2023年南工大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試題庫

選擇題=1\*GB1⒈對系統(tǒng)程序員不透明的應(yīng)當(dāng)是。ACacheB系列機(jī)各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度C指令緩沖器D虛擬存儲器⒉計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不涉及。A主存速度B機(jī)器工作狀態(tài)C信息保護(hù)D數(shù)據(jù)表達(dá)⒊屬于計算機(jī)系統(tǒng)考慮的是。A主存采用MOS還是TTLB主存采用多體交叉還是單體結(jié)構(gòu)C主存的編址方式D主存頻寬的擬定⒋從計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上來看，機(jī)器語言程序員所看到機(jī)器屬性是。A計算機(jī)軟件所要完畢的功能B計算機(jī)硬件所要完畢的功能C編程要用到的硬件組織D計算機(jī)各部件的硬件實現(xiàn)⒌系列機(jī)軟件應(yīng)做到。A向后兼容，力爭向上兼容性B向前兼容，力爭向上兼容性C向后兼容，力爭向下兼容性D向前兼容，力爭向下兼容性⒍運用時間重疊概念實現(xiàn)并行解決的是。A多解決機(jī)B相聯(lián)解決機(jī)C并行（陣列）解決機(jī)動性D流水解決機(jī)⒎計算機(jī)中優(yōu)化使用的操作碼編碼方法是。A霍夫曼編碼BASCII編碼C擴(kuò)展操作碼DBCD碼⒏程序員編程時使用的地址是。A物理地址B主存地址C有效地址D邏輯地址⒐塊沖突率最高的cache地址映象方式是。A組相聯(lián)B直接相聯(lián)C段面相聯(lián)D全相聯(lián)⒑影響流水線最大吞吐率是。A各個功能段的時間B最快功能段的時間C最慢功能段的時間D最后一個功能段的時間⒒非線性流水線是指。A一次運算中使用流水線中的多功能段B一次運算中多次使用流水線中的某些多功能段C流水線中某些功能段在各次運算中的作用不同D流水線的各功能段在各種運算中有不同的組合⒓Cache地址映象中塊沖突率最低的是映象是。A全相聯(lián)B頁相聯(lián)C直接相聯(lián)D組相聯(lián)⒔有8個結(jié)點的PM2I單級網(wǎng)絡(luò)的PM2-0(j)=(j-20)mod8=A(76543210)B(01234567)C(7531)(6420)D(0246)(1357)⒕有8個結(jié)點的PM2I單級網(wǎng)絡(luò)的PM2+0(j)=(j+20)mod8=A(76543210)B(01234567)C(7531)(6420)D(0246)(1357)⒖能實現(xiàn)作業(yè)、任務(wù)級并行的異構(gòu)型多解決機(jī)屬于。ASIMDBSISDCMIMDDMISD⒗下列說法對的的是。A一次重疊是一次解釋一條指令B一次重疊是同時解釋相鄰兩條指令C流水方式是同時只能解釋兩條指令D一次重疊是可同時解釋多條指令⒘通道程序執(zhí)行結(jié)束后引起的中斷是。AI/O中斷B程序性中斷C內(nèi)中斷D機(jī)器校驗中斷⒙打印機(jī)適合連接在。A數(shù)組多路通道B字節(jié)多路通道C選擇通道D任意一種通道⒚disk適合連接在。A數(shù)組多路通道或選擇通道B字節(jié)多路通道C數(shù)組多路通道或字節(jié)多路通道D任意一種通道⒛21.通道程序執(zhí)行結(jié)束后引起的中斷是。A訪管中斷定BI/O中斷C外中斷D程序性中斷22.運用時間重疊概念實現(xiàn)并行解決主是。A流水解決機(jī)動B多解決機(jī)C相聯(lián)解決機(jī)動D并行（陣列）機(jī)23.數(shù)據(jù)表達(dá)是一部分。A軟件的B硬件的C軟硬件交界面的D非軟非硬的24.是促使計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展的最重要的因素A軟件B硬件C固件D器件25.計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的范圍不涉及。A指令系統(tǒng)的定義B計算機(jī)系統(tǒng)性能的評價C軟硬件界面的定義D加法器的結(jié)構(gòu)26.互換互連網(wǎng)(立方體結(jié)構(gòu))編號為011的PE的3個相鄰PE的編號是。A001，010，111B100，101，111C101，110，111D001，101，11027.互換互連網(wǎng)(立方體結(jié)構(gòu))編號為000的PE的3個相鄰PE的編號是。A001，010，111B100，101，111C101，110，111D001，010，10028.在Cache更新策略中，在Cache不命中時把數(shù)據(jù)同時寫入Cache和MM的策略是。A寫回法B寫直達(dá)法(全寫法)C按寫分派法D不安寫分派法29.在Cache更新策略中，在Cache不命中時把數(shù)據(jù)從MM調(diào)入Cache的策略是。A寫回法B寫直達(dá)法(全寫法)C按寫分派法D不安寫分派法30.相關(guān)專用通路。A解除數(shù)據(jù)相關(guān)性B減少數(shù)據(jù)相關(guān)引起的流水線停頓C解除控制相關(guān)性D不能緩解流水線的相關(guān)性問題31.開發(fā)粗粒度并行重要采用。P184A硬件手段B軟件手段C軟硬件同時并舉D指令級并行32.開發(fā)細(xì)粒度并行重要采用。P184A硬件手段B軟件手段C軟硬件同時并舉D作業(yè)級并行33.SIMD結(jié)構(gòu)重要實現(xiàn)的是的。P200A作業(yè)級并行B任務(wù)級并行C指令操作級并行D指令內(nèi)操作環(huán)節(jié)并行34.MIMD結(jié)構(gòu)重要實現(xiàn)的是的。P200A作業(yè)級并行B任務(wù)級并行C指令操作級并行D指令內(nèi)操作環(huán)節(jié)并行35.設(shè)計互連網(wǎng)絡(luò)時應(yīng)考慮的特性有個。P190A4B3C2D136.歸約機(jī)按歸約模型可分為。A數(shù)值歸約和串歸約B串歸約和圖歸約C數(shù)值歸約和圖歸約D指令歸約和數(shù)值歸約37.模擬是采用解決執(zhí)行方法。A純硬件B以軟件為主，硬件為輔C純軟件D以硬件為主，軟件為輔38.仿真是采用解決執(zhí)行方法。A純硬件B以軟件為主，硬件為輔C純軟件D以硬件為主，軟件為輔39.對Amdahl提出關(guān)于計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定義中所提到的“程序員”比較一致的見解是。A機(jī)器語言程序員或編譯程序員B應(yīng)用程序員C高級語言程序員D任何程序員40.RWC(真實世界計算機(jī))計劃的重要研究內(nèi)容有方面。A3B4C1D241.在程序執(zhí)行中有個方面因素會引起順序控制流發(fā)生變化。P72A1B3C4D242依數(shù)據(jù)令牌的不同數(shù)據(jù)流計算機(jī)可分為兩大類。A數(shù)值流和非數(shù)值流B靜態(tài)和動態(tài)C數(shù)值流和圖流D令牌流和非令牌流二、填空⒈程序的局部性涉及的局部性和的局部性。⒉CPU的Channel輸入輸出指令的基本功能重要是：，以及。⒊虛擬存儲器對程序員是透明的，對程序員是不透明的。⒋通道按信息傳送方式可分為，，三類通道。⒌設(shè)通道數(shù)據(jù)傳送周期選擇一次設(shè)備的時間為TS，傳送一個字節(jié)的時間是TD，則傳送n個字節(jié)的選擇通道的極限流量是fs.max=。⒍設(shè)通道數(shù)據(jù)傳送周期選擇一次設(shè)備的時間為TS，傳送一個字節(jié)的時間是TD，則有K臺I/O設(shè)備的成組傳送極限流量fB.max=，⒎在“一次重疊”解釋時，第k條指令需等待第k-1條指令執(zhí)行后才干形成，稱此時發(fā)生了相關(guān)。⒏在“一次重疊”解釋時，第k條指令的源數(shù)據(jù)與第k-1條指令的結(jié)果數(shù)據(jù)的地址同樣，稱此時發(fā)生了相關(guān)。⒐多功能流水線各功能段同時只能按某一種功能聯(lián)接的稱為流水線。⒑多功能流水線各功能段同時可以按不同的運算或功能聯(lián)接工作，此流水線稱為流水線。⒒消除流水線速度瓶頸的方法有和兩種方法。P81⒓解決重疊和流水線中的操作數(shù)相關(guān)，不外乎是和兩種方法。P85⒔系列機(jī)軟件兼容必須做到向兼容，盡也許爭取向兼容。⒕提高計算機(jī)系統(tǒng)并行性重疊的重要技術(shù)途徑有時間重疊、和。⒖多解決機(jī)可以有同構(gòu)型、和三種。⒗多解決機(jī)有和兩種基本構(gòu)型。⒘并行性重要是指和兩重含義。⒙多解決機(jī)系統(tǒng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上可分為耦合和耦合系統(tǒng)。⒚按連接方式分，流水線可分為流水線和流水線。⒛按功能分類，流水線可分為流水線和流水線。21.評價存儲器性能的基本規(guī)定是大容量、和低價格。22.解決重疊和流水中的操作數(shù)相關(guān)，有推后法和兩種方法。23.從對執(zhí)行程序或指令的控制方式上，將計算機(jī)系統(tǒng)分為由控制驅(qū)動的流和由數(shù)據(jù)驅(qū)動的流方式，按驅(qū)動的歸約方式和模式驅(qū)動的匹配方式。24.流水線按工作方式可分為流水線和流水線。25.流水線按解決級別可分為操作部件級、級和級三種。26.根據(jù)解決數(shù)據(jù)令牌的不同，數(shù)據(jù)流機(jī)的基本結(jié)構(gòu)可分為和兩大類。27.一個指令系統(tǒng)的設(shè)計重要是擬定它的、、操作及對操作數(shù)的訪問方式。28.對實現(xiàn)基本操作來講，指令系統(tǒng)的不同只是反映在和不同樣。29.指令系統(tǒng)設(shè)計原則是應(yīng)特別注意如何支持、簡易地將源程序翻譯成。30.在指令系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)注意、、、。31.指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分類重要是依據(jù)在CPU中以何種存儲方式來存放操作數(shù)。按照這一特性，可將指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為型、型、型三類。32.計算機(jī)應(yīng)用對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷提出的最基本規(guī)定是、和。33.在RISC結(jié)構(gòu)中為了減少過程調(diào)用中保存現(xiàn)場和建立新現(xiàn)場，以及返回時恢復(fù)現(xiàn)場等輔助操作，通常將所有寄存器提成若干組，稱為。34.對實現(xiàn)基本操作來講，指令系統(tǒng)的不同只是反映在和。P4235.一般指令系統(tǒng)由和兩類指令組成。P4236.指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分類重要是依據(jù)在CPU中以何種存儲方式來存放操作數(shù)。按照這一特性，可將指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為、和型三類。P4337.通用寄存器型指令系統(tǒng)中，按照ALU指令有多少個個操作數(shù)需要到存儲器中去存取，可以進(jìn)一步分為、和型三類。P4438.陣列機(jī)可分為兩個基本結(jié)構(gòu)，和。P18539.在數(shù)據(jù)流計算機(jī)中信息項以操作包和“數(shù)據(jù)令牌”形式出現(xiàn)，其中數(shù)據(jù)包由，和組成。P22840.AI解決的基本要點是基本知識的，和地加以運用。P24241.“數(shù)據(jù)令牌”由和組成。P22842.構(gòu)成函數(shù)程序的重要成份是、和。P23543.人工智能研究的關(guān)鍵在于和。P24444.陣列機(jī)通常由一個、N個M個和一個組成。P18545.存儲器的命中率是和之比。P12846.緊耦合系統(tǒng)按所用解決機(jī)類型是否相同，常見的組合可分為和兩種基本構(gòu)型。P20147.在層次存儲結(jié)構(gòu)價格體系中命中判斷和數(shù)據(jù)傳輸對較高層次而言應(yīng)由實現(xiàn)，對較低層次而言應(yīng)由實現(xiàn)。48.依據(jù)解決數(shù)據(jù)令牌的不同，數(shù)據(jù)流機(jī)可分為和兩在類。P23249.通常流水過程中會出現(xiàn)、和三種相關(guān)。P8350.數(shù)據(jù)相關(guān)沖突可分為、和三種類型P8751.I/O控制操作：涉及、。P158三、計算⒈假定要在一個時鐘速率為40MHz的標(biāo)量解決機(jī)上執(zhí)行一個典型測試程序，該程序中具有4種類型指令，每種指令的條數(shù)和每種指令的CPI如下所示：指令類型指令數(shù)CPIALU1202301Load/Store指令(Cache命中時)360002轉(zhuǎn)移指令240004訪存指令(Cache不命中時)202308計算在單解決機(jī)上執(zhí)行該程序的平均CPI。根據(jù)①所得的CPI值，計算相應(yīng)的MIPS速率。⒉假定要在一個時鐘速率為40MHz的標(biāo)量解決機(jī)上運營具有202300條指令的目的代碼，程序中具有4種類型指令，根據(jù)程序?qū)嶒灲Y(jié)果，已知指令混合比和每種指令的CPI如下所示：指令類型混合比CPIALU60%1Load/Store指令(Cache命中時)18%2轉(zhuǎn)移指令12%4訪存指令(Cache不命中時)10%8計算在單解決機(jī)上執(zhí)行該程序的平均CPI。根據(jù)①所得的CPI值，計算相應(yīng)的MIPS速率。⒊某模擬機(jī)有10條機(jī)器指令，使用頻度分別為：0.01，0.15，0.12，0.07，0.08，0.13，0.15，0.03，0.17，，0.09。⑴寫出等長操作碼編碼的平均碼長；⑵構(gòu)造霍夫曼樹；⑶寫出只有兩種碼長的最短的霍夫曼擴(kuò)展編碼及其平均碼長。⒋某模擬機(jī)有7條機(jī)器指令，使用頻度分別為：0.04，0.04，0.05，0.06，0.15，0.26，0.40。⑴寫出等長操作碼編碼的平均碼長；⑵構(gòu)造霍夫曼樹；⑶寫出只有兩種碼長的最短的霍夫曼擴(kuò)展編碼及其平均碼長。⒌有一個具有5個功能段組成的乘、加雙功能的靜態(tài)流水線，“乘”由1→2→3→4完畢，“加”由1→5→4完畢，各段時延均為t（見下圖），輸出可直接返回輸入或存入緩沖存儲器。現(xiàn)計算長度均為8的A、B兩個向量相應(yīng)元素求和的連乘積。靜態(tài)雙功能流水線圖⑴畫出完畢此運算的流水線的運營時空圖；⑵完畢所有運算需要多少個t？其效率是多少？★解：（共10分，時空圖對了給3分。計算時公式對了而結(jié)果錯了扣1分，公式錯了全扣）⑴時空圖(4分)⑵(6分，每個答案3分)TP=15/25Δt=3/5ΔtE=(8×3Δt+7×4Δt)/(25×Δt)=52/125=0.416⒍有一個具有4個功能段組成浮點加的靜態(tài)流水運算器，各段時延均為t（見下圖），輸出可直接返回輸入或存入緩沖存儲器。現(xiàn)以下述方式計算Z=[a+b]+[c+d]+[e+f]+[g+h]⑴畫出完畢此運算的流水線的運營時空圖；⑵分析其吞吐率和效率。⒎采用組相聯(lián)映象的Cache容量為1KB，規(guī)定Cache的每一塊能在1個主存周期內(nèi)從主存讀取。主存結(jié)構(gòu)是模4交叉，每個分體寬為32位，總?cè)萘繛?56KB。用按地址訪問訪問存儲器構(gòu)成相聯(lián)目錄表實現(xiàn)主存地址到Cache地址的變換，并約定用4路比較電路。請設(shè)計此相聯(lián)目錄表，求出該表行數(shù)、總位數(shù)和比較電路的位數(shù)。⒏對于一個有如下特性的虛擬存儲系統(tǒng)：40位虛擬地址16KB頁面36位物理地址每個進(jìn)程的頁表的總長度是多少？假定TLB用兩路組相聯(lián)方式的Cache，塊長為8個字（4B），總?cè)萘繛?6KB，寫出其地址格式。⒐假設(shè)Cache的工作速度為主存的5倍，且Cache被訪問的概率為90%，則采用Cache后，整個存儲系統(tǒng)獲得多高的加速成比？胡越明P103⒑某字節(jié)多路通道欲連接6臺外設(shè)，其數(shù)據(jù)傳輸速率見下表。而通道選擇設(shè)備時間需9.8s，每個字節(jié)傳送需0.2s，問通道能否勝任所有設(shè)備同時工作？⒒設(shè)通道在數(shù)據(jù)傳送期中，選擇設(shè)備需4.9μs，傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)需0.1μs。其低速設(shè)備每隔250μs發(fā)出一個字節(jié)數(shù)據(jù)傳送請求，問最多可接多少臺這種設(shè)備？②若有A～E共5種高速設(shè)備，規(guī)定字節(jié)傳送的時間時間如表，其時間單位為μs。若一次通信傳送的字節(jié)數(shù)不少于1024B，問哪些設(shè)備可掛在此通道？⒓假如某一計算任務(wù)用向量方式求解比用標(biāo)量方式求解要快20倍，稱可用向量方式求解部分所花時間占總的時間的比例為可向量化比例。問為達(dá)成加速比為2，可向量化比例應(yīng)是多少？⒔某系統(tǒng)某一功能改善后其速度是本來的10倍，而該功能的解決時間僅為整個系統(tǒng)運營時間的40%，則用此增強(qiáng)功能方法后，整個系統(tǒng)的性能提高多少？⒕設(shè)二級虛擬存儲器的TV1=10-7s，TV2=10-2s，若規(guī)定訪問時間TV達(dá)成1ms，問訪問一級存儲器的命中率應(yīng)是多少？⒖設(shè)Cache塊為16字，對于下列2種MM結(jié)構(gòu)：⑴假如MM的訪問延時為4個時鐘周期，訪存地址和1個字的傳輸時間各為1時鐘個周期，數(shù)據(jù)傳輸后還需1個周期的恢復(fù)時間，問這兩種MM結(jié)構(gòu)在Cache訪問失效時的塊訪問時間各是多少？⑵假設(shè)Cache命中時的指令平均執(zhí)行時間為1.2周期，平均每條指令訪存時間為1.5次，Cache的命中命中率為99%，問這兩種MM結(jié)構(gòu)中指令的平均執(zhí)行時間。⒗設(shè)1個任務(wù)的解決時間為64s，CPU在這段時間內(nèi)始終忙于解決，I/O解決時間為36s。為了提高系統(tǒng)性能，有兩種方案：使CPU的速度增長1倍，或者使CPU和I/O的解決速度同時增長1倍。計算這兩種情況下的解決時間。⒘設(shè)16個解決器編號分別為0，1，…，15。采用單級互網(wǎng)互連，當(dāng)互連函數(shù)分別為⑴ Cube3⑵ PM2-3⑶Shuffle⑷Btterfly⑸Exchange時第11號解決器各與哪一個解決器相連。⒙設(shè)16個解決器編號分別為0，1，…，15。采用單級互網(wǎng)互連，當(dāng)互連函數(shù)分別為⑴ Cube3⑵ PM2-3⑶Shuffle⑷Btterfly⑸Exchange時第9號解決器各與哪一個解決器相連。⒚某模擬機(jī)有7條機(jī)器指令，使用頻度分別為：0.01，0.01，0.03，0.05，0.15，0.30，0.45。⑴寫出等長操作碼編碼的平均碼長；⑵構(gòu)造霍夫曼樹；⑶寫出只有兩種碼長的最短的霍夫曼擴(kuò)展編碼及其平均碼長。⒛某模擬機(jī)有10條機(jī)器指令，使用頻度分別為：I1：0.2，I2：0.12，I3：0.11，I4：0.05，I5：0.08，I6：0.03，I7：0.02，I8：0.18，I9：0.10，I10：0.01。⑴寫出等長操作碼編碼的平均碼長；⑵構(gòu)造霍夫曼樹；⑶寫出只有兩種碼長的最短的霍夫曼擴(kuò)展編碼及其平均碼長。胡越民書P12321.某模擬機(jī)有10條機(jī)器指令，使用頻度分別為：I1：0.2，I2：0.12，I3：0.11，I4：0.05，I5：0.08，I6：0.03，I7：0.02，I8：0.18，I9：0.10，I10：0.01。⑴寫出等長操作碼編碼的平均碼長；⑵構(gòu)造霍夫曼樹；⑶寫出只有兩種碼長的最短的霍夫曼擴(kuò)展編碼及其平均碼長。22.假定要在一個時鐘速率為40MHz的標(biāo)量解決機(jī)上執(zhí)行一個典型測試程序，該程序中具有4種類型指令，每種指令的條數(shù)和每種指令的CPI如下所示：指令類型指令數(shù)CPIALU450001Load/Store指令(Cache命中時)320232轉(zhuǎn)移指令150002訪存指令(Cache不命中時)80002⑴計算在單解決機(jī)上執(zhí)行該程序的平均CPI。⑵根據(jù)①所得的CPI值，計算相應(yīng)的MIPS速率。⑶計算總的CPU執(zhí)行時間TCPU。23.某模擬機(jī)有9條機(jī)器指令，使用頻度分別為：I1：0.3，I2：0.24，I3：0.06，I4：0.07，I5：0.07，I6：0.02，I7：0.03，I8：0.2，I9：0.01⑴寫出等長操作碼編碼的平均碼長；⑵構(gòu)造霍夫曼樹；⑶寫出只有兩種碼長的最短的霍夫曼擴(kuò)展編碼及其平均碼長。24.一臺流水計算機(jī)A的工作頻率為25MHz，平均CPI為4。計算機(jī)B是A的改善型，有一條5段的線性指令流水線，時鐘頻率為20MHz。問：⑴若在A和B兩臺計算機(jī)上執(zhí)行具有100條指令的程序，則計算機(jī)B對A的加速比是多少？⑵在執(zhí)行上述程序時，計算機(jī)A和B的MIPS速率各是多少？25.某單功能非線性流水線的預(yù)約表如下：1234567S1**S2*S3*S4***⑴寫出嚴(yán)禁表F和沖突向量C。⑵畫出該流水線狀態(tài)圖，擬定其最佳調(diào)度方案和最小平均流水速率。⑶計算按此流水線調(diào)度方案執(zhí)行8個任務(wù)所需的時間。⑷計算按此流水線在執(zhí)行8個任務(wù)時的吞吐率、加速比和運用率。胡越明書P22926.某單功能非線性流水線的預(yù)約表如下：123456789S1**S2***S3*S4**S5**⑴寫出嚴(yán)禁表F和沖突向量C。⑵畫出該流水線狀態(tài)圖，擬定其最佳調(diào)度方案和最小平均流水速率。⑶計算按此流水線調(diào)度方案執(zhí)行8個任務(wù)所需的時間。⑷計算按此流水線在執(zhí)行8個任務(wù)時的吞吐率、加速比和運用率。27.假定要在一個時鐘速率為40MHz的標(biāo)量解決機(jī)上運營具有202300條指令的目的代碼，程序中具有4種類型指令，根據(jù)程序?qū)嶒灲Y(jié)果，已知指令混合比和每種指令的CPI如下所示：指令類型混合比CPIALU43%1Load/Store指令(Cache命中時)21%2轉(zhuǎn)移指令24%2訪存指令(Cache不命中時)12%2①計算在單解決機(jī)上執(zhí)行該程序的平均CPI。根據(jù)①所得的CPI值，計算相應(yīng)的MIPS速率。28某臺計算機(jī)只有Load/Store指令能對MM進(jìn)行讀/寫操作,其他指令只能對寄存器進(jìn)行操作。根據(jù)實驗的結(jié)果，已知每種指令所占的比例和CPI如下表所示：指令類型混合比CPIALU43%1Load/Store指令(Cache命中時)21%2轉(zhuǎn)移指令24%2訪存指令(Cache不命中時)12%2計算上述情況的平均CPI。假設(shè)程序由M條指令組成，算術(shù)邏輯運算中，25%的指令兩個操作數(shù)中的一個已在寄存器中，另一個必須在算術(shù)邏輯指令執(zhí)行前用Load指令從MM中讀取到寄存器中。因此，有人建議增長另一種算術(shù)邏輯指令，其特點是一個操作數(shù)取自寄存器中，另一個操作數(shù)取自MM，即寄存器-存儲器型。做假設(shè)這種指令的CPI等于2，同時轉(zhuǎn)移指令的CPI變?yōu)?。求新指令系統(tǒng)的平均CPI。胡越明P2229.某計算機(jī)字長32位，包含兩個選擇通道和一個多路通道，每個選擇通道上連接2臺磁盤機(jī)和2臺磁帶機(jī)，多路通道上連接2臺行式打印機(jī)、兩2臺讀卡機(jī)和10臺終端。假定各設(shè)備傳輸速率如下：磁盤機(jī)：800KBps磁帶機(jī)：200KBps行打機(jī)：6.6KBps讀卡機(jī)：1.2KBps終端：1KBps求該計算機(jī)系統(tǒng)的最大I/O數(shù)據(jù)傳輸速率。張春元P17030.一個字節(jié)多路通道連接有5臺設(shè)備，它們的數(shù)據(jù)傳輸率如下表：設(shè)備名稱D1D2D3D4D5數(shù)據(jù)傳輸速率(KB/s)10033.333.32010⑴計算這個字節(jié)多路通道的實際工作流量。⑵為了使通道可以正常上作，請設(shè)計通道的最大流量和工作周期31.一個字節(jié)多路通道連接D1、D2、D3、D4、D5共5臺，這些設(shè)備分別每10μs、30μs、30μs、50μs和75μs向通道發(fā)出一次數(shù)據(jù)傳送的服務(wù)請求?；卮鹣铝袉栴}：⑴計算這個字節(jié)多路通道的實際流量和工作周期。⑵假如設(shè)計字節(jié)多路通道的最大流量正好等于實際流量，并假定對數(shù)據(jù)傳輸率高的設(shè)備，通道響應(yīng)它的數(shù)據(jù)傳送請求助優(yōu)先級也高。5臺設(shè)備在0時刻同時向通道發(fā)出第一次傳送數(shù)據(jù)的請求，并在以后的時間里按照各自的數(shù)據(jù)傳輸率連續(xù)工作。畫出通道分時為各臺設(shè)備服務(wù)的時間關(guān)系圖，并計算這個字節(jié)多路通道解決完各臺設(shè)備的第一次數(shù)據(jù)傳送請求的時刻。⑶從時間關(guān)系圖上可以發(fā)現(xiàn)什么問題?如何解決這個問題?解⑴這個字節(jié)多路通道的實際流量為fbyte＝(1/10+1/30+1/30+1/50+1/75)=0.2MB/s通道助工作周期為t＝1/f=5μs/B，涉及通道選擇設(shè)備的時間Ts和為設(shè)備傳送1個字節(jié)所用的時間Td。⑵5臺設(shè)備向通道請求傳送數(shù)據(jù)和通道為它們服務(wù)的時間關(guān)系如圖所示。向上的箭頭表達(dá)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送請求，有陰影的長方形表達(dá)通道響應(yīng)設(shè)備的請求并為設(shè)備服務(wù)所用的時間間隔，涉及通道選擇設(shè)備的時間和為設(shè)備傳送一個字節(jié)所用的時間，這兩部分時間之和為5μs。在圖，5臺設(shè)備在。時刻同時向通道發(fā)出第數(shù)據(jù)的請求．通道解決各個設(shè)備第一次請求時間如下：解決完設(shè)備D1的第一次請求的時刻為5μs。解決完設(shè)備D2的第一次請求的時刻為10μs。解決完設(shè)備D3的第一次請求的時刻為20μs。解決完設(shè)備D4的第一次請求的時刻為30μs。設(shè)備D5的第一次請求沒有得到響應(yīng)，直到第85Ps通道才開始響應(yīng)設(shè)備D‘的服務(wù)請求，這時，設(shè)備已經(jīng)發(fā)出了2個傳送數(shù)據(jù)的服務(wù)請求，因此，第＝次傳送的數(shù)據(jù)有也許要丟失。⑶由圖可知，當(dāng)字節(jié)多路通道的最大流量與連接在這個通道上的所有設(shè)備的數(shù)據(jù)流量之和非常接近時，假如傳輸速度高的設(shè)備頻繁發(fā)出服務(wù)請求，并且優(yōu)先得到響應(yīng)，那么某些低速設(shè)備也許在很長的一段時間內(nèi)得不到響應(yīng)。32.—個4段的雙輸入端規(guī)格化浮點加法流水線（見下圖），每段通過時問10ns，輸出可直接返回輸入或?qū)⒔Y(jié)果暫存下相應(yīng)緩沖器中。問最少需經(jīng)多少時間能求出：⑴在下坐標(biāo)中畫出完畢此運算的流水線的運營時空圖(橫坐標(biāo)每小格代表10ns，縱坐標(biāo)每小格代表1個功能段)；（4分）y0x⑵流水線從開始流入到結(jié)果流出這段時間的實際吞吐率TP和效率EP。（6分，每問3分）答案解：⑴時空圖(4分)⑵(6分)TP=9/17△tEP=（46+34）/(174)=36/68=52.9%33.有一個流水線由四段組成，其中每當(dāng)流經(jīng)第三段時，總要在該段循環(huán)一次才干流到第四段(見下圖)。假如每段通過一次的時間都是Δt，現(xiàn)連續(xù)輸入10個任務(wù)，問：⑴當(dāng)在流水線的輸入端每Δt時間輸入任務(wù)時，該流水線會發(fā)生什么情況?{2分}⑵畫解決10個任務(wù)的時空圖。（4分）⑶求連續(xù)解決10個任務(wù)的實際吞吐率TP和效率EP。（4分，每問2分）答案解：⑴產(chǎn)生流水線的阻塞（產(chǎn)生流水線的停頓或斷流或不連續(xù)）（2分）⑵時空圖(4分)⑶(6分)TP=10/23△t期EP=（103+102）/(234)=50/92=54.35%34.假設(shè)一臺計算機(jī)的I/O解決占10％，當(dāng)其CPU性能改善到本來的10倍時，而I/O性能僅改善為本來的兩倍時，則加速比是多少?答案解：改善后I/O的運營時間是本來的1/2，CPU為本來的1/100。所以SP=1/(0.1/2+0.9/100)=16.9435.在一個4段的流水線解決機(jī)上需經(jīng)7柏才干完畢一個任務(wù)，其預(yù)約表如下表所示。⑴分別寫出延遲嚴(yán)禁表F、沖突向量；⑵畫出流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，求出最小平均延遲及流水線的最大吞吐率及其調(diào)度時的最佳方案。⑶按此流水調(diào)度方案，輸入6個任務(wù)．求實際的吞吐率。時間段號t1t2t3t4t5t6t7S1×××S2××S3×S4××答案解：⑴嚴(yán)禁表F={2，4，6}；初始沖突向量C=（101010）⑵狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖調(diào)度方案平均延遲（1，7）4（3，5）4（5，3）455最小的平均延遲為4拍。此時流水線的最大吞吐率Tpmax=1/4（任務(wù)/拍）⑶①最佳調(diào)度方案宜選其中按(1，7)周期性助調(diào)度的方案接(1，7)調(diào)度方案輸入6個任務(wù)、所有完畢的時間為1+7+1+7+1+7=24(拍)實際吞吐率Tp=6/24（任務(wù)/拍）②若按(3、5)調(diào)度方案輸入6個任務(wù)．所有完畢的時間為3+5+3+5+3+7=26(拍)實際吞吐率Tp=6/26（任務(wù)/拍）③若按(3、5)調(diào)度方案輸入6個任務(wù)．所有完畢的時間為5+3+5+3+5+7=28(拍)實際吞吐率Tp=6/28（任務(wù)/拍）可見最傳的方案應(yīng)當(dāng)為(1，7)調(diào)度方案。36.假設(shè)Tm是主存的R/W時間，Cache的工作速度為主存的5倍，且Cache訪問命中的概率為90％，則⑴求平均訪問時間。⑵采用Cache后，與單獨使用主存比性能提高多少?(4分)答案解：⑴Cache的工作速度為主存的5倍。則Cache訪問時間TC=Tm/5。Ta＝0.10×Tm+0.90×Tm/5=0.28Tm(4分)⑵性能為本來的1/0.28＝3.57倍，即提高了2.57倍。(4分)或用阿姆達(dá)爾定律求解：37.下圖給出了一個非線性流水線。若有4條指令依次間隔4Δt進(jìn)入流水線。請畫出時空圖，并求出實際吞吐率和效率。若要使流水線每隔2Δt流出一個結(jié)果，應(yīng)減少流水線上哪個功能段的通過時間？應(yīng)減少到多少，方能滿足規(guī)定？（10分）答案解：解：（共10分，時空圖對了給3分。計算時公式對了而結(jié)果錯了扣1分，公式錯了全扣）⑴時空圖：⑵吞吐率Tp=4/(22Δt)效率=(38Δt+42Δt)/(422Δt)=40/88=5/11將Ⅲ號功能段時時間減少為1Δt（或Ⅲ號功能段的總通過時時間為2Δt），方能滿足規(guī)定。38.某模擬機(jī)有9條機(jī)器指令，使用頻度分別為：I1：0.3，I2：0.24，I3：0.06，I4：0.07，I5：0.07，I6：0.02，I7：0.03，I8：0.2，I9：0.01（10分）⑴寫出等長操作碼編碼的平均碼長；⑵構(gòu)造霍夫曼樹；⑶寫出只有兩種碼長的最短的霍夫曼擴(kuò)展編碼及其平均碼長。答案解：解：（共10分，霍夫曼樹編碼不唯一，但平均碼長的計算結(jié)果是唯一的，計算時公式對了而結(jié)果錯了扣1分；公式錯了全扣）⑴等長操作碼平均碼長為4位。⑵霍夫曼樹所以霍夫曼編碼：I1：10，I2：00，I3：1110，I4：1101，I5：1100，I6：111110，I7：11110，I8：01，I9：111111平均碼長：2（0.30+0.24+0.2）+4（0.06+0.07+0.07）+50.03+6（0.02+0.0