(最新整理)计算机体系结构试卷试题(答案全)

1、(完整)计算机体系结构试卷试题(答案全)(完整)计算机体系结构试卷试题(答案全) 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)计算机体系结构试卷试题(答案全)）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业绩进步，以下为(完整)计算机体系结构试卷试题(答案全)的全部内容。一 填空题（每空1分,共30分）1、系列机是指具有相同

2、的 体系结构 ，但具有不同 组织和实现 的一系列不同型号的机器。2、存储程序计算机结构上的主要特点之一是以运算器为中心。3、从计算机系统结构的多级层次结构可知，通常情况下，第1、2、3级用 解释 方法实现，第4或更高级用 翻译 方法实现。4、对于最常见的事件，通常赋予它优先的处理权和资源使用权，这是计算机体系结构设计中的 大概率事件优先 原则.5、容量为64块的cache采用组相联方式映像，字块大小为128字节，每4块为一组,若主存容量为4096块，且以字编址，那么主存地址为 19 位，主存区号为 6 位。6、可改进比例的值总是 小于等于1 .7、一般有两种策略来保存寄存器的内容，即： 调用者

3、保存 和 被调用者保存 。8、dlx指令集提供了 立即数寻址 、 寄存器寻址 、 偏移寻址和 寄存器间接寻址4种寻址方式。9、对某流水线处理器测试时发现其存在结构冲突，通常可采用 资源重复和流水化功能单元方法解决该问题。10、编译器通过重新组织代码顺序消除暂停的技术被称为 指令调度 。11、按照流水的级别可以把流水线分为 部件级流水线、处理机级流水线 和 处理机间流水线 。12、为解决流水线使用非流水数据通路的寄存器引起冲突,在流水线设计中采用 寄存器文件 技术解决该问题。13、cache的替换算法常见的有 fifo 、lru 和 随机法 。14、改进cache性能的方法主要有 降低失效率 、

4、减少失效开销 和减少cache命中时间。 15、减少流水线处理分支暂停时钟周期数的途径包括 尽早判断分支转移是否成功 和 尽早计算出分支成功转移的pc值 .二、选择题(115题，每题1分，共15分）1、下面的指令中， a 不属于risc处理器指令集。.add r4,1000 .ld r3,(r4) .sub r4,r3 。sd 0(r3)，r42。 在其它部件性能保持不变的情况下，对cpu性能的不断改进并没有获得期望的结果，这主要是受到了 a 的影响.a。amdahl定律 b.流水线 c。指令集 d.体系结构3、对cache性能进行分析时,我们发现 a 不受cache容量的影响。a强制性失效

5、b容量失效 c冲突失效 d3c失效4、若某cpu只有一个存储器，采用dlx流水线并执行如下的程序段,sd （r1）,r2 ld r3,（r1)#4add 0（r1)，#8sub r3，r1;则该程序段中指令和指令的关系属于 a 。a 数据相关 b 名相关 c 控制相关 d 结构相关5、 在下列存储器中访问速度最慢的是 d 。a cache b sdram c dram d flash6、最近计算机上采用的ssd(固态硬盘）实质上是 a 存储器 。aflash b磁盘 c磁带 d光盘7、计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，同时 c .a减少了通信传输量 b提高了通信传输的速度c减少了通

6、信传输线的条数 d有利于芯片中布线8、下面关于流水线的说法不正确的是 d 。a 流水线由若干个“段”或“级”组成 b 流水线有“通过时间c 流水线的“各段时间”应尽量相等 d 流水线的”深度”越多越好9、我们常说的32位处理器是指处理器的 a 是32位的。a 数据总线 b 控制总线 c 地址总线 d 所有的总线10、科学计算中采用向量处理机的主要原因是 a 较少。数据相关 控制相关 结构相关 非向量处理机11、为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的方法是采用_b_.a通用寄存器 b 堆栈 c.存储器 d。外存12、在下面描述的risc指令系统基本概念中不正确的表述是 a 。a选取使用频率低

7、的一些复杂指令,指令条数多。b指令长度固定c指令功能简单d指令运行速度快13、在下述i/o控制方式中，主要由程序实现的是 b 。ai/o处理机方式 b中断方式 cdma方式 d通道方式14、以下属于降低cache失效率的方法是 b 。a子块放置技术 b编译器优化 c采用两级cache d虚拟cache15、现有一个web服务器,其它部分不变的情况下，若采用如下的增强方式：采用40个cpu，想要达到30的加速比,则串行部分的比率最大是 a 。a0.11 b0。12 c0。10 d 0。13三、简述题（每题5分，共25分）1、解释如下几个缩写:risc、isa、mimd、raid、cache。ri

8、sc精简指令集计算机isa工业标准结构mimd多指令流多数据流raid廉价磁盘冗余阵列cache高速缓冲存储器2、试说明名相关的两种类型。反相关：指令i先执行,指令j写的名是指令i读的名。反相关指令之间的执行顺序是必须保证的，反相关就是先读后写相关。输出相关：指令j和指令i写相同的名.输出相关指令的指令顺序是不允许颠倒的。输出相关就是写后写相关。3、试说明定向技术的思想.定向技术的思想是：在某条指令产生一个计算结果之前，其他指令并不真正需要该计算结果，如果将该计算结果产生的地方直接送到其他指令需要他的地方，那么就可以避免暂停.4、试说明伪相联cache的特点。伪相联cache既能获得多路组相联

9、cache的低失效率，又能保持直接映像cache的命中速度。采用这种方法时,在命中情况下，访问cache的过程和直接映像cache中的情况相同，而发生失效时,在访问下一级存储器之前会先检查cache另一个位置，看是否匹配。5、试说明分布式共享多处理机的优缺点。 分布式存储器结构的优点:（1)如果大多数的访问是针对本结点的局部存储器，则可降低对存储器和互连网络的带宽要求;(2）对局部存储器的访问延迟低。主要缺点:处理器之间的通信较为复杂，且各处理器之间访问延迟较大。四、图表题（第一题6分，第二题9分，共15分）1、（6分）下图是写操作流水化的硬件结构，试说明采用该技术的原因及其工作特点。 每个写

10、操作过程分为两个阶段完成，第一阶段进行标识比较，并把标识和数据存入延迟写缓冲器中，第二阶段再进行写入，这两个阶段按流水方式工作。这样，当前的写标识比较就可以和上一个写的数据写入并行起来，实现每个时钟周期完成一个写操作2、（9分)下面是采用dlx浮点部件的tomasulo算法执行过程中用到的状态表，试填写状态表中的相关空白。 假定:浮点流水线的延迟如下：加法2个时钟周期,乘法10个时钟周期,除法40个时钟周期。给出subd 将要写结果时状态表的信息。只填写相关部分空格.指令指令状态表is ex wrld f6，34(r2）ld f2，45（r3)multd fo,f2，f4subd f8，f6，

11、f2divd f10,f0，f6addd f6,f8，f2部件名称 保留站busyopvjvkqjqkaload1noload2no add1yessubdmem45+regsr3mem34+regsr2 add2yesadddmem45+regsr3add1add3no mult1yesmultdmem45+regsr3regs4mult2yesdivdmem34+regsr2mult1结果寄存器状态表f0f2f4f6f8f10f30部件名称 mult1add2 add1 mult2五、计算题（第一题7分，第二题8分，共15分)1.某risc处理机各类指令使用频率和理想cpi(指令和数据访问

12、cache命中率为100时的cpi)如下表所示。而实际测得的指令访问cache缺失率（miss rate）为5%，数据访问的cache缺失率为10，cache的缺失损失(miss penalty）为40个时钟周期.1)该机器在无cache缺失（理想情况)时的cpi是多少？（3分)2）该机器在无cache缺失（理想情况)时的速度比有cache缺失时快几倍？(4分)指令类型alu操作loadsstoresbranches使用频率40201525cpi ideal13331）cpi=43x1+21x2+12%x2+24x2=1。572）对指令讲，指令cache的访问占全部访问的100%/（100%+

13、21%+12%）=75对数据来讲，数据cache的访问占全部访问的（21+12%)/(100+21%+12%）=25非理想平均访存时间命中时间失效率x失效开销 1.57（75%x5+25x10%）x401.572.54.07则:4.07/1.572.592。6 大约快2.6倍2。在一台单流水线处理机上执行下面的程序。每条指令都要经过“取指令”、“译码”、“执行”和“写结果”4个流水段，每个流水段的执行时间都是10ns.采用基本的dlx流水线,执行如下指令段：1 sub r0, r0 ；r002 ld r1, #4 ；r1向量长度43 loop: ld r2, a(r1） ；r2a向量的一个元素4 mul r2, r1 ；r2（r2）（r1) 5 add r0， r2 ;r0（r0）（r2)6 bnez r1， loop ；r1（r1)1，若（r1）0 转向loop7 sd （r3）, r0 ；保存结果 采用“预测分支失败技术”。画出指令流水线的时空图（中间部分可以省略，图中可用指令序号表示)，计算流水线的加速比.（8分） 1ifidexwb2ifide