体系结构试卷B

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（B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.计算机系统结构的是指计算机系统的软硬件的界面，即机器语言程序员所看到的传统机器级所具有的属性。计算机组成指的是计算机系统结构逻辑实现，包括物理机器级内的数据流和控制流的组成及逻辑设计等。计算机实现指的是计算机组成的物理实现，它着眼于器件技术和微组装技术。2．数据表示是指计算机硬件能够直接识别、指令集可以直接调用的数据类型。寻址方式的表示方法有两种，一种是把它与操作码一起编码，另一种则是设置专门的地址描述符。3．指令流水线的冲突3种类型：结构冲突、数据冲突和控制冲突，根据指令读访问和写访问的顺序又可将数据冲突分为写后读冲突、写后写和读后写。4．虚拟存储器在系统软件和辅助软件的管理下，就像一个单一的、可直接访问的大容量主存储器。二、单选题(每小题1分，共10分)1．计算机系统结构不包括（）A.寻址规则B.主存速度C.I/O结构D.中断系统2．对汇编语言程序员，下列（）不是透明的。A.中断字寄存器B.乘法器C.移位器D.指令缓冲器3．不同系列的机器之间，实现软件移植的途径不．包括（）A.模拟B.仿真C.用统一汇编语言D.用统一高级语言4．在采用基准测试程序来测试评价机器的性能时，下列方法最客观和准确（）A.核心程序方法B.小测试程序C.合成的测试程序D.基准测试程序套件5.解释指令的流水线方式中，同一时间内，流水线的各段只能按同一种功能的连接方式工作称为（）A.单功能流水线B.部件级流水线C.线性流水线D.静态流水线6.流水操作中，遇到数据相关时，不能采用的解决办法()A.定向技术B.用优化编译器检测，通过指令重新排序的方法C.停顿技术D.延迟分支7．组相联映像、LRU替换的Cache存储器，不影响Cache命中率的是()A.增大块的大小B.增大主存容量C.增大组的大小D.增加Cache中的块数8．某计算机的Cache-主存层次采用组相联映像方式，块大小为128字节，Cache容量为64块，按4块分组,主存容量为4096块。那么主存地址共需几位？()A.20B.19C.18D.以上都不对9.设8个处理器编号分别为0，1，2，…，7用Cube0(交换函数中的C0)互联函数时，第7号处理机可以与第()号处理机相联。A.0B.2C.4D.610．8个处理器用单级网络互连，将5号连到3号处理器，可用（）A.Cube3B.PM2+4C.PM2+2D.Shuffle三、判断题（每小题1分，共5分）1．用伪程序解释实现程序移植的方法称为仿真。（未知）2．虚拟存储器对系统程序员是不透明的。（未知）3．多处理机主要实现的是指令级并行。（）4．在多处理器系统中消息传递机制的优点是硬件较简单。（）5．Omega网络级间互联采用的是蝶式互联函数实现。（）四、简答题(每小题5分，共25分)1.通常可按哪5个因素对计算机指令集结构进行分类？哪一种是各种指令集结构之间最主要的区别？P262.程序中有哪两类相关，分别可以采取什么方法来解决？P713.简述在存储层次中应解决的四个问题。P1584.降低Cache失效率有哪些方法？伪相联的基本思想是什么？书5.35.在多处理器系统中实现Cache一致性协议的关键是什么？有哪两种跟踪共享数据状态的技术？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、应用题(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.有一条静态多功能流水线由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.给定以下的假设，试计算直接映像Cache和两路组相联Cache的平均访问时间以及CPU时间。（1）理想Cache（命中率为100%）情况下的CPI为2.0，平均每条指令访存1.2次。（2）两种Cache容量均为1KB，块大小都是32B。（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40个时钟周期。（5）命中时间为1个时钟周期。（6）1KB直接映像Cache的失效率为13.3%，1KB两路组相联Cache的失效率为10.5%。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