2014年9月份考试计算机系统结构第三次作业

答案： 一、填空题（40 分，共 10 题，每小题 4 分） 1. 参考答案： load/store 2. 参考答案： 按空间分配的机制、访存冲突、互连网络 3. 参考答案： 同级及更低级的其它 4. 参考答案： 在一个任务执行时可派生出可并行执行的其他一个或多个任务，分配给不同的 处理机 5. 参考答案： 高速通信网络 6. 参考答案： 低，单字节 7. 参考答案： 数据反相关、数据相关 8. 参考答案： 由公式：e=TA1TA =T AAH TA A+(1H) T A2=1H +(1H)r可知，0.95=1/H+(1-H) 106，得 H=0.9999999。 9. 参考答案： 15/16 10. 参考答案： 0.01、0.10、0.01 二、基本应用题（30 分，共 2 题，每小题 15 分） 1. 参考答案： 首先将处理器编号变为二进制，第 7号处理器二进制编码为 0111。 1、cube2 按 cube2函数定义，cube2(0111)=0011，即第 3号处理器。 2、PM2+1 按 PM2+1函数定义，PM2+1（7）=7+2 1 mod 16=9，即第 9号处理器。 3、shuffle(shuffle(shuffle() 三次混洗，按 shuffle函数定义可得 shuffle(shuffle(shuffle() =shuffle(shuffle(1110)= shuffle(1101)=1011，即第 11号处理器。 大家可以画出相应得连接图。 2. 参考答案： 按相关定义，可知取 M=22p+1，p 为任意正整数即可，由于要求 M必须大于 16， 故此处可取 p为 2，则 M=17。相应的， 1=4， 2=1。 由地址计算公式： 体号地址 j=（a 1+b 2+c）mod m 体内地址 i= a 可得数组的存放方式其中 M编号为 0-16。因为数组太大，故不列出所有元素 的实际地址。 三、简答题（20 分，共 4 题，每小题 5 分） 1. 参考答案： 其主要特点为： 结构简单、规整，模块化强； 数据流和控制流的设计简单规整； 具有极高的计算并行性； 脉动阵列结构的构形与特定计算任务和算法密切相关。 2. 参考答案： 主要有三种途径： 1、时间重叠 多个处理过程在时间上相互错开，轮流重迭地使用同一套硬件设备的各个部分， 以加快硬件周转而赢得速度。 如流水线是典型的时间重叠的例子。 2、资源重复 通过重复设置硬件资源来提高可靠性或性能。早期的资源重复以提高可靠性为 主，现在则被大量用于提高系统的速度性能。 多处理机是典型的资源重复例子。 3、资源共享 利用软件方法让多个用户按一定时间顺序轮流使用同一资源，以提高利用率， 因而提高整个系统的性能。资源共享包括硬件、软件、信息资源的共享。 多道程序分时系统是资源共享的例子。 3. 参考答案： 数据流程序图为有向图，用弧将结点之间连接起来。每个结点用圆圈或三角及 其他特殊符号表示，代表一个处理部件。结点内的符号或字母表示一种操作， 称为操作符。弧代表数据令牌在结点间的流动方向。 4. 参考答案： 1、只对操作码表示进行优化，而没有在地址码表示和寻址方式上采取相应的措 施，程序所需总位数难以减少； 2、操作码的优化会使指令字内形成空白；只有地址可变长，才能减少指令字的 空白； 3、采用多种不同的寻址方式、地址形式和地址码长度以及多种指令字长，并结 合可变长操作码的优化表示，就可以实现冗余度最小的指令字。 四、问答题（10 分，共 2 题，每小题 5 分） 1. 参考答案： 1、写回法 该方法的主要思想为：CPU 在写数时，只写入 Cache，不写入主存。仅当替换时， 才把修改过的 Cache块写回到主存。该方法需要在 cache-主存地址映像表中对 cache每个块设置一个修改位，表明该块是否被修改。 2、写直达法 CPU在执行写操作时，把数据同时写入 Cache和主存。在进行块替换时，不必 先写入主存，可立即调入新块。写回法时间花在每次替换时上，而写直达法时 间花在每次写 cache时附加的写主存时间。 2. 参考答案： 数组多路通道一次