计算机体系结构A卷答案

1、 计算机体系结构 课程试卷（ A ）参考答案及评分标准开课系部： ，学生班级： ，教师： 一、单项选择题（在下列每小题的四个备选答案中，只有一个答案是正确的，请把你认为是正确的答案填入题后的（）内，每小题2分，共20分）1在系统结构设计中，提高软件功能实现的比例会( C )。A、提高解题速度 B、减少需要的存贮容量C、提高系统的灵活性 D、提高系统的性能价格比2属计算机系统结构考虑的应是（ C ）。A主存采用CMOS还是TTLB主存采用多体交叉还是单体C主存容量和编址方式D主存频宽的确定3推出系列机的新机器，不能更改的是( C )。A、原有指令的寻址方式和操作码 B、系统总线的组成C、数据通路

2、宽度 D、存贮芯片的集成度4不同系列的机器之间，实现软件移植的途径不包括( B )。A、用统一的高级语言 B、用统一的汇编语言C、模拟 D、仿真5重叠控制是将多条指令（ D ）。A 同时执行 B、串行执行C、并行执行 D、同一时刻在不同过程段上重叠执行6在计算机系统设计中，比较好的方法是：（ D ）A. 从上向下设计 B、从下向上设计从两头向中间设计 D、从中间开始向上、向下设计7动态流水线是（ C ）。A在不同时刻可组成数条流水线 B、标量流水线 C不同时刻只能组成一条不同的流水线 D、向量流水线8 假设用软件方法在A计算机上实现B计算机的指令系统，则B称为（C）。A仿真机 B.

3、宿主机C虚拟机 D. 目标机9 计算机中优化使用的操作码编码方法是（ D ）。A:哈夫曼编码 B:ASCII码C:BCD码 D:扩展操作码10 在采用基准测试程序来测试评价机器的性能时，下列方法按照评价准确性递增的顺序排列是（  B  ）。（1）实际的应用程序方法（2）核心程序方法（3）玩具基准测试程序（小测试程序）（4）综合基准测试程序A:（1）（2）（3）（4）B:（2）（3）（4）（1）C:（3）（4）（1）（2）D:（4）（3）（2）（1）二、单项选择题（每小题4分，共20分）1. 某计算机的Cache-主存层次采用组相联映象

4、方式，块大小为128字节，Cache容量为64块，按4块分组,主存容量为4096块。那么主存地址共需( A )位？A:19B:18C:20D:以上都不对2. 一条4段的流水线可以由以下时空图来表示，求该流水线的实际吞吐率（假设n=100）(B)A: 1MIPSB: 0.33MIPSC:0.167MIPS D: 0.328MIPS3、 一条4段流水线，每段执行时间为1ns，求该流水线执行100条指令最大效率为：( C ) A:100 B:96.2C:97.1D:3884、 假设一条指令的执行过程可以分为“取指令”、“分析”和“执行”三段，每一段的执行时间均为，连续执行n条指令

5、所需要花费的最短时间约为（假设仅有“取指令”和“分析”可重叠并假设n足够大）： ( B )A: B: C: D: 5. 将计算机系统中某一功能的处理速度提高到原来的20倍，但该功能的处理时间仅占整个系统运行时间的40%，则采用此提高性能的方法后，能使整个系统的性能提高（ B ）倍。A 20 B 1.613 C 3.326 D 以上答案都不对三、填空题（每空2分，共20分）1. Flynn分类法是按 数据流 和 指令流 的多倍性对计算机系统分类。2. 提高计算机系统并行性的主要技术途径有时间重叠、 资源重复 和 资源共享 。3. 解决先读后写相关的方法有延时气泡法和 定向路径 两种。4. 程序的

6、局部性包括 时间 上的局部性和 空间 上的局部性。5Cache写不命中时，只写入主存，并不将该存储字所在块由主存调入Cache，这种处理方法称为_不按写_分配法。如果写入主存的同时，还将该存储字所在块由主存调入Cache，则称为按写 分配法。6流水线消除速度瓶颈的方法有_细分瓶颈段 _和 重设瓶颈段 两种。三、简答题（每题5分，共 20分）1简要说明计算机系统结构、计算机组成和计算机实现三个概念的区别。 计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现；计算机实现是计算机组成的物理实现。一种系统结构可以有多种组成；一种组成可以有多种实现。同一系列机中各种型号的机器具有相同的系统结构，但采用不同的组成和实现

7、技术，因而具有不同的性能和价格。（5分）2简述RISC的优缺点RISC优点:(1) 简化的指令系统 (2) 以寄存器-寄存器方式工作 (3) 指令部以流水方式工作 (4) 使用较多的通用寄存器以减少访存,一般至少有32个通用寄存器 (5) 为提高指令执行速度,绝大部分指令采用组合电路控制器实现,不用或少用微程序实现 (6) 通过精心选择的指令系统,并采用软件手段 （每答出1点给1分） RISC缺点:指令功能简单使得程序代码较长,占用了较多的存储器空间 （1分）3. 简述计算机系统设计中经常用到的4个定量原理。 以经常性事件为重点 （1分） Amdahl定律：加快某部件执行速度所获得的系统性能加

8、速比，受限于该部件在系统中所占的重要性。（2分）CPU性能公式： CPU时间= IC x CPI x 时钟周期时间 （1分） 程序的局部性原理 （1分）4. 降低Cache失效开销有哪几种方法？简述其基本思想。降低Cache失效开销的方法：（每答出一种方法给1分）让读失效优先于写写缓冲合并请求字处理技术非阻塞Cache技术采用两级Cache五、考虑两种不同组织结构的Cache：直接映像Cache和2路组相联映像Cache，试问它们对CPU的性能有何影响？先求平均访存时间，然后再计算CPU性能。（12分）分析时请用以下假设：（1） 理想Cache（命中率为100%）情况下的CPI为2.0，时钟周

9、期为2ns，平均每条指令访存1.3次。（2） 两种Cache容量均为64kB，块大小为32B（3） 在组相联映像Cache中，由于多路选择器的存在而使CPU的时钟周期增加到原来的1.10倍。（4） 这两种结构Cache的失效开销都是70ns。（5） 命中时间为1个时钟周期，64KB直接映像Cache的失效率为1.4%，相同容量的2路组相联映像Cache的失效率为1.0%。平均访存时间为： 平均访存时间命中时间失效率×失效开销 因此，两种结构的平均访存时间分别是： 平均访存时间1路2.0（0.014×70）2.98 ns （2分） 平均访存时间2路2.0×1.10（0.010×70）2.90 ns （2分） 2路组相联Cache的平均访存时间比较低。（2分） CPU 时间IC×(CPIexe每条指令的平均存储器 停顿周期数)×时钟周期时间 IC ×(CPIexe×时钟周期时间每条指令的平均存储器停顿时间)因此：CPU时间1路 IC×(2.0×2(1.3