体系结构试卷A

湖南工业大学考试试卷纸系(院)课程名称班级姓名学号密封线课程名称:计算机体系结构（A卷闭卷）适用专业年级:计算机科学与技术06级考试时间100分钟题号一二三四五六七八九十总分统分人签名题分202052530100得分考生注意事项：1、本试卷共2页，试卷如有缺页或破损，请立即举手报告以便更换。2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。(答案请写在密封线内和纸卷正面，否则不记分)一、填空（每空1分，共20分）1．Amdahl提出的计算机系统机构的经典定义是:计算机系统结构是程序员看到的计算机属性，即概念性结构和功能特性。2．计算机系统中的提高并行性的措施很多，但就其基本思想而言，可以归为3类技术途径，这就是时间重叠、资源重复和资源共享。3．MIPS的数据寻址方式有立即数寻址和偏移量寻址两种，但通过把0作为偏移量可实现寄存器间接寻址，而把RO作为基址寄存器可实现16位绝对寻址方式。4．交叉访问存储器通常有两种地址映像方式：顺序交叉和取模交叉，其中取模交叉方式不仅可以减少体冲突而且可以使用位选择方法来代替在确定体内地址时使用的除法运算。5．互联网络从拓扑结构上可分为静态互连网络和动态…。6．根据存储器的分布方式，多处理器计算机有两种基本结构，就是集中式共享存储结构和具有分布的物理存储器结构。7．在多处理器系统中并行性遇到的挑战，一个是程序中的并行性有限，另一个是相对较高的通信开销。二、单选题：(每小题2分，共20分)1．系列机软件必须保证（）A．向前兼容，并向上兼容B．向前兼容，并向下兼容C．向后兼容，力争向上兼容D．向后兼容，力争向下兼容2．计算机系统结构不包括（）A．数据表示B．机器工作状态的定义和切换C．主存速度D．信息保护3．字串位并是指同时对一个字的所有位进行处理，其并行等级（）A．不存在并行性B．较高的并行性C．最高一级的并行性D．已经开始出现并行性4．RISC计算机的指令系统集类型是（）A．堆栈型B．累加器型C．寄存器—寄存器型D．寄存器-存储器型5．关于“一次重叠”说法不正确的是（）A.仅“执行K”与“分析K+1”重叠B.应尽量使“分析K+1”与“执行K”时间相等C.“分析K”完后立即开始“执行K”D.只需一套指令分析部件和一套执行部件6．在Cache存储器中常用的地址映象方式是（）A．全相联映B．页表法映象C．组相联映象D．段页表映象7．块冲突概率最高的Cache地址映象方式是（）A．直接B．组相联C．段相联D．全相联8．设8个处理器编号分别为0，1，2，…，7用Cube2(交换函数中的C2)互联函数时，第3号处理机与第（）号处理机相联。A．1B．3C．5D．79．拓扑结构用多级立方体网络，二功能交换单元，级控制方式，这种网络称为（）A．Omega网络B．交换网络C．间接二进制n方体网络D．数据变换网络10．多处理机的互连方式采用总线形式的特点是（）A．价格低、带宽较窄B．适用于处理机机数较多的场合C．有很高的潜在通信速率D．不便于改变系统硬件设置三、判断题（每小题1分，共5分）1．基准测试程序来测试评价机器的性能时，核心测试程序最客观和准确。（）2．通用寄存器对机器语言程序员是透明的。（）3．SIMD所有处理单元均收到从CU广播的同一条指令，但操作对象是不同的数据。（对）4．在多处理器系统中共享存储器通信的优点是通信是显式的。（）5．星型网络的网络直径是1。（）四、简答题（每小题5分，共25分）1.计算机指令集结构设计所涉及的内容有哪些？第二章目录2．何谓流水线数据冲突，解决冲突的方法有哪些？p733.3C失效与Cache的相联度、容量有什么样的关系？p1734.减少Cache失效开销有哪些方法？采用二级Cache的基本思想是什么？5.在多处理器系统中实现Cache一致性协议有哪两类？它们在性能上有哪些差别？第1页共2页湖南工业大学考试试卷纸系(院)课程名称班级姓名学号密封线五、计算题（每小题10分，共30分）1.计算机系统中有三个部件可以改进方法，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（1）如果部件1和部件2的可改进比例均为30%，那么当部件3的可改进比例为多少时，系统加速比才可以达到10？（2）如果三个部件的可改进比例分别为30%、30%和20%，三个部件同时改进，那么系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少？（3）如果相对某个测试程序三个部件的可改进比例分别为20%、20%和70%，要达到最好改进效果，仅对一个部件改进时，要选择那个部件？如果允许改进两个部件，又如何选择？2.有一条动态多功能流水线由5段组成（如下图所示），加法用1、3、4、5段，乘法用1、2、5段，第2段的时间为2△t，其余各段时间均为△t，而且流水线的输出可以直接返回输入端或暂存于相应的流水线寄存器中。若在该流水线上计算f＝A1*B1+A2*B2+A3*B3+A4*B4,（1）画出处理过程的时空图。（2）计算其吞吐率、加速比和效率。12345乘法加法△t2△t△t△t△t3.假设当按直接映像位置没有发现匹配，而在另一个位置才找到数据（伪命中）时，需要2个额外的周期，而且不交换两个Cache中的数据。Cache参数如下：（1）容量128KB。（2）直接映像情况下命中时间为1个时钟周期，失效开销为50个时钟周期。（3）时钟周期2路＝1.10×时钟周期1路。（4）直接映像失效率为0.010，两路组相联失效率为0.007。问：当直接映像、两路组相联映像和伪相联映像这三种组织结构时，速度各是多少？第1页共2页湖南工业大学考试试卷纸系(院)课程名称班级姓名学号密封线第页共页湖南工业大学考试试卷纸系(院)课程名称班级姓名学号密封线第页共页