析。下面将对这三种总线控制方式的特点及在硬件故障时对通讯可靠性的影响进行深入探讨。 **1. 集中式串行链接** - **优点**： - 简单：实现较为简单，硬件成本较低。 - 易于实现：适用于小型系统或简单设备间的连接。 - **缺点**： - 可靠性差：一旦“总线可用”线出现故障，后续的部件将无法正常请求使用总线，导致系统瘫痪。 - 扩展性差：随着设备数量增加，效率下降明显。 - **通讯可靠性分析**： - 当“总线可用”线出现断路或碰地等故障时，后续部件的请求无法得到响应，系统整体可能陷入瘫痪状态。可以通过设置冗余线路来提高可靠性。 **2. 定时查询** - **优点**： - 可靠性较高：即使某个部件出现故障，也不会影响其他部件的查询，确保了系统的稳定性。 - 灵活性较好：支持更多的设备接入，扩展性强。 - **缺点**： - 效率相对较低：查询每个部件都需要一定的时间，尤其是在设备较多的情况下。 - **通讯可靠性分析**： - 总线控制器通过计数的方式查询各个部件，即使遇到故障部件，也能继续查询下一个部件，避免了系统整体瘫痪的风险。 **3. 独立请求** - **优点**： - 高效：每个部件都可以独立请求总线使用权，减少了等待时间。 - 可靠性高：能够通过软件或硬件措施屏蔽故障部件，不影响其他部件的正常使用。 - **缺点**： - 成本较高：每个部件都需要独立的请求线路，增加了硬件成本。 - 复杂度增加：管理和调度更加复杂。 - **通讯可靠性分析**： - 即使某个部件发生故障，也不会影响其他部件的正常工作，保证了系统的稳定性和可靠性。 #### 二、中断处理次序分析 **问题**：假设中断级屏蔽位“1”代表开放，“0”代表屏蔽，根据表3.1所示的各级中断处理程序的中断级屏蔽位设置情况，分析以下两个问题： 1. 当中断响应优先次序为l→2→3→4时，中断处理的实际次序是什么？ 2. 如果所有中断处理都需要3个单位时间，且中断响应和中断返回时间相对于中断处理时间来说非常短。当机器正在运行用户程序时，同时收到第2、3级中断请求；经过两个单位时间后，又同时收到第1、4级中断请求，请绘制出程序运行过程示意图。 **解答**： 1. **中断处理次序**： - 根据表3.1中的中断级屏蔽位设置情况，可以得出以下结论： - 中断1处理程序屏蔽了所有级别，因此它总是优先处理。 - 中断2处理程序开放了第1和第4级中断，因此它可以被第1级和第4级中断打断。 - 中断3处理程序只开放了第1级中断，因此只能被第1级中断打断。 - 中断4处理程序开放了第1和第3级中断，因此它可以被第1级和第3级中断打断。 - 因此，当中断响应优先次序为l→2→3→4时，中断处理的实际次序遵循以下规则： - 中断1始终最先处理。 - 中断2可以在第1级中断完成后处理，除非在处理过程中再次受到第1级或第4级中断。 - 中断3可以在第1级中断完成后处理，但不受第2级或第4级中断的影响。 - 中断4可以在第1级或第3级中断完成后处理。 2. **程序运行过程示意图**： - **初始状态**：用户程序正在运行。 - **T=0**：第2、3级中断请求到达，由于第1级中断未被触发，中断2处理程序开始执行（中断3被屏蔽）。 - **T=1**：中断2处理程序仍在执行。 - **T=2**：中断2处理程序完成，此时第1、4级中断请求到达，中断1处理程序开始执行。 - **T=3**：中断1处理程序仍在执行。 - **T=4**：中断1处理程序完成，此时中断3处理程序开始执行。 - **T=5**：中断3处理程序完成，中断4处理程序开始执行。 - **T=6**：中断4处理程序完成，用户程序恢复执行。 通过对集中式串行链接、定时查询和独立请求三种总线控制方式的对比分析，我们可以清楚地了解它们各自的优缺点以及在硬件故障时对通讯可靠性的影响。此外，通过分析不同级别的中断请求以及它们之间的关系，我们还可以深入了解中断处理的机制及其对系统性能的影响。这些知识点对于深入理解计算机系统结构具有重要意义。

这本微机是电科研究生复试微机指定教材，是基于ARM的微机。 书籍文字经过OCR识别，已转为可编辑状态。同时，自带目录。

第1章计算机系统结构导论 第2章指令系统 第3章流水技术与流水处理机 第4章存储系统 第5章互连网络 第6章单指令流多数据流计算机 第7章多指令流多数据流计算机

在模拟器上实现在任意访存块地址流下Cache存储器的存储过程，并求出命中率 要求如下： 1．Cache—主存：映像方式要实现全相联、直接映象、组相联方式三种方式，并选择每一种映像方式下输出结果；替换算法一般使用LRU算法。 3．求出命中率；显示替换的全过程；

3．3一阶RC模型参数辨识 在一阶RC改良模型中，开路电压％，充电内阻见，放电内阻B，极化内阻只。， 极化电容c。四个参数由电池内部表现所决定，需要进行一定条件的电池性能测试，获得 数据后进行参数拟合。本次实验在环境温度恒定为25。C环境条件下，暂时不考虑温度 影响因子。 第二章中已经通过实验得出了电池在充／放电两个不同条件下的SOC．OCV曲线，即 Uo。(SOC，c)和‰(。s∞，D)参数。为了获得电池在在充放电时候的电池组容参数， 本次实验使用((FreedomCAR电池试验手册》中脉冲特性试验(Hybrid Pulse Power Characteristic Test)1271为测试电流负载，在每10％SOC值设置一个测试点，测试在不同 SOC条件下电池模型参数。 实验使用天津力神18650电池，实验步骤分为4个步骤： (1)使用标准充电方法，对单体电池充电至SOC为100％。 (2)使用恒流放电方式，电流恒定为1C(1．35A)，按照放电时间定为6min。待其SOC 达到预定值后，停止放电，静置2h。 (3)在预定的SOC点处，使用2C(2．7A)脉冲冲击电流，记录电池在70s内的充放 电电压曲线。所使用的脉冲电流如图3-6。 万方数据

本教材共分8章。第1章介绍计算机系统结构的基本概念、计算机系统的层次结构、系统结构的形成和发展等，第2章介绍数据表示、寻址技术、指令格式的优化设计、CSIC指令系统和RISC指令系统等，第3章介绍输入输出系统、中断系统、通道处理机和输入输出处理机，第4章介绍存储系统原理、虚拟存储器和高速缓冲存储器等，第5章介绍先行控制技术、流水线处理、向量处理机等，第6章介绍互联网络和并行处理机，第7章介绍多处理机结构、性能和多处理机操作系统等，第8章介绍数据流计算机、脉动阵列机与集群。 本书是计算机专业及相关专业本科生“计算机系统结构”课程的教材，也可供相关专业的工程技术人员参考。

2.1 纯电动汽车结构及运动力学特性 2.1.1 典型纯电动汽车结构及动力系统应用发展趋势 纯电动汽车的结构型式较为灵活，目前主要包括电机中央驱动和电动轮驱动两种。 其中，电动机中央驱动还包括有无传动轴的前驱、后驱等多种型式，而电动轮也分为 两轮和四轮驱动型式，包括轮边驱动和轮毂驱动两种。目前纯电动汽车仍处于产业化 的初级阶段，在传统内燃机汽车基础上进行电气化改装实现单能量源供电、单电机驱 动的结构型式仍最为普遍，该种方式可以较好的利用传统内燃机汽车的技术经验和产 品平台，通过较少的设计改进即可完成搭载式纯电动汽车的开发，以缩短样车开发的 周期，快速完成对纯电驱动技术的研究和验证。另外，在此基础上，也可以较为方便 的对电池布置以及专用减速器等进行有针对性的设计优化和二次开发，使其结构和设 计更适应纯电动汽车的技术特点，进一步优化整车性能。本文主要以该种车型作为研 究对象，其典型的整车及动力系统结构如图 2.1 所示。 整 流 器 升压 动力 电池 逆变 器 电机空调 减 速 系 统 低压附件DC/DC 电 网 图2.1 纯电动汽车整车及动力系统结构图

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