南工大系統(tǒng)結構試題庫

1、一、 選擇題 對系統(tǒng)程序員不透明的應當是 。 A Cache B 系列機各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度 C 指令緩沖器 D 虛擬存儲器 計算機系統(tǒng)結構不包括 。 A 主存速度 B 機器工作狀態(tài) C 信息保護 D 數(shù)據(jù)表示 屬于計算機系統(tǒng)考慮的是 。 A 主存采用MOS還是TTL B 主存采用多體交叉還是單體結構 C 主存的編址方式 D 主存頻寬的確定 從計算機系統(tǒng)結構上來看，機器語言程序員所看到機器屬性是 。 A 計算機軟件所要完成的功能 B 計算機硬件所要完成的功能 C 編程要用到的硬件組織 D 計算機各部件的硬件實現(xiàn) 系列機軟件應做到 。 A 向后兼容，力爭向上兼容性 B 向前兼容，力爭向上兼容性

2、 C 向后兼容，力爭向下兼容性 D 向前兼容，力爭向下兼容性 利用時間重疊概念實現(xiàn)并行處理的是 。 A 多處理機 B 相聯(lián)處理機 C 并行（陣列）處理機動性 D 流水處理機 計算機中優(yōu)化使用的操作碼編碼方法是 。 A 霍夫曼編碼 B ASCII 編碼 C 擴展操作碼 D BCD碼 程序員編程時使用的地址是 。 A 物理地址 B 主存地址 C 有效地址 D 邏輯地址 塊沖突率最高的cache地址映象方式是 。 A 組相聯(lián) B 直接相聯(lián) C 段面相聯(lián) D 全相聯(lián) 影響流水線最大吞吐率是 。 A 各個功能段的時間 B 最快功能段的時間 C 最慢功能段的時間 D 最后一個功能段的時間 非線性流水線是指

3、 。 A 一次運算中使用流水線中的多功能段 B 一次運算中多次使用流水線中的某些多功能段 C 流水線中某些功能段在各次運算中的作用不同 D 流水線的各功能段在各種運算中有不同的組合 Cache地址映象中塊沖突率最低的是映象是 。A 全相聯(lián) B 頁相聯(lián)C 直接相聯(lián) D 組相聯(lián) 有8個結點的PM2I單級網(wǎng)絡的PM2-0(j)=(j-20)mod 8= A (7 6 5 4 3 2 1 0) B (0 1 2 3 4 5 6 7) C (7 5 3 1) (6 4 2 0) D(0 2 4 6) (1 3 5 7) 有8個結點的PM2I單級網(wǎng)絡的PM2+0(j)=(j+20)mod 8= A (7

4、6 5 4 3 2 1 0) B (0 1 2 3 4 5 6 7)C (7 5 3 1) (6 4 2 0) D(0 2 4 6) (1 3 5 7) 能實現(xiàn)作業(yè)、任務級并行的異構型多處理機屬于 。A SIMD B SISDC MIMD D MISD 下列說法正確的是 。A 一次重疊是一次解釋一條指令 B 一次重疊是同時解釋相鄰兩條指令C 流水方式是同時只能解釋兩條指令 D 一次重疊是可同時解釋多條指令 通道程序執(zhí)行結束后引起的中斷是 。A I/O中斷 B 程序性中斷C 內中斷 D 機器校驗中斷 打印機適合連接在 。A 數(shù)組多路通道 B 字節(jié)多路通道C 選擇通道 D 任意一種通道 disk適

5、合連接在 。A 數(shù)組多路通道或選擇通道 B 字節(jié)多路通道C 數(shù)組多路通道或字節(jié)多路通道 D 任意一種通道 21.通道程序執(zhí)行結束后引起的中斷是 。A 訪管中斷定 B I/O中斷C 外中斷 D 程序性中斷 22.利用時間重疊概念實現(xiàn)并行處理主是 。A 流水處理機動 B 多處理機C 相聯(lián)處理機動 D 并行（陣列）機 23.數(shù)據(jù)表示是 一部分。A 軟件的 B 硬件的C 軟硬件交界面的 D 非軟非硬的24. 是促使計算機系統(tǒng)結構發(fā)展的最重要的因素A 軟件 B 硬件 C 固件 D 器件25.計算機系統(tǒng)結構研究的范圍不包括 。A 指令系統(tǒng)的定義 B 計算機系統(tǒng)性能的評價C 軟硬件界面的定義 D 加法器的結

6、構26. 交換互連網(wǎng)(立方體結構)編號為011的PE的3個相鄰PE的編號是 。 A 001，010，111 B 100，101，111 C 101，110，111 D 001，101，11027. 交換互連網(wǎng)(立方體結構)編號為000的PE的3個相鄰PE的編號是 。 A 001，010，111 B 100，101，111 C 101，110，111 D 001，010，10028. 在Cache更新策略中，在Cache不命中時把數(shù)據(jù)同時寫入Cache和M·M的策略是 。A 寫回法 B 寫直達法(全寫法) C 按寫分配法 D 不安寫分配法29. 在Cache更新策略中，在Cache不命

7、中時把數(shù)據(jù)從M·M調入Cache的策略是 。A 寫回法 B 寫直達法(全寫法) C 按寫分配法 D 不安寫分配法30. 相關專用通路 。A 解除數(shù)據(jù)相關性 B 減少數(shù)據(jù)相關引起的流水線停頓C 解除控制相關性 D 不能緩解流水線的相關性問題31. 開發(fā)粗粒度并行主要采用 。 P184 A 硬件手段 B 軟件手段C 軟硬件同時并舉 D 指令級并行32. 開發(fā)細粒度并行主要采用 。 P184 A 硬件手段 B 軟件手段C 軟硬件同時并舉 D 作業(yè)級并行 33. SIMD結構主要實現(xiàn)的是的 。 P200 A 作業(yè)級并行 B 任務級并行 C 指令操作級并行 D 指令內操作步驟并行34. MIM

8、D結構主要實現(xiàn)的是的 。 P200 A 作業(yè)級并行 B 任務級并行 C 指令操作級并行 D 指令內操作步驟并行35. 設計互連網(wǎng)絡時應考慮的特征有 個。 P190 A 4 B 3 C 2 D 1 36. 歸約機按歸約模型可分為 。A 數(shù)值歸約和串歸約 B 串歸約和圖歸約 C 數(shù)值歸約和圖歸約 D 指令歸約和數(shù)值歸約37. 模擬是采用 解決執(zhí)行方法。A 純硬件 B 以軟件為主，硬件為輔 C 純軟件 D 以硬件為主，軟件為輔38. 仿真是采用 解決執(zhí)行方法。A 純硬件 B 以軟件為主，硬件為輔 C 純軟件 D 以硬件為主，軟件為輔39. 對Amdahl提出關于計算機系統(tǒng)結構定義中所提到的“程序員”

9、比較一致的看法是 。A 機器語言程序員或編譯程序員 B 應用程序員 C 高級語言程序員 D 任何程序員40. RWC(真實世界計算機)計劃的主要研究內容有 方面。A 3 B 4 C 1 D 241. 在程序執(zhí)行中有 個方面因素會引起順序控制流發(fā)生變化。 P72A 1 B 3 C 4 D 2 42 依數(shù)據(jù)令牌的不同數(shù)據(jù)流計算機可分為 兩大類。A 數(shù)值流和非數(shù)值流 B 靜態(tài)和動態(tài) C 數(shù)值流和圖流 D 令牌流和非令牌流二、填空 程序的局部性包括 的局部性和 的局部性。 CPU的Channel 輸入輸出指令的基本功能主要是： ， 以及 。虛擬存儲器對 程序員是透明的，對 程序員是不透明 的。通道按信

10、息傳送方式可分為 ， ， 三 類通道。 設通道數(shù)據(jù)傳送周期選擇一次設備的時間為TS，傳送一個字節(jié)的時間是TD，則傳 送n個字節(jié)的選擇通道的極限流量是fs.max= 。設通道數(shù)據(jù)傳送周期選擇一次設備的時間為TS，傳送一個字節(jié)的時間是TD，則有 K臺I/O設備的成組傳送極限流量fB.max= ，在“一次重疊”解釋時，第k條指令需等待第k-1條指令執(zhí)行后才能形成，稱此 時發(fā)生了 相關。在“一次重疊”解釋時，第k條指令的源數(shù)據(jù)與第k-1條指令的結果數(shù)據(jù)的地址 一樣，稱此時 發(fā)生了 相關。 多功能流水線各功能段同時只能按某一種功能聯(lián)接的稱為 流水線。 多功能流水線各功能段同時可以按不同的運算或功能聯(lián)接工

11、作，此流水線稱為 流水線。 消除流水線速度瓶頸的方法有 和 兩種方法。P81解決重疊和流水線中的操作數(shù)相關，不外乎是 和 兩 種方法。P85系列機軟件兼容必須做到向 兼容，盡可能爭取向 兼 容。 提高計算機系統(tǒng)并行性重疊的主要技術途徑有時間重疊、 和 。 多處理機可以有同構型、 和 三種。 多處理機有 和 兩種基本構型。 并行性主要是指 和 兩重含義。多處理機系統(tǒng)在系統(tǒng)結構上可分為 耦合和 耦合系 統(tǒng)。 按連接方式分，流水線可分為 流水線和 流水線。按功能分類，流水線可分為 流水線和 流水線。21.評價存儲器性能的基本要求是大容量、 和低價格。22.解決重疊和流水中的操作數(shù)相關，有推后法和 兩

12、種方法。23.從對執(zhí)行程序或指令的控制方式上，將計算機系統(tǒng)分為由控制驅動的 流 和由數(shù)據(jù)驅動的 流方式，按 驅動的歸約方式和模式驅動的匹配 方式。24.流水線按工作方式可分為 流水線和 流水線。25.流水線按處理級別可分為操作部件級、 級和 級三種。26.根據(jù)處理數(shù)據(jù)令牌的不同，數(shù)據(jù)流機的基本結構可分為 和 兩大類。27.一個指令系統(tǒng)的設計主要是確定它的 、 、操作及對操作數(shù)的 訪問方式。28.對實現(xiàn)基本操作來講，指令系統(tǒng)的不同只是反映在 和 不一樣。29.指令系統(tǒng)設計原則是應特別注意如何支持 、簡易地將源程序翻譯成 。30.在指令系統(tǒng)設計時應注意 、 、 、 。31.指令系統(tǒng)結構的分類主要是

13、依據(jù)在CPU中以何種存儲方式來存放操作數(shù)。 按照 這一特征，可將指令系統(tǒng)結構分為 型、 型、 型三類。32.計算機應用對系統(tǒng)結構不斷提出的最基本要求是 、 和 。33.在RISC結構中為了減少過程調用中保存現(xiàn)場和建立新現(xiàn)場，以及返回時恢復現(xiàn)場 等輔助操作，通常將全部寄存器分成若干組，稱為 。34. 對實現(xiàn)基本操作來講，指令系統(tǒng)的不同只是反映在 和 。P4235. 一般指令系統(tǒng)由 和 兩類指令組成。P4236. 指令系統(tǒng)結構的分類主要是依據(jù)在CPU中以何種存儲方式來存放操作數(shù)。 按照這一特征，可將指令系統(tǒng)結構分為 、 和 型三類。P4337. 通用寄存器型指令系統(tǒng)中，按照ALU指令有多少個個操作

14、數(shù)需要到存儲器中去存取，可以進一步分為 、 和 型三類。P4438. 陣列機可分為兩個基本結構， 和 。P18539. 在數(shù)據(jù)流計算機中信息項以操作包和“數(shù)據(jù)令牌”形式出現(xiàn)，其中數(shù)據(jù)包由 ， 和 組成。 P22840. AI處理的基本要點是基本知識的 ， 和 地加以利用。P242 41. “數(shù)據(jù)令牌”由 和 組成。 P22842. 構成函數(shù)程序的主要成份是 、 和 。 P23543. 人工智能研究的關鍵在于 和 。 P24444. 陣列機通常由一個 、N個 M個 和一個 組成。 P18545. 存儲器的命中率是 和 之比。 P12846. 緊耦合系統(tǒng)按所用處理機類型是否相同，常見的組合可分為

15、和 兩種基本構型。 P20147. 在層次存儲結構價格體系中命中判斷和數(shù)據(jù)傳輸對較高層次而言應由 實現(xiàn)，對較低層次而言應由 實現(xiàn)。48.依據(jù)處理數(shù)據(jù)令牌的不同，數(shù)據(jù)流機可分為 和 兩在類。 P23249.通常流水過程中會出現(xiàn) 、 和 三種相關。 P8350. 數(shù)據(jù)相關沖突可分為 、 和 三種類型 P8751. I/O控制操作：包括 、 。P158 三、計算假定要在一個時鐘速率為40MHz的標量處理機上執(zhí)行一個典型測試程序，該程序 中含有4種類型指令，每種指令的條數(shù)和每種指令的CPI如下所示： 指令類型指令數(shù)CPIALU1200001Load/Store指令(Cache命中時)360002轉移指

16、令240004訪存指令(Cache不命中時)200008 計算在單處理機上執(zhí)行該程序的平均CPI。 根據(jù)所得的CPI值，計算相應的MIPS速率。假定要在一個時鐘速率為40MHz的標量處理機上運行具有200000條指令的目標代 碼，程序中含有4種類型指令，根據(jù)程序實驗結果，已知指令混合比和每種指令 的CPI如下所示： 指令類型混合比CPIALU60%1Load/Store指令(Cache命中時)18%2轉移指令12%4訪存指令(Cache不命中時)10%8 計算在單處理機上執(zhí)行該程序的平均CPI。 根據(jù)所得的CPI值，計算相應的MIPS速率。某模擬機有10條機器指令，使用頻度分別為：0.01，0

17、.15，0.12，0.07，0.08， 0.13，0.15，0.03，0.17，0.09。 寫出等長操作碼編碼的平均碼長； 構造霍夫曼樹； 寫出只有兩種碼長的最短的霍夫曼擴展編碼及其平均碼長。 某模擬機有7 條機器指令，使用頻度分別為：0.04，0.04，0.05，0.06，0.15， 0.26，0.40。 寫出等長操作碼編碼的平均碼長； 構造霍夫曼樹； 寫出只有兩種碼長的最短的霍夫曼擴展編碼及其平均碼長。有一個具有5個功能段組成的乘、加雙功能的靜態(tài)流水線，“乘”由1234 完成，“加”由154完成，各段時延均為Dt（見下圖），輸出可直接返回輸入 或存入緩沖存儲器?，F(xiàn)計算長度均為8的A、B兩個

18、向量對應元素求和的連乘積。 靜態(tài)雙功能流水線圖 畫出完成此運算的流水線的運行時空圖； 完成全部運算需要多少個Dt？其效率是多少？ 解：（共10分，時空圖對了給3分。計算時公式對了而結果錯了扣1分，公式錯了全扣）時空圖(4分)(6分，每個答案3分) TP=15/25t =3/5t E=(8×3t+7×4t)/(25×t)=52/125=0.416有一個具有4個功能段組成浮點加的靜態(tài)流水運算器，各段時延均為Dt（見下圖）， 輸出可直接返回輸入或存入緩沖存儲器。現(xiàn)以下述方式計算Z=a+b+c+d+e+f+g+h 畫出完成此運算的流水線的運行時空圖； 分析其吞吐率和效率。

19、采用組相聯(lián)映象的Cache容量為1KB，要求Cache的每一塊能在1個主存周期內 從主存讀取。主存結構是模4交叉，每個分體寬為32位，總容量為256KB。用按 地址訪問訪問存儲器構成相聯(lián)目錄表實現(xiàn)主存地址到Cache地址的變換，并約定 用4路比較電路。請設計此相聯(lián)目錄表，求出該表行數(shù)、總位數(shù)和比較電路的位 數(shù)。對于一個有如下特征的虛擬存儲系統(tǒng)：l 40位虛擬地址l 16KB頁面l 36位物理地址 每個進程的頁表的總長度是多少？ 假定TLB用兩路組相聯(lián)方式的Cache，塊長為8個字（4B），總容量為16KB，寫出其地址格式。假設Cache的工作速度為主存的5倍，且Cache被訪問的概率為90%，

20、則采用Cache 后，整個存儲系統(tǒng)獲得多高的加速成比？ 胡越明 P103某字節(jié)多路通道欲連接6臺外設，其數(shù)據(jù)傳輸速率見下表。而通道選擇設備時間 需9.8ms，每個字節(jié)傳送需0.2ms，問通道能否勝任所有設備同時工作？設通道在數(shù)據(jù)傳送期中，選擇設備需4.9s，傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)需0.1s。 其低速設備每隔250s發(fā)出一個字節(jié)數(shù)據(jù)傳送請求，問最多可接多少臺這種設 備？若有AE共5種高速設備，要求字節(jié)傳送的時間時間如表，其時間單位為s。 若一次通信傳送的字節(jié)數(shù)不少于1024B，問哪些設備可掛在此通道？如果某一計算任務用向量方式求解比用標量方式求解要快20倍，稱可用向量方式 求解部分所花時間占總的時間的

21、百分比為可向量化百分比。問為達到加速比為2， 可向量化百分比應是多少？某系統(tǒng)某一功能改進后其速度是原來的10倍，而該功能的處理時間僅為整個系統(tǒng) 運行時間的40%，則用此增強功能方法后，整個系統(tǒng)的性能提高多少？設二級虛擬存儲器的TV1=10-7s，TV2=10-2s，若要求訪問時間TV達到1ms，問訪問 一級存儲器的命中率應是多少？設Cache塊為16字，對于下列2種M·M結構：如果M·M的訪問延時為4個時鐘周期，訪存地址和1個字的傳輸時間各為1時鐘個周期，數(shù)據(jù)傳輸后還需1個周期的恢復時間，問這兩種M·M結構在Cache訪問失效時的塊訪問時間各是多少？假設Cache

22、命中時的指令平均執(zhí)行時間為1.2周期，平均每條指令訪存時間為1.5次，Cache的命中命中率為99%，問這兩種M·M結構中指令的平均執(zhí)行時間。設1個任務的處理時間為64s，CPU在這段時間內始終忙于處理，I/O處理時間為36s。為了提高系統(tǒng)性能，有兩種方案：使CPU的速度增加1倍，或者使CPU和I/O的處理速度同時增加1倍。計算這兩種情況下的處理時間。 設16 個處理器編號分別為0，1，15。采用單級互網(wǎng)互連，當互連函數(shù)分別為Cube3PM2-3ShuffleBtterflyExchange時第11號處理器各與哪一個處理器相連。設16個處理器編號分別為0，1，15。采用單級互網(wǎng)互連，

23、當互連函數(shù)分別為Cube3PM2-3ShuffleBtterflyExchange時第9號處理器各與哪一個處理器相連。某模擬機有7 條機器指令，使用頻度分別為：0.01，0.01，0.03，0.05，0.15， 0.30，0.45。 寫出等長操作碼編碼的平均碼長； 構造霍夫曼樹； 寫出只有兩種碼長的最短的霍夫曼擴展編碼及其平均碼長。某模擬機有10條機器指令，使用頻度分別為：I1：0.2，I2：0.12，I3：0.11，I4：0.05，I5：0.08，I6：0.03，I7：0.02，I8：0.18，I9：0.10，I10：0.01。 寫出等長操作碼編碼的平均碼長； 構造霍夫曼樹； 寫出只有兩種碼

24、長的最短的霍夫曼擴展編碼及其平均碼長。 胡越民書P12321.某模擬機有10條機器指令，使用頻度分別為：I1：0.2，I2：0.12，I3：0.11，I4：0.05，I5：0.08，I6：0.03，I7：0.02，I8：0.18，I9：0.10，I10：0.01。 寫出等長操作碼編碼的平均碼長； 構造霍夫曼樹； 寫出只有兩種碼長的最短的霍夫曼擴展編碼及其平均碼長。22.假定要在一個時鐘速率為40MHz的標量處理機上執(zhí)行一個典型測試程序，該程序 中含有4種類型指令，每種指令的條數(shù)和每種指令的CPI如下所示： 指令類型指令數(shù)CPIALU450001Load/Store指令(Cache命中時)320

25、002轉移指令150002訪存指令(Cache不命中時)80002計算在單處理機上執(zhí)行該程序的平均CPI。根據(jù)所得的CPI值，計算相應的MIPS速率。 計算總的CPU執(zhí)行時間TCPU。23.某模擬機有9 條機器指令，使用頻度分別為：I1：0.3，I2：0.24，I3：0.06，I4：0.07，I5：0.07，I6：0.02，I7：0.03，I8：0.2，I9：0.01 寫出等長操作碼編碼的平均碼長； 構造霍夫曼樹； 寫出只有兩種碼長的最短的霍夫曼擴展編碼及其平均碼長。24.一臺流水計算機A的工作頻率為25MHz，平均CPI為4。計算機B是A的改進型，有一條5段的線性指令流水線，時鐘頻率為20

26、MHz。問：若在A和B兩臺計算機上執(zhí)行含有100條指令的程序，則計算機B對A的加速比是多少？在執(zhí)行上述程序時，計算機A和B的MIPS速率各是多少？25.某單功能非線性流水線的預約表如下：1234567S1*S2*S3*S4*寫出禁止表F和沖突向量C。畫出該流水線狀態(tài)圖，確定其最佳調度方案和最小平均流水速率。 計算按此流水線調度方案執(zhí)行8個任務所需的時間。計算按此流水線在執(zhí)行8個任務時的吞吐率、加速比和利用率。 胡越明書P22926.某單功能非線性流水線的預約表如下： 123456789S1*S2*S3*S4*S5*寫出禁止表F和沖突向量C。畫出該流水線狀態(tài)圖，確定其最佳調度方案和最小平均流水速

27、率。 計算按此流水線調度方案執(zhí)行8個任務所需的時間。計算按此流水線在執(zhí)行8個任務時的吞吐率、加速比和利用率。 27. 假定要在一個時鐘速率為40MHz的標量處理機上運行具有200000條指令的目標代碼，程序中含有4種類型指令，根據(jù)程序實驗結果，已知指令混合比和每種指令的CPI如下所示： 指令類型混合比CPIALU43%1Load/Store指令(Cache命中時)21%2轉移指令24%2訪存指令(Cache不命中時)12%2 計算在單處理機上執(zhí)行該程序的平均CPI。 根據(jù)所得的CPI值，計算相應的MIPS速率。28 某臺計算機只有Load/Store指令能對M·M進行讀/寫操作,其他

28、指令只能對寄存器 進行操作。根據(jù)實驗的結果，已知每種指令所占的比例和CPI如下表所示： 指令類型混合比CPIALU43%1Load/Store指令(Cache命中時)21%2轉移指令24%2訪存指令(Cache不命中時)12%2 計算上述情況的平均CPI。 假設程序由M條指令組成，算術邏輯運算中，25%的指令兩個操作數(shù)中的一個已在寄存器中，另一個必須在算術邏輯指令執(zhí)行前用Load指令從M·M中讀取到寄存器中。因此，有人建議增加另一種算術邏輯指令，其特點是一個操作數(shù)取自寄存器中，另一個操作數(shù)取自M·M，即寄存器-存儲器型。做假設這種指令的CPI等于2，同時轉移指令的CPI變?yōu)?/p>

29、3。求新指令系統(tǒng)的平均CPI。胡越明P2229.某計算機字長32位，包含兩個選擇通道和一個多路通道，每個選擇通道上連接2臺磁盤機和2臺磁帶機，多路通道上連接2臺行式打印機、兩2臺讀卡機和10臺終端。假定各設備傳輸速率如下：磁盤機：800KBps磁帶機：200KBps行打機：6.6KBps讀卡機：1.2KBps終端： 1KBps求該計算機系統(tǒng)的最大I/O數(shù)據(jù)傳輸速率。 張春元P17030. 一個字節(jié)多路通道連接有5臺設備，它們的數(shù)據(jù)傳輸率如下表：設備名稱D1D2D3D4D5數(shù)據(jù)傳輸速率(KB/s)10033.333.32010 計算這個字節(jié)多路通道的實際工作流量。 為了使通道能夠正常上作，請設計

30、通道的最大流量和工作周期 31. 一個字節(jié)多路通道連接D1、D2、D3、D4、D5共5臺，這些設備分別每10s、30s、30s、50s和75s向通道發(fā)出一次數(shù)據(jù)傳送的服務請求?；卮鹣铝袉栴}： 計算這個字節(jié)多路通道的實際流量和工作周期。如果設計字節(jié)多路通道的最大流量正好等于實際流量，并假定對數(shù)據(jù)傳輸率高的設備，通道響應它的數(shù)據(jù)傳送請求助優(yōu)先級也高。5臺設備在0時刻同時向通道發(fā)出第一次傳送數(shù)據(jù)的請求，并在以后的時間里按照各自的數(shù)據(jù)傳輸率連續(xù)工作。畫出通道分時為各臺設備服務的時間關系圖，并計算這個字節(jié)多路通道處理完各臺設備的第一次數(shù)據(jù)傳送請求的時刻。從時間關系圖上可以發(fā)現(xiàn)什么問題?如何解決這個問題?

31、 解這個字節(jié)多路通道的實際流量為fbyte(1/10+1/30+1/30+1/50+1/75)=0.2MB/s 通道助工作周期為t1/ f=5s/B，包括通道選擇設備的時間Ts和為設備傳送1個字節(jié)所用的時間Td。 5臺設備向通道請求傳送數(shù)據(jù)和通道為它們服務的時間關系如圖所示。向上的箭頭表示設備的數(shù)據(jù)傳送請求，有陰影的長方形表示通道響應設備的請求并為設備服務所用的時間間隔，包括通道選擇設備的時間和為設備傳送一個字節(jié)所用的時間，這兩部分時間之和為5s。在圖，5臺設備在。時刻同時向通道發(fā)出第數(shù)據(jù)的請求通道處理各個設備第一次請求時間如下： 處理完設備D1的第一次請求的時刻為5s。 處理完設備D2的第一

32、次請求的時刻為10s。 處理完設備D3的第一次請求的時刻為20s。 處理完設備D4的第一次請求的時刻為30s。 設備D5的第一次請求沒有得到響應，直到第85Ps通道才開始響應設備D的服務請求，這時，設備已經(jīng)發(fā)出了2個傳送數(shù)據(jù)的服務請求，因此，第次傳送的數(shù)據(jù)有可能要丟失。 由圖可知，當字節(jié)多路通道的最大流量與連接在這個通道上的所有設備的數(shù)據(jù)流量之和非常接近時，如果傳輸速度高的設備頻繁發(fā)出服務請求，并且優(yōu)先得到響應，那么某些低速設備可能在很長的一段時間內得不到響應。32.個4段的雙輸入端規(guī)格化浮點加法流水線（見下圖），每段經(jīng)過時問10ns，輸出可直接返回輸入或將結果暫存下相應緩沖器中。問最少需經(jīng)多

33、少時間能求出： 在下坐標中畫出完成此運算的流水線的運行時空圖(橫坐標每小格代表10ns，縱坐標每小格代表1個功能段)；（4分）y0x 流水線從開始流入到結果流出這段時間的實際吞吐率TP和效率EP。（6分，每問3分）l 答案解： 時空圖(4分)l (6分)TP=9/17t EP=（4´6+3´4）/ (17´4)=36/68=52.9%33. 有一個流水線由四段組成，其中每當流經(jīng)第三段時，總要在該段循環(huán)一次才能流到第四段(見下圖)。如果每段經(jīng)過一次的時間都是t，現(xiàn)連續(xù)輸入10個任務，問： 當在流水線的輸入端每t時間輸入任務時，該流水線會發(fā)生什么情況? 2分 畫處理1

34、0個任務的時空圖。（4分） 求連續(xù)處理10個任務的實際吞吐率TP和效率EP。（4分，每問2分）l 答案解： 產(chǎn)生流水線的阻塞（產(chǎn)生流水線的停頓或斷流或不連續(xù)）（2分） 時空圖(4分) (6分) TP=10/23t期 EP=（10´3+10´2）/ (23´4)=50/92=54.35 % 34. 假設一臺計算機的I/O處理占10，當其CPU性能改進到原來的10倍時，而I/O性能僅改進為原來的兩倍時，則加速比是多少?l 答案解：改進后I/O的運行時間是原來的1/2，CPU為原來的1/100。所以SP=1/(0.1/2+0.9/100)=16.94 35. 在一個4段

35、的流水線處理機上需經(jīng)7柏才能完成一個任務，其預約表如下表所示。 分別寫出延遲禁止表F、沖突向量；畫出流水線狀態(tài)轉移圖，求出最小平均延遲及流水線的最大吞吐率及其調度時的最佳方案。按此流水調度方案，輸入6個任務求實際的吞吐率。時間段號t1t2t3t4t5t6t7S1×××S2××S3×S4××l 答案解： 禁止表F=2，4，6；初始沖突向量C=（101010） 狀態(tài)轉移圖調度方案平均延遲（1，7）4（3，5）4（5，3）455最小的平均延遲為4拍。此時流水線的最大吞吐率Tpmax=1/4（任務/拍）最佳調度方案宜選其中

36、按(1，7)周期性助調度的方案接(1，7)調度方案輸入6個任務、全部完成的時間為 1+7+1+7+1+7=24(拍)實際吞吐率Tp=6/24（任務/拍）若按(3、5)調度方案輸入6個任務全部完成的時間為 3+5+3+5+3+7=26(拍)實際吞吐率Tp=6/26（任務/拍）若按(3、5)調度方案輸入6個任務全部完成的時間為 5+3+5+3+5+7=28(拍)實際吞吐率Tp=6/28（任務/拍）可見最傳的方案應當為(1，7)調度方案。36. 假設Tm是主存的R/W時間，Cache的工作速度為主存的5倍，且Cache訪問命中的概率為90，則 求平均訪問時間。 采用Cache后，與單獨使用主存比性能

37、提高多少? (4分)l 答案解： Cache的工作速度為主存的5倍。則Cache訪問時間TC= Tm/5。Ta0.10×Tm+0.90×Tm/5=0.28 Tm (4分) 性能為原來的1/0.283.57倍，即提高了2.57倍。(4分)或用阿姆達爾定律求解：37. 下圖給出了一個非線性流水線。若有4條指令依次間隔4t進入流水線。請畫出時空圖，并求出實際吞吐率和效率。若要使流水線每隔2t流出一個結果，應減少流水線上哪個功能段的經(jīng)過時間？應減少到多少，方能滿足要求？（10分） l 答案解：解：（共10分，時空圖對了給3分。計算時公式對了而結果錯了扣1分，公式錯了全扣）時空圖：

38、吞吐率Tp=4/(22t) 效率 h =(3´8t+4´2t)/(4´22t)=40/88=5/11將號功能段時時間減少為1t（或號功能段的總通過時時間為2t），方能滿足要求。38. 某模擬機有9 條機器指令，使用頻度分別為：I1：0.3，I2：0.24，I3：0.06，I4：0.07，I5：0.07，I6：0.02，I7：0.03，I8：0.2，I9：0.01 （10分）寫出等長操作碼編碼的平均碼長；構造霍夫曼樹；寫出只有兩種碼長的最短的霍夫曼擴展編碼及其平均碼長。l 答案解：解：（共10分，霍夫曼樹編碼不唯一，但平均碼長的計算結果是唯一的，計算時公式對了而結果錯了扣1分；公式錯了全扣）等長操作碼平均碼長為4位?；舴蚵鼧渌曰舴蚵幋a：I1：10，I2：00，I3：1110，I4：1101，I5：1100，I6：111110，I7：11110，I8：01，I9：111111平均碼長：2´（0.30+0.24+0.2）+4´（0.06+0.07+0.07）+5´0.03+6´（0.02+0.01）=2.61 只有兩種編碼的最短霍夫曼擴展編碼是I1：00，I2：01，I8：10，I3：11000，I4：11001，I5：11010，I6：11011，I7：11100，I9：111