发布时间 : 星期一 文章计算机体系结构期末试卷试题10更新完毕开始阅读08676fac9b6648d7c0c7467a
计算机系统结构
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一、填空题（22分，每空1分）
1．在虚拟存储器中，一般采用_______地址映象方法和_______更新策略。
2．数据流机采用_____________，执行的操作序列取决于输入数据的可用性；归约机则采用_______，执行的操作序列取决于对数据的要求，对数据的需求又来源于函数式程序设计语言对表达式的归纳。
3. 同构型多处理机和异构型多处理机所采用的提高并行性的技术途径分别是_______和_______。
4. 超长指令字（VLIW）结构是将_______和_______两者相结合。
5. 设有一个“Cache-主存”层次，Cache为4块，主存为8块；试分别对于以下2种情况，计算访存块地址为6时的索引（index）。
(1)组相联，每组两块；索引为_______。 (2)直接映象；索引为_______。
6. 在处理机中，若指令序列完成的顺序总是与它们开始执行的顺序保持一致，则只可能出现_______相关，否则就有可能出现_______、_______和_______相关。
7. 从处理数据的角度，并行性等级可以分为字串位串、_______、_______和全并行。 8. 互连网络的交换方法主要有线路交换、包交换、线路/包交换，SIMD互连网络多采用_______交换，多处理机常采用_______交换。
9. 2:1 Cache经验规则是指大小为N的_______Cache的失效率约等于大小为N/2的_______Cache的失效率。
10. 输入/输出系统包括_______和__________________。
二、简答题（18分，每题3分）
1.从目的、技术途径、组成、分工方式、工作方式等5个方面对同构型多处理机和异构型多处理机做一比较（列表）。
2.在指令集结构设计中，应该考虑哪些主要问题？
3. 软件兼容有几种？其中哪一种是软件兼容的根本特征？ 4. 指令集结构设计中，应该考虑哪些主要问题？
5. 简述“Cache－主存”层次与“主存－辅存”层次的区别。
6. 有哪几种向量处理方式？它们对向量处理机的结构要求有何不同？
三、（共60分）
1. 请分析I/O对于性能的影响有多大？假设：
(1) I/O操作按照页面方式进行，每页大小为16 KB，Cache块大小为64 B；且对应
新页的地址不在Cache中；而CPU不访问新调入页面中的任何数据。
(2) Cache中95%被替换的块将再次被读取，并引起一次失效；Cache使用写回方法，
平均50%的块被修改过；I/O系统缓冲能够存储一个完整的Cache块。
(3) 访问或失效在所有Cache块中均匀分布；在CPU和I/O之间，没有其他访问Cache
的干扰；无I/O时，每1百万个时钟周期中，有15,000次失效；失效开销是30个时钟周期。如果替换块被修改过，则再加上30个周期用于写回主存。计算机平均每1百万个周期处理一页。
2.
动态多功能流水线由6个功能段组成，如下图：
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，，各个功能段时间为：s1、s3、s4、s6为△t，s2、s5为2△t，假设该流水线的输出结果可以直接返回输入端，而且设置有足够地缓冲寄存器，若以最快的方式用该流水计算：（1） （2）
画出时空图。
计算实际的吞吐率、加速比和效率。
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iii?143. 假计算机系统字长64位，包含三个选择通道和一个多路通道，每个选择通道上连接了
两台磁盘机和三台磁带机，多路通道上连接了了两台行式打印机，两台读卡机、10台终端，假定各设备的传输率如下：磁盘机：600 KBps，磁带机：200 KBps，行打机：6.6 KBps，读卡机：1.2 KBps，终 端：1 KBps。计算该计算机系统的最大I/O数据传输率。 4. 在三级Cache中，第一级Cache、第二级Cache和第三级Cache的局部失效率分别为4%、
30%和50%。它们的全局失效率各是多少？ 5. （1）根据Amdahl定律写出系统加速比的公式。
（2） 某计算机系统有两个部件可以改进，这两个部件的加速比为：
部件加速比1：30； 部件加速比2：20；
如果部件1和部件2的可改进比例分别为30％和40％，求整个系统的加速比。 6. 将计算机系统中某一功能的处理速度加快10倍，但该功能的处理时间仅为整个系统运行时间的40%，则采用此增强功能方法后，能使整个系统的性能提高多少？