1、 软件评测师 http:/ 考 软 件 评 测 师 教 程 知 识 点 精 讲 （ 三 ）软 考 软 件 评 测 师 属 于 全 国 计 算 机 技 术 与 软 件 专 业 技 术 资 格 考 试 中的 一 个 中 级 考 试 。 希 赛 小 编 为 大 家 整 理 了 软 件 评 测 师 教 程 中 几 个重 要 的 知 识 点 精 讲 ， 希 望 对 大 家 有 所 帮 助 。指 令 流 、 数 据 流 和 计 算 机 的 分 类我 们 先 学 习 两 个 定 义 。（ 1） 指 令 流 ： 机 器 执 行 的 指 令 序 列 。（ 2） 数 据 流 ： 由 指 令 流 调 用 的 数 据
2、 序 列 ， 包 括 输 入 数 据 和 中 间 结果 。1 根 据 多 倍 性 的 分 类按 照 计 算 机 同 时 处 于 一 个 执 行 阶 段 的 指 令 或 数 据 的 最 大 可 能 个 数 ，人 们 把 计 算 机 分 成 4 种 ， 如 表 1-4 所 示 。表 1-4 指 令 流 的 分 类（ 1） SISD（ 单 指 令 流 单 数 据 流 ） ： 这 是 最 简 单 的 方 式 ， 计 算 机 每次 处 理 一 条 指 令 ， 并 只 对 一 个 操 作 部 件 分 配 数 据 。 一 般 认 为 流 水 线 技术 的 计 算 机 仍 然 属 于 SISD。（ 2） SI
3、MD（ 单 指 令 流 多 数 据 流 ） ： 具 备 SIMD 的 常 常 是 并 行 处理 机 ， 这 种 处 理 机 具 备 多 个 处 理 单 元 ， 每 次 都 执 行 同 样 的 指 令 ， 对 不同 的 数 据 单 元 进 行 处 理 。 这 种 计 算 机 非 常 适 合 处 理 矩 阵 计 算 等 。（ 3） MISD（ 多 指 令 流 单 数 据 流 ） ： 这 种 处 理 方 式 比 较 难 以 想 象 ，软件评测师 http:/ 多 个 处 理 单 元 ， 同 时 执 行 不 同 的 指 令 ， 针 对 的 是 单 一 数 据 。 但 有 资料 认 为 ， 流 水 线
4、处 理 机 中 每 个 数 据 由 不 同 操 作 部 件 对 之 进 行 处 理 。（ 4） MIMD（ 多 指 令 流 多 数 据 流 ） ： 这 是 一 种 全 面 的 并 行 处 理 机 ，典 型 的 机 型 是 多 处 理 机 。 这 种 计 算 机 的 设 计 和 控 制 都 很 复 杂 。2 按 照 程 序 流 程 机 制 的 分 类具 体 的 介 绍 如 下 。1） 控 制 流 计 算 机这 是 通 常 见 到 的 计 算 机 ， 使 用 程 序 计 数 器 来 确 定 下 一 条 指 令 的 地 址 。指 令 程 序 流 由 程 序 员 直 接 控 制 ， 其 主 存 是 共
5、 享 的 ， 存 储 区 可 以 被 多 指令 修 改 ， 容 易 产 生 数 据 相 关 性 ， 对 并 行 性 不 利 。2） 数 据 流 计 算 机在 冯 诺 依 曼 体 系 中 ， 计 算 机 是 指 令 流 驱 动 的 ， 而 数 据 流 则是 处 于 被 动 地 位 的 ， 这 看 起 来 合 理 ， 但 在 某 些 时 候 也 不 尽 然 。 与 指 令流 相 对 的 是 数 据 流 驱 动 ， 即 一 旦 数 据 准 备 好 ， 则 立 即 开 始 执 行 相 关 的指 令 。 非 冯 诺 依 曼 体 系 仍 然 在 探 索 中 ， 但 对 冯 诺依 曼 体 系 的 改 良 也
6、 有 相 当 好 的 成 果 ， 即 流 水 线 技 术 和 并 行 计 算 机 。在 数 据 流 计 算 机 中 ， 数 据 不 在 共 享 的 存 储 器 中 ， 而 是 在 指 令 间 传 送 ，成 为 令 牌 。 当 需 要 使 用 该 数 据 的 指 令 收 到 令 牌 ， 开 始 执 行 之 后 ， 该 令牌 即 消 失 ， 执 行 的 指 令 将 执 行 的 结 果 数 据 当 做 新 的 令 牌 发 送 。 这 种 方式 不 再 需 要 程 序 计 数 器 、 共 享 的 存 储 器 ， 但 是 需 要 检 测 数 据 可 用 性 的专 门 部 件 ， 建 立 、 识 别 、
7、处 理 数 据 令 牌 标 记 ， 需 要 时 间 和 空 间 开 销 。在 其 他 方 面 ， 数 据 流 计 算 机 还 有 一 些 困 难 需 要 克 服 ： 在 数 据 流 计 算机 中 由 于 没 有 程 序 计 数 器 ， 使 得 程 序 的 调 试 和 诊 断 变 得 困 难 ； 没 有 共享 的 存 储 器 ， 也 就 无 法 控 制 其 分 配 ， 无 法 支 持 数 组 、 递 归 等 操 作 。3） 归 约 机软件评测师 http:/ 约 机 （ Reductions Machine） 又 称 为 需 求 驱 动 ， 是 由 对 一 个操 作 结 果 的 需 求 而 启
8、动 的 。 归 约 机 采 用 一 种 “惰 性 计 算 ”的 方 式 ，操 作 只 有 在 另 一 条 指 令 需 要 这 个 操 作 的 结 果 时 才 执 行 。 比 如 在 计 算5 （ 6210） 时 ， 归 约 机 并 非 先 去 计 算 62， 而 是 先 计 算 整 个算 式 ， 碰 到 （ 6210） 再 启 动 一 个 过 程 去 计 算 它 ， 最 后 需 要 计 算62， 计 算 后 一 层 层 退 回 ， 得 到 整 个 算 术 式 的 值 。 由 于 需 求 驱 动 可 减少 那 些 不 必 要 的 求 值 操 作 ， 可 以 提 高 系 统 效 率 。归 约 机
9、是 一 种 面 向 函 数 式 的 语 言 ， 或 以 函 数 式 语 言 为 机 器 语 言 的 机器 ， 要 有 函 数 定 义 存 储 器 和 表 达 式 存 储 ； 操 作 和 数 据 合 并 存 储 。 它 需要 大 容 量 物 理 存 储 器 并 采 用 大 虚 拟 存 储 容 量 的 虚 拟 存 储 器 ， 来 满 足 对动 态 存 储 分 配 和 大 容 量 的 存 储 空 间 的 需 求 。总 线总 线 在 前 面 已 经 略 有 提 及 ， 它 是 计 算 机 中 各 部 件 相 连 的 通 信 线 。 通过 总 线 ， 各 部 件 之 间 可 以 相 互 通 信 ， 而
10、不 是 每 两 个 部 件 之 间 相 互 直 连 ，减 小 了 计 算 机 体 系 结 构 的 设 计 成 本 ， 有 利 于 新 模 块 的 扩 展 ， 如 图 1-11所 示 。从 中 央 处 理 器 到 外 设 ， 总 线 可 以 分 为 4 类 。（ 1） 中 央 处 理 器 内 部 总 线 。 这 是 内 部 各 部 件 之 间 的 信 息 传 送 线 ，如 寄 存 器 与 寄 存 器 之 间 、 各 寄 存 器 与 运 算 器 之 间 的 信 息 传 送 线 。（ 2） 部 件 内 总 线 。 一 块 插 卡 的 内 部 总 线 ， 又 称 为 片 级 总 线 ， 像 显卡 、
11、多 功 能 卡 等 插 卡 都 使 用 了 部 件 内 总 线 ， 实 现 本 卡 上 的 各 种 芯 片 的互 连 。（ 3） 系 统 总 线 。 系 统 总 线 是 计 算 机 系 统 内 各 功 能 部 件 （ 如 中 央 处理 器 、 存 储 器 、 外 设 等 ） 之 间 相 互 连 接 的 总 线 。 从 位 置 上 说 ， 它 一 般位 于 计 算 机 系 统 的 底 板 上 。 从 功 能 上 说 ， 它 可 以 分 为 以 下 几 种 。软件评测师 http:/ 据 总 线 ： 一 般 是 由 三 态 门 控 制 的 双 向 数 据 信 道 ， 中 央 处 理 器 通 过数
12、据 总 线 和 主 存 、 外 设 交 换 数 据 。地 址 总 线 ： 常 常 由 三 态 门 控 制 的 单 向 数 据 信 道 ， 由 中 央 处 理 器 “点名 ”取 数 的 位 置 。控 制 总 线 ： 用 来 传 递 控 制 信 号 。 如 读 /写 信 号 、 中 断 请 求 、 复位 等 信 号 。（ 4） 外 总 线 。 它 是 计 算 机 系 统 之 间 ， 或 者 是 计 算 机 和 其 他 设 备 通信 的 总 线 。图 1-11 总 线 图总 线 结 构三 态 门 的 结 构 如 图 1-10 所 示 。软件评测师 http:/ 1-10 三 态 门 结 构和 0、
13、1 两 个 状 态 的 门 电 路 相 比 ， 三 状 态 增 加 了 一 个 高 阻 状 态 ， 又称 为 “悬 空 ”、 “断 开 ”等 。 这 个 状 态 实 际 上 意 味 着 什 么 也 得 不 到 ，实 现 三 状 态 的 逻 辑 电 路 称 为 三 态 门 。如 图 1-10 所 示 ， 当 E=1 时 ， 图 1-10（ a） 中 D0=D1， 而 1-10（ b） 图 则 D0 和 D1 为 反 相 。 E=0 时 ， D0 为 高 阻 状 态 。 在 电 路 设计 中 ， 也 可 把 E=1 作 为 高 阻 状 态 。这 里 的 E 对 于 能 否 输 出 显 得 非 常 重 要 ， 在 作 为 总 线 结 构 的 关 键 原件 时 ， 就 称 为 “总 线 有 效 信 号 ”。
