系统结构 试卷 07级网工A卷.docVIP

南京理工大学课程考试试卷 （学生考试用）课程名称： 计算机系统结构 （A） 学分： 3 大纲编号 06025203 试卷编号： 考试方式： 笔试 满分分值： 100 考试时间： 120 分钟组卷日期： 2010年4月18日 组卷教师（签字）： 张功萱 审定人（签字）： 学生班级： 学生学号： 学生姓名： 注意：请将答案按题号和序号写在答题纸上第一部分 基础与理解题 （46%）一 、基本概念题 （30）（一）单选题 （16， 从四个答案中选择一个正确的答案）1. 对计算机系统结构透明的是（ ）。A、数据表示 B、是否使用通道型IO处理机C、虚拟存贮器 D、VLSI技术2. 不同系列的机器之间，实现软件移植的途径不包括( )。A、用统一的高级语言。 B、用统一的汇编语言。C、模拟。 D、仿真。3. 在下列内容中，对汇编语言应用程序员不透明的是（ ）。A、先行进位链 B、乘法器C、指令寄存器 D、条件码寄存器4. 具有超流水线的处理器所采用的并行策略是( )？A、资源独享 B、资源共享C、时间重叠 D、资源重叠5. 向量链接特性中的相关（ ）。A、不利于流水线性能的提高 B、会降低流水线的FLOPSC、有利于流水线性能的提高 D、避免相关出现6. 在流水处理机中，优化延迟技术主要用于解决（ ）问题。A、中断服务 B、与取数指令有关的控制相关C、与存数指令有关的控制相关D、与转移指令有关的控制相关第 1 页7. 在计算机系统设计中，比较好的方法是（ ）。A、从上向下设计 B、从下向上设计C、从两头向中间设计 D、从中间开始向上、下设计8. 以下关于RISC技术特征的叙述中，不正确的是（ ）。A、指令条数较少 C、有丰富的寻址方式 B、指令字长度一致 D、使用较多的通用寄存器（二）确定下列内容各属于哪方面的问题。 （14）可选答案：A. 系统结构 B. 计算机组成 C. 计算机实现某一计算机系统的设计为：（1）机器设有乘法指令。 （2）除法采用补码不恢复余数法。 （3）浮点数数据表示采用IEEE754标准。 （4）主存容量为512MB。 （5）主存选用8M1位动态存储器芯片。 （6）机器指令采用微程序解释执行，并用ROM存储器存放微程序。 （7）采用六段指令流水线解释指令。二、简答题 （16， 每道小题4分）1. 计算机系统结构的Flynn分类法是按什么来分类的？共分为哪几类？2. 什么是RISC的窗口寄存器重叠技术？它的主要作用是什么？3. 什么是循环体展开策略？其主要思想是什么？4. 请解释为什么SMP结构的处理单元不宜过多？第二部分 设计与计算题 （40%）三、（10%）某计算机系统中有三个部件可以改进，这三个部件的部件加速比为：部件加速比1=32； 部件加速比2=16； 部件加速比3=8试问：1. 如果部件1和部件2的可改进比例均为32%，那么当部件3的可改进比例为多少时，系统加速比才可以达到10？2. 如果三个部件的可改进比例分别为30%、30%和20%，三个部件同时改进，那么系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少？共 2 页四、（9%）用一个N=8的三级Omega网络连接8个处理机（P0P7），8个处理机的输出端分别依序连接Omega网络的8个输入端07，8个处理机的输入端分别依序连接Omega网络的8个输出端07。如果处理机P6要把数据播送给处理机P0P4，处理机P3要把数据播送给处理机P5P7，请问：1.Omega网络能否同时为它们的播送要求实现连接？2画出实现播送的Omega网络的开关状态图。五、（12%）一台模型机共有7条指令，主频25MHz，各指令的使用频率与CPI如下表所示。该模型机有8位和16位两种指令字长，采用2-4扩展操作码，且短指令用短操作码，长指令用长操作码。8位字长指令为寄存器（RR）二地址类型，16位字长指令为寄存器存储器（RM）二地址变址寻址类型（-128=变址范围=127）。 指令（字长）使用频度fCPII1（8位）35%1I2（8位）24%2I3（8位）20%2I4（16位）12%2I5（16位）4%1I6（16位）3%2I7（16位）2%2请问：1. 若只考虑使用频度f, 用Huffman求出指令操作码的平均码长(需给出Huffman树)。2. 计算2-4扩展操作码的平均码长。3. 该机允许使用多少个可编址的通用寄存器，多少变址寄存器？ 4. 设计该机的两种指令格式，标出各字段位数并给出操作编码。六、（9%）某计算机通过数组多路通道与I/O设备连接。现有8台外部设备，各设备要求传送信息的工作速度如下表所示。设备标识ABCDEFGH工作速率(KB/s)5002401007550401410第 2 页设数组多路通道的传送块为512字节，且在数据传送期，每选择一次设备需要2s，每传送一个字节也需要2s。请问：1. 通道工作的极限流量是多少？2. 通道工作的实际流量是多少？3. 哪些设备可以挂接到数组多路通道上？为什么？第三部分 综合与提高题 （14%）七、（7%）在某系统的两级存储层次中，Cache的访问周期为5ns，主存储器的访问周期为50ns，每个数据在Cache中平均重复使用4次。当块的大小为1个字时，存储系统的访问效率只有0.5。请问： (1)当存储系统的访问效率为0.5时，计算命中率和等效访问周期。 (2)为了使存储系统的访问效率达到0.94，命中率和等效访问周期应该提高到多少？ (3)为了使存储系统的访问效率从0.5提高到0.94，块的大小至少增加到几个字？八、（7%）在某台向量处理机上执行DAXPY（Double-Precision aX plus Y）代码，即完成YaXY，其中X和Y是向量，向量长度均为200个元素，最初存放在内存中。a是一个标量。DAXPY的向量指令如下： LV V1， Rx ；12拍，RxV1MULTSV V2，F0，V1 ；7拍， V1F0V2 LV V3，Ry ；12拍，RyV3ADDV V4，V2，V3 ；6拍， V2V3V4SV Ry，V4 ；12拍，V4Ry说明：1. 各指令后面的数字表示相应部件的启动开销Tstart所需的节拍数（时钟周期数）；2 . 允许使用向量链接；3. 执行标量代码的开销Tloop参数的值取15，一个编队处理一个元素的执行时间Tchime的值