廣工計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試題

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一選擇題(30分，每題2分)1

計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計者所關(guān)心的是________所看到的的計算機結(jié)構(gòu)。A)硬件設(shè)計人員B)規(guī)律設(shè)計人員C)機器語言或匯編語言程序員D)高級語言程序員

在計算機系統(tǒng)設(shè)計時，為了提高系統(tǒng)性能，應(yīng)當(dāng)注意________。A)加快經(jīng)常性使用指令的執(zhí)行速度

B)要特別精心設(shè)計少量功能強大的指令

C)要減少在數(shù)量上占很小比例的指令的條數(shù)D)要加快少量指令的速度

重疊寄放器技術(shù)主要用于解決在RISC系統(tǒng)中因________而導(dǎo)致的問題。

A)JMP指令影響流水線B)CALL指令的現(xiàn)場保護

C)只有LOAD和STORE指令帶來的訪問存儲器不便D)存儲器訪問速度

為使流水計算機運行效率高_(dá)_______A)各過程段時間要不同B)連續(xù)處理的任務(wù)類型應(yīng)當(dāng)不同C)連續(xù)處理的任務(wù)類型應(yīng)當(dāng)一致D)連續(xù)處理的任務(wù)數(shù)盡可能少

不屬于堆棧型替換算法的是________。A)近期最少使用法B)近期最久未用法C)先進先出法D)頁面失效頻率法

與全相聯(lián)映象相比，組相聯(lián)映象的優(yōu)點是________。A)目錄表小B)塊沖突概率低C)命中率高D)主存利用率高

\一次重疊\中消除\指令相關(guān)\最好的方法是________。A)不準(zhǔn)修改指令B)設(shè)相關(guān)專用通路C)推后分析下條指令D)推后執(zhí)行下條指令流水操作中，遇到數(shù)據(jù)相關(guān)時，采用的解決方法有________。A)用優(yōu)化編譯器檢測，通過指令重新排序的方法B)數(shù)據(jù)重定向技術(shù)C)延遲轉(zhuǎn)移技術(shù)

D)加快和提前形成條件碼

經(jīng)多級網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)來實現(xiàn)全排列網(wǎng)絡(luò)，只能用________。A)多級立方體網(wǎng)絡(luò)B)多級PM2I網(wǎng)絡(luò)C)多級混洗交換網(wǎng)絡(luò)D)上述任何網(wǎng)絡(luò)

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10蟲蝕尋徑以流水方式在各尋徑器是順序傳送的是________。

A)消息B)包C)片D)字節(jié)11超標(biāo)量處理機________

A)在一個時鐘周期內(nèi)分時發(fā)射多條指令C)在一個時鐘周期內(nèi)同時發(fā)射多條指令12流水線的技術(shù)指標(biāo)不包括________

A)響應(yīng)比B)吞吐率13向量處理機屬于________

A)SISDB)SIMD

B)只有一個操作部件D)只有一個取指部件

C)加速比D)效率

C)MISDD)MIMD14________屬于MIMD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

A)各處理單元同時受同一個控制單元的管理

B)各處理單元同時接受同一個控制單元送來的指令C)多處理機和多計算機D)陣列處理機

15BSP計算機的并行處理機有16個處理單元，并行存儲器的存儲體個數(shù)為

________。A)16B)1C)32D)17

二判斷題(正確打√，錯誤打╳，10分，每題1分)16()對計算機系統(tǒng)中經(jīng)常使用的基本單元功能，宜于用軟件來實現(xiàn)，這

樣可降低系統(tǒng)的成本。17(

)處理機級流水線又稱為指令流水線。

18()由于RISC簡化了指令系統(tǒng)，因此，RISC上的目標(biāo)程序比CISC上

的目標(biāo)程序要短一些，程序執(zhí)行的時間就會少一些。19(

20(21(

)在存儲體系中，地址的映象與地址的變換沒有區(qū)別。)在滿足Cache與主存的一致性方面，寫回比寫直達(dá)法好。)Cache組相聯(lián)映象的塊沖突概率比直接映象的高。

22()采用LRU替換的Cache存儲器，分派給程序的Cache容量一定時，

塊的大小增加，Cache的命中率將先上升，到一定時候又會逐漸降低。23(

24(

)陣列處理機以多個處理機構(gòu)成陣列。

)SIMD計算機的算法極大地依靠于機器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

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25()解決多處理機Cache不一致性問題的基于鏈?zhǔn)侥夸浀膮f(xié)議優(yōu)點是限

制了共享數(shù)據(jù)塊的拷貝數(shù)量。

三綜合題26(10分)假使某計算機系統(tǒng)有3個部件可以改進，則這三個部件經(jīng)改進后

的加速比分別為：S1=30，S2=20，S3=10。

(1)假使部件1和部件2改進前的執(zhí)行時間占整個系統(tǒng)執(zhí)行時間的比例都為30%，那么，部件3改進前的執(zhí)行時間占整個系統(tǒng)執(zhí)行時間的比例為多少，才能使3個部件都改進后的整個系統(tǒng)的加速比Sn達(dá)到10？(2)假使3個部件改進前執(zhí)行時間占整個系統(tǒng)執(zhí)行時間的比例分別為30%、30%和20%，那么，3個部件都改進后系統(tǒng)的加速比是多少？未改進部件執(zhí)行時間在改進后的系統(tǒng)執(zhí)行時間中占的比例是多少？27(10分)一臺模型機共有7條指令，各指令的使用頻率分別為35%，25%，20%，10%，5%，3%和2%。要求操作碼的平均長度最短，請設(shè)計操作碼的編碼，并計算所設(shè)計操作碼的平均長度。28(10分)有一個4段流水線，如下圖所示：其中，段S1和S3的執(zhí)行時間均為200ns,段S2和S4的執(zhí)行時間均為100ns。若瓶頸段S1可使用細(xì)分方法改造，瓶頸段S3可使用并聯(lián)方法改造，對改造后的流水線，分別使用公式和時空圖求連續(xù)流入4條指令的實際吞吐率和效率

29(10分)設(shè)向量長度均為64，在Cray-1機上所用浮點功能部件的執(zhí)行時

間分別為：相加6拍，相乘7拍，求倒數(shù)近似值14拍；從存儲器讀數(shù)6拍，打入寄放器及啟動功能部件各1拍，問以下各指令組，組內(nèi)的哪些指令可以鏈接？哪些指令不可鏈接？不能鏈接的原因是什么?分別計算出各指令組全部完成所需要的拍數(shù)。

(2)V2(僅供參考，不作為考試標(biāo)準(zhǔn))

(3)V0←存儲器V3←V1+V2V4←V0*V3V6←V4+V5訪存加乘并行鏈接串行8931831總拍數(shù)=87（第4條功能部件沖突）

(4)V0←存儲器V1←1/V0V3←V1+V2V5←V3*V4訪存倒數(shù)加乘8168931總拍數(shù)=72（各條依次鏈接）

鏈接鏈接鏈接共8頁，第6頁

(僅供參考，不作為考試標(biāo)準(zhǔn))

(5)V0←存儲器V1←V2+V3V4←V5*V6s0←s1+s2訪存加乘9318總拍數(shù)=48（標(biāo)量看成1個分量的向量）

(6)V3←存儲器V2←V0+V1s0←s2+s3V3←V1*V4訪存加乘831931總拍數(shù)=79（標(biāo)量看成1個分量的向量）

并行串行并行串行并行

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(僅供參考，不作為考試標(biāo)準(zhǔn))

(7)V3←存儲器V2←V0+V1V4←V2*V3存儲器←V4訪存加乘并行鏈接串行8931831總拍數(shù)=87（第