体系结构模拟试卷

第1页共8页装订线内不要答题，装订线外不要写姓名、学号、学院专业年级班签个人信息，违者试卷作0分处理考点号教室号姓名学院专业年级班号学号（全号）湖南农业大学课程考核试卷课程名称（全称）：计算机体系结构课程代码：20647B0考核时间：2009年6月日试卷号：A考核对象：2006级计算机科学与技术专业学生大题号一二三四五总分题分1620152029得分1、计算机系统结构是程序员所看到的计算机属性，即（）和（）。2、调度分支延迟指令的方法有三种：（）、从目标处调度和（）。3、系列机是指具有相同的（）、但具有不同（）和实现的一系列不同型号的机器。4、互连网络的拓扑可以采用静态或动态的结构，交叉开关网络属于（）连接网络。5、Cache大小为8块、主存大小为16块，均从0开始编号，若采用2路组相联映象，则7号主存块应放入Cache的第（）组。6、按照产生失效的原因不同，可以把失效分为3类：强制性失效、（）和（）。7、根据信息传送方式的不同，可将通道分为3种类型：字节多路通道、（）、（）。8、根据机群系统的使用目的，可以将机群分为3类：（）机群、负载均衡机群以及（）机群。得分一、填空题（本大题共16分，每小题2分）第2页共8页1、在RISC体系结构中，规定运算型指令（）。A.在寄存器和存储器之间进行操作B.都在通用寄存器内进行操作C.在存储器中进行操作D.在运算器内进行操作2、流水线技术是（）的典型实例。A.时间重叠B.资源重复C.资源共享D.资源分散3、目前世界上最快的计算机系统Roadrunner采用的结构是（）。A.SMPB.MPPC.DSMD.Cluster4、下列哪个优化技术是用来减少命中时间的技术？（）A.虚拟CacheB.非阻塞CacheC.提高相联度D.增加块大小5、哪个级别的RAID技术采用的是块交叉奇偶校验？（）A.RAID2B.RAID3C.RAID4D.RAID56、MTBF是指（）。A.平均维修时间B.平均失效间隔时间C.平均无故障时间D.平均故障时间7、通过计算MTTF/(MTTF+MTTR)来衡量存储外设的（）。A.可靠性B.可用性C.可信性D.可恢复性8、假设有32台处理机，则互连函数PM2I+2（28）的值为（）。A.31B.30C.0D.299、字节多路通道的实际流量是（）。A.连接在这个通道上的所有设备数据传输率的平均值B.连接在这个通道上的所有设备的数据传输率之和C.连接在这个通道上的所有设备中数据流量最大的那一个D.连接在这个通道上的所有设备数据传输率的加权平均值10、MISD计算机可以处理（）。A、多指令流单数据流B、单指令流单数据流C、多指令流多数据流D、单指令流多数据流得分二、单项选择题（本大题共20分，每小题2分）第3页共8页1、程序局部性原理2、请求字优先3、RAID4、2:1Cache经验规则5、Cluster得分三、名词解释（本大题共15分，每小题3分）(说明：对于英文缩写要求写出其英文全称，中文翻译，并作简要解释。)第4页共8页1、什么是多处理机Cache一致性问题？给出解决一致性的监听协议的工作原理。2、在向量机上，按照链接方式执行下述4条向量指令（括号中给出了相应功能部件的时间），如果向量寄存器和功能部件之间数据传输需要1拍，从存储器中把数据送入访存功能部件也需1拍，试求此链接流水线的通过时间是多少拍？如果向量长度为64，则需要多少拍才能得到全部结果。V2←V0×V1（向量乘：7拍）V3←存储器（访存：6拍）V4←V2＋V3（向量加：6拍）得分四、简答题（本大题共20分，每小题5分）第5页共8页3、推导伪相联Cache的平均访存时间。4、对一台500MHz计算机执行标准测试程序，程序中指令类型、执行数量和平均时钟周期数如下表所示，求该计算机的平均CPI和程序执行时间。指令类型指令执行数量平均时钟周期数整数450001数据传送750002浮点80004分支30003第6页共8页1.给定以下的假设，分别计算采用直接映象Cache和两路组相联Cache的CPU性能。(1)理想Cache情况下的CPI为2.0，时钟周期为2ns，平均每条指令访存1.2次；(2)两者Cache容量均为32KB，块大小都是32字节；(3)组相联Cache中的多路选择器使CPU的时钟周期增加了10％；(4)这两种Cache的失效开销都是80ns；(5)32KB直接映象Cache的失效率为2.0％，32KB两路组相联Cache的失效率为1.4％。得分五、计算题（本大题共29分，第1题9分，第2、3题各10分）第7页共8页2、计算机系统中有三个部件可以改进，这三个部件的部件加速比如下：部件加速比1=30部件加速比2=20部件加速比3=10如果相对某个测试程序三个部件的可改进比例分别为10%，20%和70%，要达到最好改进效果，仅对一个部件改进时，要选择哪个部件？如果允许改进两个部件，又如何选择？第8页共8页3、动态多功能流水线由6个功能段组成，如下图所示：S1S2S3S4S5S6其中，S1、S4、S5、S6组成乘法流水线，S1、S2、S3、S6组成加法流水线，各个功能段时间均为△t，假设该流水线的输出结果可以直接返回输入端，而且设置有足够的缓冲寄存器，若以最快的方式用该流水线计算：41iiiizyx（1）画出时空图；（2）计算实际的吞吐率、加速比和效率；