南京大學 計算機組成原理2010冬試題-A-答案

考試科目名稱計算機組織與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（A卷）B）。inti=si;5.以下幾種存儲結(jié)構(gòu)中，采用相聯(lián)存總?cè)萘恐辽賾卸嗌傥籇）9.通常將在部件之間進行數(shù)據(jù)傳送的指令稱為傳送指令。以下有關(guān)各類傳送指令功能的敘述中，錯誤A.指令寄存器B.程序狀態(tài)字寄存器C.主存地址寄存器D.指令譯碼器A．一條指令的功能通過執(zhí)行一條微指令來實現(xiàn)B．一條指令的功能通過執(zhí)行一個微程序來實現(xiàn)C．一條微指令的功能通過執(zhí)行一條指令來實現(xiàn)D．一條微指令的功能通過執(zhí)行一個微程序來實現(xiàn)13.以下給定的情況中，可能不會引起指令流水線阻塞的是（A）。A.設(shè)備號小的設(shè)備優(yōu)先級高B.設(shè)備號大的設(shè)備優(yōu)先級高C.每個設(shè)備的優(yōu)先級均等D.每個設(shè)備的優(yōu)先級隨機變化如果允許磁盤輸入/輸出占用100%的總線和主存帶寬，那么總線上可同時接入的磁盤個數(shù)最多是A.標志寄存器B.數(shù)據(jù)緩存器C.命令（控制）寄存器D.狀態(tài)寄存器2.ALU5.VLIW{inti,j;for(j=0;j<4;j++)dst[j][i]=src[i][j];}【分析解答】從程序來看，數(shù)組訪問過程如下：因為塊大小為16B，每個數(shù)組元素有4個字節(jié)，所以4個數(shù)組元素占一個主存塊，因此每次總是調(diào)此，不會發(fā)生數(shù)組元素的替換。每次總是第一個數(shù)組元素不命中，后面三個數(shù)組元素都命中。如下表所lw#ifR[$t0]≠R[$s5]thengotoexit005820998820021990（6）假定如圖2所示的單周期數(shù)據(jù)通路和如圖3所示的多周期數(shù)據(jù)通路中各主要功能單元的操作時PC、擴展器和線路等延遲的情況下，單周期和多周期處理器的時鐘周期最小各為多少？若上述程序段共（7）若采用轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，并控制寄存器堆在前半周期寫數(shù)據(jù)在后半周期讀數(shù)據(jù)，則哪些指令之間的數(shù)流水線處理器中執(zhí)行上述程序，同時對分支冒險采用一位動態(tài)預測（初始預測為轉(zhuǎn)移）方式，條件檢理器和多周期處理器的多少倍？【分析解答】（1）Save數(shù)組的每個元素占4個字節(jié)。因為每次循環(huán)取數(shù)組元素時，其下標地址都要乘以4。（2）MIPS中有32個通用寄存器，因支指令（條件轉(zhuǎn)移指令）的地址80012加上4得到下條指令的地址，然后再加上相對位移量2×4得到，子空間，不可能跳出它本身所在的256MB的定跳轉(zhuǎn)指令地址的高4位為X，則跳轉(zhuǎn)目標地址范圍是X0000000H～XFFFFFFCH。預測錯誤，所以有2次需要對預取執(zhí)行的指令進行沖刷。因為條件檢測和轉(zhuǎn)移目標地址修改都在“執(zhí)行第5～6條指令各執(zhí)行了9次，因此，10次循環(huán)所用的時鐘周期數(shù)為4×10（2）若該外設(shè)的最大數(shù)據(jù)傳輸率提高到4MBp挪用DMA方式進行輸入/輸出，每挪用一個周期傳送一個32位數(shù)據(jù)，一次DMA傳送完成1000字節(jié)的對應的中斷服務程序的執(zhí)行時間為(1/1GHz)×500×106=0.5μs，因為中斷響應過程就是執(zhí)行一條隱指令的過程，所用時間相對于中斷處理時間（即執(zhí)行中斷服務程序的時間）而言，幾乎可以忽略不計，因而整個中斷響應并處理的時間大約1μs多一點，遠遠小于中斷請求的間隔時間。因此，可以用中斷方式進行該外設(shè)的輸入輸出。若用中斷方式進行該設(shè)備的輸入/輸出，則該設(shè)備持續(xù)工作期間，CPU用于該設(shè)備進行輸入/輸出的并處理的時間大約0.5μs多一點，中斷請求的間隔時間和中斷響應處理時間太接近，雖然可以用中斷方式進行該外設(shè)的輸入輸出,但不太合適得分五、簡答題（共16分，答案寫在答題1.假定某一個高級語言源程序P中有乘、除運算，但機器M中不提供乘、除運算指令，則程序P能否在機器M上運行？為什么？（3分）？（