2011年春季学期计算机系统结构第三次作业.doc

2011年春季学期计算机系统结构第三次作业一、单项选择题（本大题共22分，共 11 小题，每小题 2 分）1. 在RISC结构设计中,( )指令用硬联实现,( )用微程序实现.A. 简单,复杂B. 复杂,简单C. 一般,特殊D. 少数,多数2. 归约机是属于( )计算模型.A. 控制流机B. MPPC. 机群系统D. 数据流机3. 多处理机属于( )A. SISDB. SIMDC. MISDD. MIMD4. 实现全排列网络可以用( )A. 多级立方体网络B. 多级PM21网络C. 多级混洗交换网络D. 上述任一种网络5. 多处理机中,同步总线中用公共时钟同步,总线轮流提供给部件使用的总线仲裁算法是( )A. 固定时间片B. 静态优先级C. 动态优先级D. 先来先服务6. 以下说法错误的是( )A. 超标量处理机适合于求解稀疏向量、矩阵B. 超标量处理机主要通过资源重复实现C. 超流水线机主要关注时间上的并行性D. 超长指令处理机指令译码相对较难7. 按照 M 弗林对处理机并行性定义的分类原则,阵列机 ILLIAC IV 是( )A. SISDB. SIMDC. MISDD. MIMD8. 在八个处理单元的全混连接中,与6号单元相连的处理单元是( )A. 1号和2号B. 4号和6号C. 3号和5号D. 0号和7号9. 紧耦合多处理机实现处理机机间通信靠的是A. 共享主存B. 共享总线C. 共享外设D. 共享通道10. 输入输出系统不包括（ ）A. 输入输出设备B. 设备控制器C. 主存储器D. 软硬件11. 多处理机的互连方式采用总线形式的优点是( )A. 硬件成本低且简单B. 适用于处理机机数较多的场合C. 有很高的潜在通信速率D. 不便于改变系统硬件设置二、填空题（本大题共16分，共 8 小题，每小题 2 分）1. 总线仲裁主要解决 _ .2. 向量的流水处理中,为减少操作数相关,可采用 _ .3. 并行性包含 _ 和 _ 两种.4. 动态网络分为 _ 和 _ 两类.5. I/O处理机可分为 _ 和 _ 两种形式.6. 多处理机与并行处理机的本质差别在于并行性级别的不同:多处理机实现 _ 的并行,而并行处理机则实现同一指令多数据流的 _ 的并行.7. 矩阵乘是 _ 运算.8. 向量流水处理机的基本思想是把两个向量的 _ 进行计算,产生一个 _ 向量.一条向量指令可以处理 _ 操作数.三、简答题（本大题共10分，共 1 小题，每小题 10 分）相联检索有哪些算法？四、问答题（本大题共22分，共 2 小题，每小题 11 分）1. 简述RISC的一般原则设计技术.2. 什么是MPP？什么是机群系统？将机群系统与传统并行系统做比较.五、综合题（本大题共30分，共 2 小题，每小题 15 分）1. 程序存放在模32单字交叉存储器中,设访存申请队的转移概率为25%,求每个存储周期能访问的平均字数.当模数为16时求每个存储周期能访问的平均字数?2. （1 ）画出 2 2 开关构成的 16 个输入端的 Omega 网络 . （ 2 ）结点 11 传送信息给结点 5 , 同时结点 7 传送信息给结点 9 , 画出完成这一寻径的开关设置 . 这种情况会出现阻塞吗？（ 3 ）这个网络实现任意个置换 , 最多的通过次数是多少？答案：一、单项选择题（22分，共 11 题，每小题 2 分）1. A 2. D 3. D 4. D 5. A 6. D 7. B 8. C 9. A 10. C 11. A 二、填空题（16分，共 8 题，每小题 2 分）1. 参考答案：多个处理机同时访问公用总线的冲突解题方案：总线仲裁主要解决多个处理机同时访问公用总线的冲突评分标准：回答多个处理机同时访问公用总线的冲突得2分2. 参考答案：纵向处理方式解题方案：流水处理评分标准：23. 参考答案：同时性 并发性解题方案：并行评分标准：24. 参考答案：单级,多级解题方案：动态网络分为单级和多级两类评分标准：回答 单级 多级得2分5. 参考答案：通道外围处理机解题方案：I/O处理机可分为通道和外围处理机两种形式评分标准：回答出通道和外围处理机各得2分6. 参考答案：网络规模,结点度解题方案：多处理机评分标准：27. 参考答案：二维数组解题方案：矩阵乘是二维数组运算评分标准：回答二维数组得2分8. 参考答案：对应分量 结果 N 个或 N 对解题方案：流水处理机评分标准：2三、简答题（10分，共 1 题，每小题 10 分）0. 参考答案：(1) 全等查找算法 (2) 最大值查找算法 (3) 幅值比较查找算法解题方案：回答相联检索常见3种算法评分标准：回答相联检索常见3种算法得3分四、问答题（22分，共 2 题，每小题 11 分）1. 参考答案：其一般设计原则为:选择最常用的指令;增加对操作系统、高级语言、应用环境支持的指令;指令功能、格式和编码设计上尽可能简化规整,指令尽可能等长;寻址方式统一为一至二种;指令尽可能在一个周期内完成.解题方案：RISC评分标准：各设计原则各1分2. 参考答案：MPP是大规模并行处理机,指用数百万个高性能,低成本的RISC微处理器通过互连网络互连,组成的SIMD或MIMD系统. 机群系统是将多个高性能工作站或高档微型计算机使用高速通信网络加以互连组成系统.机群系统与传统并行处理系统相比有以下几个优点: (1)高的性能价格比.因为工作站或微机都是批量生产,价格低; (2)系统开发周期短,因为主机、网络、操作系统都不需要新设计; (3)系统可扩展性好.采用通用网络,易于扩展; (4)系统资源利用率高,工作站的不能性能相互补充,结构灵活; (5)用户投资风险小.每个出结点既可以进行大规模并行处理也可做单机使用; (6)用户编程方便.不需修改编程环境.解题方案：MPP与机群系统评分标准：概念3分,比较3分五、综合题（30分，共 2 题，每小题 15 分）1. 参考答案：B=(1-(1-)m)/=0.25,m=32 B=4-4(3/4)32 同理,m=16时,B=4-4(3/4)16解题方案：由存储周期平均访问字数公式计算评分标准：写出公式5分,计算结果5分2. 参考答案：（ 1 ） 16 个输入端的