(完整版)計算機系統(tǒng)結構期末考試試題及其答案

《計算機系統(tǒng)結構》期末考試試卷《計算機系統(tǒng)結構》期末考試試卷A卷第#頁共11頁實際吞吐率TP=7/(15At)n=32%在一個5段的流水線處理機上需經(jīng)9拍才能完成一個任務，其預約表如下表所示。段號丘12345678912XZ1段號丘12345678912XZ134\Zy151￡7主禁止L表F:={1,5,6,初始沖突向量C={1011000和殆一7我恵lanoni1OL1UO1lanoni1OL1UO1iouoodF}*Ft—最小平均延遲:3.5最小平均延遲:3.5拍調(diào)度最佳方案(3,4)join]TTi流水線狀態(tài)轉移圖如果設一個系統(tǒng)有四個中斷級，中斷響應次序為1->2->3->4?，F(xiàn)要求中斷處理次序改為1->4->3->2,(1)請畫出中斷級屏蔽位表。(2)如果在運行用戶程序的過程中同時發(fā)生了1,2,3,4級中斷,請畫出此程序運行過程示意圖。(3)如果在運行用戶程序的過程中同時發(fā)生了2,3級中斷,而在3級中斷未處理完畢又發(fā)生了4級中斷,最后回到用戶程序時又同時發(fā)生了1,2級中斷,請畫出此程序運行過程示意圖。

中斯處理程虜擬別中斷圾屛罐世1頜'2毀a級4驢鋼1統(tǒng)00n第2鞍1011第3級13C1第4級Ic0￡(2)(3)計算多級立方體互連網(wǎng)絡。見圖N=8多級立方體互連網(wǎng)絡，求當輸入端級控制信號為S2S1S0=010時，輸入端為01234567時，輸出端為：23016745>01234C56Ds0s1s2

>01234C56Ds0s1s2計算機科學系《計算機系統(tǒng)結構》期末考試試卷（B卷）年級：專業(yè)：班級：_學號：姓名：題號—二三四五總分簽名得分注：1、共100分，考試時間120分鐘。2、此試卷適用于計算機科學與技術本科專業(yè)。一單選題：（10分，每題一單選題：（10分，每題1分）.計算機中優(yōu)化使用的操作碼編碼方法是（D）A.哈夫曼編碼12、B.ASCII碼C.BCDA.哈夫曼編碼12、對系統(tǒng)程序員不透明的應當是（B）A.Cache存儲器B.虛擬存儲器C.指令緩沖寄存器D.數(shù)據(jù)通路寬度13、全相聯(lián)地址映象是指（A）A.任何虛頁都可裝入主存中任何實頁的位置B.一個虛頁只裝進固定的主存實頁位置C.組之間固定，組內(nèi)任何虛頁可裝入任何實頁位置D.組間可任意裝入，組內(nèi)是固定裝入14、（C）屬于MIMD系統(tǒng)結構A.各處理單元同時受一個控制單元的管理B.各處理單元同時受同個控制單元送來的指令C.松耦合多處理機和多計算機系統(tǒng)D.陣列處理機15、多處理機上兩個程序段之間若有先寫后讀的數(shù)據(jù)相關，則（B）A.可以并行執(zhí)行B?不可能并行C?任何情況均可交換串行D.必須并行執(zhí)行16、系列機軟件必須保證（C）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，力爭向上兼容D.向后兼容，力爭向下兼容17、指令執(zhí)行結果出現(xiàn)異常引起的中斷是（C）A.輸入/輸出中斷B.機器校驗中斷C?程序性中斷D.外部中斷18、在Cache存儲器中常用的地址映象方式是（C）A■全相聯(lián)映象B■頁表法映象C■組相聯(lián)映象D■段頁表映象19、組相聯(lián)映象、LRU替換的Cache存儲器，不影響Cache命中率的是（B）A.增大塊的大小B.增大主存容量C.增大組的大小D■增加Cache中的塊數(shù)20、流水處理機對全局性相關的處理不包括（D）A.猜測法B?提前形成條件碼C?加快短循環(huán)程序的執(zhí)行D?設置相關專用通路

得分評分人得分評分人二填空題：（20分，每題2分）10、數(shù)據(jù)寬度就是I/O設備取得I/O總線后所傳送數(shù)據(jù)的總11、計算機仿真用—微程序一解釋，計算機模擬用—機器語言—解釋12、固件就是一種具有軟件功能的硬TOC\o"1-5"\h\z件。13、按弗林的觀點，計算機系統(tǒng)可分為SISD、SIMD、MISD和MIMD四大類14、浮點數(shù)尾數(shù)的下溢處理方法有：截斷法，舍入法，恒置1法，查表舍入法。15、實現(xiàn)軟件移植的基本技術有同一高級語言，采用系列機，模擬和仿真。16、并行主存系統(tǒng)包括單體多字，多體單字和多體多字交叉存儲器_。17、在非線性流水線機器中，可能發(fā)生的數(shù)據(jù)相關有：先讀后寫相關，寫寫相關和先寫后讀相關_。18、互連網(wǎng)絡的交換方法主要有線路交換、包交換、線路/包交換，SIMD互連網(wǎng)絡多采用—線—交換，多處理機常采用—包—交換。19、Cache存儲器寫操作時，在寫入Cache的同時將其寫回主存，稱這種修改主存塊內(nèi)容的方法為—寫直達法。得分評分人得分評分人三簡答題：（40分，每題4分）5．計算機系統(tǒng)結構研究的是什么？軟、硬件之間的功能分配以及對傳統(tǒng)機器級界面的確定。6．計算機組成設計要解決的問題是什么？在所希望能達到的性能和價格比的前提下，怎樣最佳、最合理地把各種設備和部件組織成為一臺計算機，以實現(xiàn)所確定的系統(tǒng)結構。7．舉例說明幾種指令級高度并行的超級處理機？超標量處理機、超長指令字處理機、超流水線處理機、超標量超流水線處理機8.解決計算機主存與CPU的速度差對機器性能的影響，可采用哪些解決方法？設置Cache,采用并行主存系統(tǒng)

CISC指令系統(tǒng)的含義？復雜指令系統(tǒng)計算機，即機器指令系統(tǒng)變得越來越龐雜，這就是所謂的CISC指令系統(tǒng)。什么是軟件的可移植性？軟件不修改或只經(jīng)少量修改就可由一臺機器移植到另一臺機器上運行請解釋說明常用的4種基本單級互聯(lián)網(wǎng)絡.立方體單級網(wǎng)絡，PM2I網(wǎng)絡，混洗交換單級網(wǎng)絡，蝶形單級網(wǎng)絡什么是并行性？只要在同一時刻或是在同一時間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同或不同的工作，它們在時間上能相互重疊，都體現(xiàn)了并行性。請解釋存儲系統(tǒng)和存儲體系的區(qū)別.存儲系統(tǒng)是將多種不同工藝的存儲器組織在一起，但從邏輯上還不能成為一個整體.而存儲體系就是從程序員角度來看，各種不同工藝的存儲器在邏輯上是一個整體.請說明一次重疊中通用寄存器組相關的處理辦法.處理辦法有推后讀和設置相關通路得分評分人得分評分人四計算題：（30分，每題6分）003OJ00+oor0l003OJ00+oor0lr03(2)H=2.17H=2.2指令使用頻度指令使用頻度I10.03|I40.05I20.03|I50.15I30.04|I60.3I70.4

2.設有兩個向量C和D,各有4個元素，在圖中的靜態(tài)雙功能流水線上工作。其中，1->2->3->5組成加法流水線，1->4->5組成乘法流水線。設每個流水線所經(jīng)過的時間均為厶t,而且流水線的輸出結果可以直接返回到輸入或暫存于相應的緩沖寄存器中，其延遲時間和功能切換所需要的時間都可以忽略不計。求：該流水線的實際吞吐率TP和效率n。554321012345678910111213141516時間At實際吞吐率TP=7/(15At)n=32%在一個5段的流水線處理機上需經(jīng)9拍才能完成一個任務，其預約表如下表所示。(1)分別寫出延遲禁止表F、初始沖突向量C；⑵畫出流水線狀態(tài)轉移圖；(3)求出最小平均延遲、調(diào)度最佳方案。拍弘12345Q7891▽段xZ14y151分別寫出延遲禁止匕表F=11,5,6,TTt初始沖突向量C={10110001},

101100011011011110L1L10110111011初始最小平均延遲:3.5拍流水線狀態(tài)轉移圖101100011011011110L1L10110111011初始最小平均延遲:3.5拍流水線狀態(tài)轉移圖調(diào)度最佳方案(3,4)若機器共有5級中斷，中斷響應優(yōu)先次序為IT2T3T4T5,現(xiàn)要求其實際的中斷處理次序為IT4T5T2T3。(1)設計各級中斷處理程序的中斷級屏蔽位(令“1”對應于屏蔽,“0”對應于開放)；(2)若在運行用戶程序時,同時出現(xiàn)第4、2級中斷請求,而在處理第2級