武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2019-2020學(xué)年《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》期末考試試卷

1、武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2019-2020學(xué)年度第一學(xué)期2017級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)期末考試試卷（A）（閉卷）姓名： 學(xué)號(hào)： 專業(yè)： （注：考試時(shí)間為120分鐘；所有解答必須寫在答題紙上。）一、單項(xiàng)選擇題（每小題3分，共30分）1在系列機(jī)中發(fā)展一種新型號(hào)機(jī)器，你認(rèn)為下列（ ）設(shè)想是不行的?【A】新增加字符數(shù)據(jù)類型和若干條字符處理指令【B】將中斷分級(jí)由原來(lái)的4級(jí)增加到5級(jí)【C】在CPU和主存之間增設(shè)Cache存貯器【D】將浮點(diǎn)數(shù)的下溢處理法由原來(lái)的恒置“1”法，改為查表舍入法2.對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，不透明的是（ ）?！続】存儲(chǔ)器采用交叉存取還是并行存取【B】CPU內(nèi)部的數(shù)據(jù)通路的寬度是8位還是16位【C

2、】采用浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示還是標(biāo)志符數(shù)據(jù)表示【D】指令采用硬聯(lián)邏輯實(shí)現(xiàn)還是微程序?qū)崿F(xiàn)3一個(gè)平衡的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，應(yīng)該是（ ）?！続】1MIPS的CPU速度 【B】1MB的主存容量【C】1Mb/s的I/O吞吐率 【D】A、B和C4、（ ）設(shè)計(jì)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)所采用的方法。【A】由上往下 【B】由下往上 【C】由中間開(kāi)始 【D】上下同時(shí)開(kāi)始5當(dāng)今微型機(jī)中實(shí)現(xiàn)軟件移植最好的方法是（ ）?！続】系列機(jī) 【B】兼容機(jī) 【C】仿真技術(shù) 【D】統(tǒng)一高級(jí)語(yǔ)言6、不能夠?qū)ο蛄繑?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供直接支持的是（ ）數(shù)據(jù)表示?！続】向量 【B】堆棧 【C】描述符 【D】A和C7、采用整數(shù)邊界存儲(chǔ)技術(shù)，其主要目的是（ ）?！続】節(jié)約

3、主存空間 【B】提高數(shù)據(jù)的訪問(wèn)速度【C】一個(gè)主存周期可取多條指令 【D】一個(gè)主存周期至少可取到一條指令8、在指令的操作碼編碼方式中，優(yōu)化實(shí)用的編碼是（ ）。【A】Huffman編碼 【B】等長(zhǎng)編碼 【C】Huffman擴(kuò)展編碼 【D】BCD碼9、流水計(jì)算機(jī)中將指令Cache和數(shù)據(jù)Cache分開(kāi)，主要是為了（ ）?！続】提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的速度 【B】增加主存容量【C】解決功能部件沖突 【D】解決訪存沖突10、當(dāng)N=16時(shí)，能描述4組4元交換的函數(shù)是（ ）。【A】C1+C2 【B】C0+C1 【C】C0+C2 【D】C2+C3二、（10分）在采用通用寄存器指令集結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)上得到了如下所示的數(shù)據(jù)：指令

4、類型執(zhí)行頻率時(shí)鐘周期數(shù)ALU指令43%1LOAD指令21%2STORE指令12%2分支指令24%2假若編譯器優(yōu)化后能去掉50%的ALU指令，但不能去掉其它三類指令。求優(yōu)化后的MIPS與優(yōu)化前的MIPS速率比。三、（10分）設(shè)某機(jī)器系統(tǒng)指令字長(zhǎng)12位，每個(gè)操作碼和地址均占3位，試提出一種分配方案，使該指令系統(tǒng)有4條三地址指令，8條二地址指令和180條單地址指令。 四、（10分）設(shè)通道在數(shù)據(jù)傳送期中，選擇設(shè)備需4.9S，傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)需0.lS。（1）其低速設(shè)備每隔250S發(fā)出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求，問(wèn)最多可接多少臺(tái)這種設(shè)備？（2）若有AE共5種高速設(shè)備，要求字節(jié)傳送的間隔時(shí)間如下表所示，其時(shí)間單

5、位為S。若一次通信傳送的字節(jié)數(shù)不少于1024個(gè)字節(jié)，問(wèn)哪些設(shè)備可掛在此通道上？哪些則不能？設(shè)備ABCDE時(shí)間間隔(S)0.130.10.110.20.3五、（10分）有一非線線性流水線預(yù)約表如下。功能段123456S1S2S3S4（1）求平均延遲最小的最佳調(diào)度方案；（2）畫(huà)出按最佳方案之一連續(xù)輸入3個(gè)任務(wù)的時(shí)空?qǐng)D。六、（10分）有一四段線性流水線,每功能段延時(shí)時(shí)間分別是： t1=t3=t4=t0, t2=3t0。若在這個(gè)流水線上執(zhí)行40個(gè)任務(wù)。求實(shí)際吞吐率、效率和加速比。七、（10分）N=8個(gè)結(jié)點(diǎn)的三級(jí)立方體網(wǎng)絡(luò)如下圖所示。當(dāng)K1=0時(shí)，試說(shuō)明輸入4號(hào)結(jié)點(diǎn)不能實(shí)現(xiàn)和哪些輸出結(jié)點(diǎn)相連？八、（10

6、分）在8個(gè)PE構(gòu)成的雙向環(huán)互連的并行處理機(jī)中，計(jì)算點(diǎn)積 S= (n=8)所需要的時(shí)間。設(shè)初始化時(shí)將A,B各分量已分配到各PE中，且設(shè)相鄰處理單元之間傳送一次數(shù)據(jù)需要時(shí)間t，完成一次加法需要時(shí)間2t，完成一次乘法需要時(shí)間4t。（全部試題完）期末考試試卷（A）參考答案一、（每小題3分，共30分）解：1-10：BCDCA BDCDB二、（10分）解： 三、（10分）解：000 011 100 000 100 111 101 000 000 101 111 111 110 000 000 111 110 011 四、（10分）解：（1）低速設(shè)備應(yīng)接字節(jié)多路通道 所以，n50臺(tái)，即最多可接50臺(tái)（2）根據(jù)題意，此通道為選擇通道 其中，n1024，應(yīng)使select imaxselect，由此可得出通道工作周期為：T0.1014(us)所以，只有A、C、D、E可掛在此通道上，B則不行。五、（10分）解：