計算機系統(tǒng)結構張晨曦版 計算機系統(tǒng)結構練習題

PAGE計算機系統(tǒng)結構試題答案及評分參考第6頁（共7頁）計算機系統(tǒng)結構練習題單項選擇題（在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內。錯選、多選或未選均無分。）1．當采用異步流水時，不可能出現(xiàn)（）A．讀讀相關B．寫寫相關C．先讀后寫相關D．先寫后讀相關2．8個處理器編號為0—7，當采用PM2+1單級網絡互連時，與3號處理器相連的處理器號是（）A．2B．3C．4D．53．以下不屬于多處理機操作系統(tǒng)類型的是（）A．DOS操作系統(tǒng)B．主從型操作系統(tǒng)C．浮動型操作系統(tǒng)D．各自獨立型操作系統(tǒng)4．以下不是脈動計算機的特點的是（）A．沒有指令計數(shù)器B．脈動陣列中所有PE能同時運算C．結構簡單、規(guī)整、適合用超大規(guī)模集成電路實現(xiàn)D．與特定計算任務和算法密切相關，具有某種專用性5．位片串字并，是指同對許多字的同一位（稱位片）進行處理，這里（）A．不存在并行性B．有較高的并行性C．最高一級的并行性D．已經開始進入并行處理領域6．對于掛有速度較低而優(yōu)先級較高的設備總線，適合于采用的數(shù)據寬度是（）A．定長塊B．單字節(jié)C．可變長塊D．單字加定長塊7．計算機系統(tǒng)多級層次結構中，操作系統(tǒng)機器級的直接上層是（）A．傳統(tǒng)機器級B．高級語言機器級C．應用語言機器級D．匯編語言機器級8．以下屬于計算機系統(tǒng)結構的是（）A．主存的邏輯設計B．主存應選定何種器件C．確定是否需要乘法指令D．確定是否要用專門的高速乘法器實現(xiàn)乘法指令9．從計算機系統(tǒng)執(zhí)行程序的角度看，并行性等級由低到高分為四級（）A．指令內部——指令之間——進程之間——程序之間B．指令之間——指令內部——進程之間——程序之間C．進程之間——指令之間——指令內部——程序之間D．程序之間——進程之間——指令之間——指令內部10．以下不是設計RISC的原則的是（）A．指令多用硬聯(lián)控制實現(xiàn)B．指令條數(shù)多，通常超過100條C．指令尋址方式一般不超過兩種D．所有指令都在一個機器周期內完成11、微指令由（）直接執(zhí)行。A．微指令程序B．硬件C．匯編程序D．編譯程序12．在浮點運算中，隨著尾數(shù)基數(shù)的增大，運算速度（）。A．不變B．下降C．不定D．上升13、按使用頻度思想改進指令系統(tǒng)，對高頻度指令應（）。A．加強功能，增加字長B．加強功能，縮短字長C．減弱功能，增加字長D．減弱功能，縮短字長14、從優(yōu)化代碼生成上考慮，系統(tǒng)結構應（）。A．多樣化B．動態(tài)性C．歸整D．靠近各種語言二、填空題1.多處理機程序并行性既存在于_________內部，也存在于___________外部。2.一般的說，虛擬機器不一定全部由______實現(xiàn)，有些操作也可用____________實現(xiàn)。3.就流水線計算機而言，主要是通過____________，讓多個部件在時間上交錯重疊地并行執(zhí)運算和處理，以實現(xiàn)___________________。4.主存空間數(shù)相關是指______________之間出現(xiàn)對主存同一單元要求____________的關聯(lián)。5.為提高流水線的_______吞吐率，首先要找出_________，然后設法消除它。6.陣列處理機主要通過_________實現(xiàn)空間上的并行；多處理機主要通過__________實現(xiàn)時間和空間上的異步并行。7.動態(tài)數(shù)據流計算機最主要的特點是讓令牌帶上__________，使得在任意給定的時刻，數(shù)據流程序圖任一條弧上允許出現(xiàn)多個帶不同_________的令牌。三、簡答題1.設計RISC應遵循哪些原則？2.機群系統(tǒng)與傳統(tǒng)的并行處理系統(tǒng)相比有哪些明顯的優(yōu)點？3.簡述指令的順序解釋方式的優(yōu)缺點。四、簡單應用題2．設指令由取指、分析、執(zhí)行三個子部件組成。每個子部件經過時間為△t，連續(xù)執(zhí)行12條指令。請分別畫出在常規(guī)標量流水處理機及度m均為4的超標量處理機上工作的時空圖。并計算超標量處理機對常規(guī)標量流水處理機的加速比SP。五、綜合應用題2.在多處理機上求解：x=a*(b+c*(d+e))+f*(g+h*e)利用減少樹高來盡可能加快運算速度。畫出在3臺處理機上并行運算的樹形流程圖。參考答案一、單項選擇題1．D2．D3．C4．A5．B6．A7．D8．A9．A10．B11．B12．D13．B14.C二、填空題1.指令、指令2.軟件、硬件或固件3.時間重疊、時間上的并行性4.相鄰兩條指令、先寫后讀5.最大、瓶頸6.資源重復、資源共享7.標記、標記三簡答題1.設計RISC應遵循哪些原則？解：（1）確定指令時，只選擇使用頻度很高的那些指令，再增加少量能有效支持操作系統(tǒng)、高級語言實現(xiàn)及其他功能的指令，大大減少指令條數(shù)，使之一般不超過100條。（2）減少指令系統(tǒng)所用尋址方式種類，一般不超過2種。簡化指令的格式限制在2種以內，并讓全部指令都是相同長度。(3)讓所有指令都在一個周期內完成。（4）擴大通用寄存器，一般不少于32個，盡量減少訪存，所有指令只有存（STORE）、?。↙OAD）指令訪存，其他指令一律只對寄存器操作。（5）為提高指令執(zhí)行速度，大多數(shù)指令都用硬聯(lián)控制實現(xiàn)，少數(shù)指令才用微程序實現(xiàn)。（6）通過精簡指令和優(yōu)化設計編譯程序，簡單有效地支持高級語言的實現(xiàn)。2.機群系統(tǒng)與傳統(tǒng)的并行處理系統(tǒng)相比有哪些明顯的優(yōu)點？解：（1）系統(tǒng)有高的性能價格比。（2）系統(tǒng)的開發(fā)周期短。（3）系統(tǒng)的可擴展性好。（4）系統(tǒng)的資源利用率高。（5）用戶編程方便。（6）用戶投資風險小。3.簡述指令的順序解釋方式的優(yōu)缺點。（1）優(yōu)點：控制簡單，轉入下條指令的時間易于控制。（2）缺點：上一步操作未完成，下一步操作不能開始，速度上不去。機器各部件的利用率低。四、簡單應用題1.其中斷處理次序是1→3→4→22.常規(guī)標量處理機的時空圖：度m為4的超標量處理機的時空圖：其