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文档简介
1、计算机系统结构 姓名: 学号: 一、 简答题(每小题10分,共20分)1 简述使用物理地址进行DMA存在的问题,及其解决办法。答:(1)对于超过一页的数据缓冲区,由于缓冲区使用的页面在物理存储器中不一定是连续的,所以传输可能会发生问题。(2)如果DMA正在存储器和缓冲区之间传输数据时,操作系统从存储器中移出(或重定位)一些页面,那么,DMA将会在存储器中错误的物理页面上进行数据传输。解决方法:一种方法是使操作系统在I/O的传输过程中确保DMA设备所访问的页面都位于物理存储器中,这些页面被称为是钉(pinned)在了主存中。另一种方法是采用“虚拟DMA”技术,它允许DMA设备直接使用虚拟地址,并
2、在DMA期间由硬件将虚拟地址转换为物理地址。2 从目的、技术途径、组成、分工方式、工作方式等5个方面对同构型多处理机和异构型多处理机做一比较(列表)。二、(60分)现有如下表达式:Y a X其中:X和Y是两个有64个元素的32位的整数的向量,a为32位的整数。假设在存储器中,X和Y的起始地址分别为1000和5000,a的起始地址为6000。 1请写出实现该表达式的MIPS代码。2假设指令的平均执行时钟周期数为5,计算机的主频为500 MHz,请计算上述MIPS代码(非流水化实现)的执行时间。 3将上述MIPS代码在MIPS流水线上(有正常的定向路径、分支指令在译码段被解析出来)执行,请以最快执
3、行方式调度该MIPS指令序列。注意:可以改变操作数,但不能改变操作码和指令条数。画出调度前和调度后的MIPS代码序列执行的流水线时空图,计算调度前和调度后的MIPS代码序列执行所需的时钟周期数,以及调度前后的MIPS流水线执行的加速比。4根据3的结果说明流水线相关对CPU性能的影响。三、(20分)请分析I/O对于性能的影响有多大?假设:1 I/O操作按照页面方式进行,每页大小为16 KB,Cache块大小为64 B;且对应新页的地址不在Cache中;而CPU不访问新调入页面中的任何数据。2 Cache中95%被替换的块将再次被读取,并引起一次失效;Cache使用写回方法,平均50%的块被修改过;I/O系统缓冲能够存储一个完整的Cache块。3 访问或失效在所有Cache块中均匀分布;在CPU和I/O之间,没有其他访问Cache的干扰;无I/O时,每1百万个时钟周期中,有15,000次失效;失效开销
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