《计算机系统结构》习题

《计算机系统结构》习题第一章计算机系统结构设计基础1.1计算机系统结构的含义和分类ー、填空题1、计算机系统层次结构中,在传统机器级以上的所有机器都称为是,因为它们均是由 实现的机器,与实际物理机器级有所不同。答案:虚拟机、软件2、通常把称为固件。固件是介于和之间的实体,其设计方法类似于,而实现形态上则类似于〇答案:固定不变的常用软件固化在硬件中、硬件、软件、硬件3、在Flynn分类法中,指令流是指,数据流是指,多倍性是指答案：机器执行的指令序列、指令流所调用的数据序列、在机器中最受限制的（即瓶颈最严重的）部件上的处在同一执行阶段的可并行招待的最多指令或数据个数4、高级语言程序员看不到各种不同类型机器的差异性,这种现象称为现象,这往往是借助于填补了实际存在的差异而得到的。答案:透明性、软件5、计算机系统结构的外特性是定义计算机系统中和之间的界面;其微外特性是定义和之间的界面。答案:软件、硬件、硬件、固件二、选择题1、在计算机系统的层次结构中,位于汇编语言级和传统机器级之间是A、应用语言级B、高级语言级C、操作系统级D、微程序机器级答案,C2、计算机系统结构的外特性是所看到的外特性。A、汇编程序员B、系统程序员C、高级语言程序员D、应用程序员答案:b3、下面不属于计算机系统结构的外特性。A、取指令 B、中断类型C、通用寄存器的数量D、指令类型答案:A4、CPU内部的逻辑设计属于计算机系统结构的。A、外特性 B、内特性C、微外特性 D、物理实现答案:B5、下面属于计算机实现的是〇A、!/O设备的连接方式 B、主存带宽的确定C、存储器芯片的选用 D、最小寻址单位答案:C6、在计算机系统结构中,外特性是对内特性的进ー步抽象,因此两者之间的映射是的关系。A、ー对ーB、多对多C、多对ーD、ー对多答案:D三、判断题1、虽然软件和硬件两者在实质上是完全不同的,但它们的功能在逻辑上是等价的。答案：对2、所有硬件功能都可用软件实现,反之亦然。答案：错3、•般地,用硬件实现比用软件实现性能更优,所以,最好所有功能都用硬件来实现。答案:错4、微系统结构对之微员犹如计算机系统外特性对机器语言程序员一样。答案:对5、计算机系统结构设计就是硬件设计。答案:错6、计算机系统结构某ー特性与具体物理实现之间存在ー对多关系。答案:对四、简述计算机系统结构、计算机组成和计算机实现三者之间的关系。答案:计算机系统结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念。计算机系统结构即计算机系统结构的外特性,主要是研究软、硬件功能的分配和软、硬件界面的确定:计算机组成是指计算机系统结构的内特性,它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。它们各自包含不同的内容和采用不同的技术，但又有紧密的联系。五、Flynn分类法是如何分类的?有什么局限性?有什么更好的计算机分类方法?答窠:Flynn分类法是按指令流和数据流的多倍性概念进行分类的,按指令流和数据流两者的组合可将计算机系统划分成四类:单指令流单数据流（SLSD）、单指令流多数据流（SIMD）、多指令流单数据流（MISD）和多指令流多数据流（MIMD）。1.2计算机系统的设计准则ー、填空题1、在计算机设计准则中,最重要也是最广泛采用的一条是答案:只加速使用频率高的部件2、阿姆达尔（Amdahl）定律的内容是答案:系统中对某一部件采用某种更快执行方式所能获得的系统性能改进程序,取决于这种执行方式被使用的频率,或所占总执行时间的比例3、统计表明一个程序执行时间中的90%是花费在程序代码上。因此,可将程序中的大放在容量较、工作速度较及成本较的存储部件中,而只将其中的ー小部分存放在的存储部件中。答案：10%、大、慢、低、慢速、高速4、程序访问局部性包括和两个方面,其中前者是指ー,后者是指。答案：时间局部性、空间局部性、程序中近期被访问的信息项很可能马上将被再次访问、那些在访问地址上相邻近的信息项很可能会被ー起访问5、优化是以为衡量指标。答案：性能价格比6、计算机硬件技术的进展表现在技术、技术及技术。答案：IC（集成电路）、DRAM、Disk（硬盘）7、计算机软件技术的ー个发展趋向就是汇编语言将逐步为所替代。答案:高级语言8、ー个较好的计算机系统设计者应该充分考虑、以及三者之间的恰当平衡。答案：CPU速度、主存容量、I/O吞吐率1.3计算机系统结构的发展ー、填空题1、冯・诺依曼计算机的最大特点是。答案:简单易实现2、软件的可移植性是指〇答案:ー个软件可不经修改或只需少量修改便可由一台机器上移植到另ー台机器上去运行3、模拟是采用解释执行方式,其运行速度比仿真方法〇所以,通常将使用频率较高的指令尽可能用方法以提高运算速度,而对使用频率低的指令则用方法加以实现。答案:纯软件、慢、仿真、模拟4、开放系统是指。答案:一•种独立于厂商,且遵循有关国际标准而建立的、具有系统可移植性、交互操作性,从而能允许用户自主选择具体实现技术和多厂商产品渠道的系统集成技术的系统5、是促使计算机系统结构与发展的最根本动カ,它对计算机系统结构提出的基本要求是、和 。答案:计算机应用、高的运算速度、大的存储容量、大的1/O吞吐率二、选择题1、在冯・诺依曼计算机中,数据以进制形式表示。A、二B、AC、十D、十六答案:A2、下面的各种计算机中不是基于冯・诺依曼结构的是. ー。A、微机B、巨型机 C、智能计算机D、大型通用机答案:C3、仿真方法是采用的解释过程。A、纯软件B、纯硬件C、软件+硬件D、以上都不对答案：C4、在IBM360系列机中,不同档次的机器间具有相同的〇A、性能B、指令系统 C、实现技术D、价格答案:B三、判断题1、在冯・诺依曼计算机中,指令和数据分别存放在不同的存储器中。答案：错分析:冯・诺依曼计算机采用存储程序方式,指令和数据都以字的计划调节存放在同一存储器中,没有区别。2、在系列机的各档机器间具有软件兼容性。答案:对3、高级程序设计语言的使用与机器型号无关。答案:对4、器件是促使计算机系统结构不断发展的最重要的因素。答案:错分析:软件是促使计算机系统结构不断发展的最重要的因素,器件是促使计算机系统结构不断发展的最活跃因素。第二章计算的性能和成本2.2计算机性能ー、填空题1、衡量计算机系统性能的主要标准是〇答案：时间2、衡量CPU性能宜采用。答案：用户CPU时间3、常用的基准测试程序有ヽ和三种。答案：实际应用程序、核心程序、合成测试程序4、常用、和三种平均值来表示计算机持续性能。答案:算术平均值、儿何平均值、调和平均值5、MIPS适用于评估 ;MFLOPS适用于评估。答案：标题机、向量机二、选择题1、SPECint92和SPECfp92是目前最为流行的〇A、基准测试程序B、核心程序C、实际应用程序D、合成测试程序答案:D2、衡量多处理机性能的指标是 。A、算术平均值B、调和平均值C、性能可伸缩性D、峰值性能答案:C第三章数据类型和数据表示3.1数据类型ー、填空题1、在计算机中所使用的数据,一般可分为三类： 、 和答案：用户定义的数据、系统数据、指令2、数据类型除了是指ー组值的集合外,还定义了,定义数据类型的最大好处,是有助于防止所引起的错误。答案:可作用于这个集合上的操作集、不同类型数据进行操作3、从系统结构的观点看,数据类型可分为ヽ、访问指针和抽象数据等类型。答案:基本数据、结构数据4、基本数据类型一般包括ヽヽヽ等。答案：二进制位及其位串、整数、实数、字符5、结构数据类型是ー组由复合而成的数据类型。它们的结构在时就被确定。答案：相互有关的数据元素、编译二、判断题1、整数数据类型指的是整数集合。答案：错分析:整数数据类型不仅包括整数值集合,还包括可作用于该整数值集合上的算术操作集合。2、二进制位是信息存储的最小单位。答案:对3、布尔数不属于基本数据类型。答案：错4、结构数据类型中数据元素的结构在执行过程中是不允许改变的。答案,对5、记录属于结构数据类型,其中的数据元素往往具有相同的类型。受案:错分析：记录属于结构数据类型,但其中的数据元素往往具有不同的类型。6、数组属于基本数据类型。答案:错分析：数组属于结构数据类型,其中的数组元素都有相同的数据类型。3.2数据表示ー、填空题1,计算机系统结构中的数据表示是指可由直接辨认的数据类型。若要直接识别某ー种数据类型,必需有相应的及相应的〇答案:硬件、指令、处理部件2、通常采用的二进制定点数据表示主要有:符号数值、ヽ以及四种形式。答案:反码、补码、带偏移增值码3、在IEEE754标准中,每个浮点数均由ヽ和三部分组成,约定在小数点之前有一位隐含位,其值为0答案：符号位、指数部分、尾数部分、14、在浮点运算中,〇/〇的结果为；设置非规格化数的目的是用来表示比还要小的数。答案：NaN（无定义数）、最小规格化数5、自定义数据的表示形式有两种,即和,其中要与数据合存在ー个存储器单元中,则和数据分开存放。答案：带标志符的数据表示、数据描述符表示、标志符、描述符二、选择题1、下面不属于数据结构形式的是〇A、向量B、矩阵C、字符 D、图答案,C分析：数据结构是结构数据类型的组织方式,字符不属于结构数据类型。2、确定的实质是ー个有关软、硬件的取舍问题。A、数据类型B、数据表示 C、数据结构 D、数据描述符答案:B3、在二进制定点数据表示形式中,是最常用的。A、原码形式B、反码形式C、补码形式 D、移码形式答案:C4、IEEE754标准中，二进数浮点数的阶码部分采用移码表示,移码值为A、127B、128C、255D、256答案:A5、在由32位单精度所表示的IEEE754标准浮点数N中,若指数部分为255,且尾数部分不等于。,则N表示的是ー个。A、规格化数 B、非规格化数 C、无穷大数 D、无定义数NaN答案:D6、在IEEE754标准浮点数中,非规格化数的隐含位为〇AlB、〇C、〇或1D、以上都不对答案:B7、已知某稀疏向量A由16个分量组成（A〇〜A”）,经压缩后的稀疏向量变为由A2A6A9A10A13Al5共6个分量组成,则其有序位向量应为〇A、0100010011001101 B、0001001000110001C、0010001001100110 D、0010001001100101答案.D8、下列不属于带标志符的数据表示的优点的是0A、简化了指令系统 B、能自动进行数据类型变换C、减少了存储空间的占用量 D、易于对编程进行查错答案:C三、判断题1、计算机硬件通常无法直接识别数据表示。答案:错2、数据结构与具体机器的结构没有直接关系。答案:对3、在IEEE754标准中,对于由32位单精度所表示的浮点数N,若E=255,M=0,贝ijN为〇。答案:错分析;这里的浮点数N应为无穷大。4、自定义数据表示是为了缩小高级语言和机器语言之间在语义上的差别。答案:对5、数据描述符可用来描述记录类型的数据。答案:对第四章指令系统的设计原理和风格4.1引言ー、填空题1、指令系统按照设计风格可分为和,其中更优。答案：复杂指令系统、简化指令系统、简化指令系统2、目前，一般指令系统由和两类指令组成。答案:非特权指令、特权指令3、指令系统的设计是为了支持 能高效、简易地将源程序翻译成答案：编译系统、代码4、在设计指令系统时，应注意：⑴正交性;⑵；⑶；（4）。其中,正交性是指〇答案:规整性、可扩充性、对称性、指令中各个有不同含义的字段之间,在编码时应互相独立、互不相关二、选择题1、指令系统是所看到的机器属性。A、应用程序员 B、高级语言程序员C、机器语言程序员 D、微代码程序员答案:C2、算逻指令是属于〇A、非特权指令 B、特权指令C、不允许用户使用的指令 D、以上都不对答案:A3、下面说法不正确的是〇A、指令系统是指机器所具有的全部指令的集合B、CISC设计风格已逐渐成为指令系统设计风格的主流C、指令系统确定了硬件和软件的界面D、!/O指令属于特权指令答案:B指令系统集结构的分类ー、填空题1、指令系统集结构根据在CPU中以何种存储方式来存放操作数,可划分为ヽ和三类。答案：堆栈型、累加器型、通用寄存器型、通用寄存器型2、通用寄存器型指令系统中,按照ALU指令有多少个操作数需要到存储器中去存取,可以进ー步划分成：ヽヽ三类。其中,程序代码最长的是,程序代码最短的是〇答案:寄存器ー寄存器、寄存器一存储器、存储器一存储器、寄存器ー寄存器、存储器一存储器操作数讯问（寻址）方式ー、填空题1、按访问手段来分,对操作数的访问方式分为和两大类。前者的工作方式是,后者的工作方式是〇答案：按地址访问方式、按内容访问方式、串行、并行2、一般所讨论的寻址方式主要是指的寻址方式。答案：逻辑地址3、逻辑地址又称为,在目前绝大多数机器中,总是逻辑地址空间 物理地址空间。答案:虚地址、大于4、地址的编址通常可采用ヽ和三种不同方式。答案:按各种部件分类编址、统ー编址、隐式编址5、按内容访问的存储器又称为。答案：联想存储器6、编址方式按照面向对象又可分为、和的访问方式。答案：面向寄存器、面向存储器、面向堆栈7、“小端”排序是指。“大端”排序是指〇答案:将数据中最低字节存储在最小地址位置的存储方式、将数据中最低字节存储在最大地址位置的存储方式二、选择题1、在众多寻址方式中,使用频率最高的是〇A、偏移的寄存器寻址方式 B、自增/自减变址方式C、存储器间接寻址方式 D、立即寻址方式焚!案:a2、寄存器等寻址方式是用来访问数据结构对象。A、动态的B、静态的C、长度变化的 D、以上都不对答案:B3、在按内容访问方式中,将被访问的内容放在 中。A、暂存寄存器 B、指示寄存器 C、屏蔽寄存器D、比较寄存器答案:D三、判断题1、逻辑地址空间一定大于物理地址空间。答案:错2、“小端”排序比“大端”排序更方便于十进制的显示。答案:错分析：“大端”排序更方便于十进制数显示3、联想存储器一般除有按内容访问能力外,还有按地址访问能力。答案:对4、若操作数为（1000）,这种寻址计划调节属于绝对寻址方式。答案:错分析：若操作数为（1000）,这种寻址方式属于绝对间接寻址方式。指令格式及其优化ー、填空题1、一条指令由和两部分组成,其中是必不可少的部分。答案:操作码、地址码、操作码2、指令字长度有和两种,早期的计算机采用的是指令字格式,RISC计算机采用的是指令字格式。答案:定长、变长、定长、定长3、霍夫曼提出的频率相关编码方法是指使用频率高的字符编码长度,使用频率低的字符编码长度,从而可缩短编码的〇答案、短、长、平均长度4、在霍夫曼编码过程中,将出现频率的两个符号合并,并将其频率,然后重新排序。答案:最小、相加二、判断题1、霍夫曼编码是ー种非等长编码。答案.对2、利用霍夫曼压缩概念得到的编码与利用霍夫曼树得到的编码总是ー样的。答案:错分析：霍夫曼编码不是唯一的3、对于同一个指令系统,其霍夫曼编码不是唯・的,其平均码长也不ー样。答案:错分析：对于同一个指令系统,其霍夫曼编码不是唯一一的,但平均长是相同的。4、指令系统中,只要优化了操作码,地址码可以不优化。答案:错5、优化地址码时，要将不同的寻址方式与变长操作码结合起来。答案:对6、在ー一条指令中,很大・一部分是操作码。答案:错4コ两种不同的指令系统设计风格ーーCISC和RISCー、填空题］、CISC是指,RISC是指〇其中,使用专用寄存器,使用较多的通用寄存器。答案:复杂指令系统计算机、简化指令系统计算机、CISC、RISC2、在RISC技术中,除了 和 指令,所有指令都在 个机器时钟周期内执行完毕。答案:LOAD、STORE、ー3、窗口重叠寄存器技术是为了缩短过程调用中的语句和语句的操作时间。每个窗口分为、和三个区段,其中用来存放局部变量。在使用时，调用过程的和被调用过程的相互重叠,以实现参数直接转移。答案:CALL、RETURN＞高区、本地、低区、本地、低区、高区4、所谓优化延迟转移是指0答案：转移指令在准备将控制转向目标指令的同时,执行紧随在转移指令之后的那条指令5、在公式Tcpu=InXCPIXTc中，CISC机是通过减少 值来减少Tcpu，RISC机是通过减少值来减少Tcpu。答案：卜、CPI6、RISC技术存在的主要问题是较长,占用了较多的存储器空间。答案：编译后生成的目标代码二、选择题1、下面不属于CISC特点的是〇A、指令数一般大于100条B、采用硬联线控制C、有专用寄存器 D、难以优化编译答案,b分析:RISC采用硬联线控制,CISC采用微程序控制2、RISC指令字的长度0A、不固定B、固定16位C、固定32位D固定64位答案：C3、在RISC中将那些不是频繁使用的指令由实现。A、软件B、硬件 C、固件D、控制器答案：A4、在窗口重叠寄存器技术中,用来存放欲送往被调用过程的参数的是寄存器窗口中的〇A、寄存器组B、高区 C、本地区D、低区答案：D5、在RISC中能够访问存储器的指令是〇A、READ/WRITEB、PUSH/POPC、LOAD/STORED,不加限制的答案:c三、判断题1、CISC中的所有指令均可访问存储器。答案:对2、若某ー个计算机中指令条数和基本寻址方式较少,但指令格式较多,则它一定不属于RISC计算机的范畴。答案:错3、优化编译技术为RISC所独有。答案:错4、与RISC相比,CISC更适合于VLSI技术的实现。答案:错5、RISC技术中绝大多数指令的执行时间在ー个机器周期内完成。答案:对第五章标量流水技术5.1标量流水工作原理ー、填空题I、指令的解释方式一般分为ヽ和三种。答案：顺序、重叠、流水2、所谓重叠解释方式是指〇答案：在两条相邻指令的解释过程中，某些不同解释阶段在时间上存在重叠部分3、“一次重叠”在任何时间,只允许上条指令的阶段与下条指令的阶段相重叠;“多次重叠”会产生冲突。答案：执行、分析、访问存储器4、针对实际运行中分析和执行部件有时处于空闲状态，而提出了技术,它的基本思想是。答案：先行控制、使分析部件和执行部件能分别连续不断的分析和执行指令5、在先行控制方式中,始终保质有“分析”与“执行”阶段的 关系,它在机器中增设了、和部件,这种技术实质上是技术和技术的结合。答案：一次重叠、指令缓冲栈、先行操作栈、数据缓冲栈、预处理、缓冲6、一条流水线通常由多个组成,流水线工作阶段可分为、和三个阶段。答案:流水段、建立（充入）、满载、排空7、流水线按处理级别可分为ヽ和三种;按功能可分为和两种;按工作方式可分为和两种:按连接方式可分为和两种。答案;操作部件级、指令级、处理机级、单功能流水线、静态流水线、动态流水线、线性流水线、非线性流水线8、衡量流水线性能的主要指标有:ヽ和三个。吞吐率是指〇答案:吞吐率、效率、加速比、单位时间内能处理的任务数或输出结果的数量二、选择题1、将浮点加法操作分成求阶差、对阶、尾数相加以及结果规格化四个子过程,这种组成流水的工作方式属于流水。A、操作部件级 B、指令级 C、处理级D、以上都不对答案.へ2、单功能流水线必是〇A、存在反馈回路B、不存在反馈回路C、动态流水线D、静态流水线答案:D3、采用流水方式后的工作速度与等效的顺序串行方式的工作速度之比称A、最大吞吐率 B、实际吞吐率 C、加速比 D、效率答案,C4、当连续处理的任务数远远大于流水线的段数时,流水线的加速比接近于。A、连续处理的任务数 B、流水线的段数C、时钟周期 D、最大吞吐率答案:B三、判断题1、在计算机中不同部件间可存在重叠操作,但在同一部件内容不存在重叠操作。答案:错分析:在计算机中不同部件间在时间上可存在重叠操作，如CPU与I/O的重叠操作、CPU与存储器的重叠操作等:在同一部件内在时间上也可存在重叠操作,如在存储器内部和CPU内部的重叠操作等。2、“一次重叠”只允许上条指令的“分析”阶段与“下条指令”的“执行”阶段相重叠。答案:错3、在先行控制方式中,如果指令分析部件已完成指令分析，但此时执行部件尚未完成前条指令的执行,则将从主存取出的操作数暂时存入数据缓冲栈的读数据缓冲区。答案:对4、在先行控制技术中,指令缓冲栈的寄存器个数应不小于数据缓冲栈中的寄存器个数。答案:对5、多功能流水线必是动态的,动态流水线必是多功能的。答案:错分析：动态流水线必是多功能的,但多功能流水线不都是动态的,也有一些多功能流水线是静态的。6、标量流水工作方式是在重叠工作方式基础上发展而来的、答案:对7、线性流水线存在反馈冋路,非线性流水线不存在反馈回路。答案:错8、解决流水线中限制提高最大吞吐率的瓶颈的方法之一,就是在瓶颈段串联设置多套功能段部件。答案:错分析：应在瓶颈瓶并联设置多套功能段部件,使它们轮流工作，以提高最大吞吐率。9、实际吞吐率总是小于最大吞吐率。答案:对10、大多数流水计算机都是多功能流水线。答案:错分析：在多功能流水线中,功能切换时,要先将前一个功能流水排空,然后才能建立下ー个功能流水,因而增加了开销,而且常常在ー个功能流水中,有一些段处于空闲状态，导致了多功能流水线性能不理想。所以，大多数流水计算机都是单功能流水线,且输入、输出间相互独立,以保证流水线性能。5.3流水操作中的主要障碍ー、填空题1、流水线中的相关问题可分为、和三种。答案:资源相关、数据相关、控制相关2、资源相关是指 〇存储器资源的相关冲突是由于和存放在同一存储器中一,且只有一个。解决存储器相关冲突的方法有两种,ー是,一是。答案：当有多条指令进入流水线后在同一机器周期内争用同一功能部件所发生的冲突、指令、数据、访问口、流水线停顿ー拍、重复设置存储器。3、根据指令间的对同一寄存器的ー操作和一操作的先后次序关系,数据相关冲突可分为、和三种类型。在按序流动的流水线中,只可能出现相关;在非按序流动的流水线中,可能出现相关。答案:读、写、RAW、WAR、WAW、RAW、以上三种4、控制相关主要是由引起的,据统计,该指令约占总指令的ー左右。答案:转移指令、1/45、短循环程序是指〇答窠:循环段中的指令数目少于指令缓冲器长度的程序6、预测转移方向可采用及两种方法,其中考虑了转移历史,因而具有较高的猜准率。答案:静态、动态'动态方法5.4流水的实现和控制ー、填空题1、在流水线中，中断的产生是的。在流水线中处理中断的关键是 问题〇答案:随机、处理好断点现场保护及中断后的恢复运行2、早期的流水线计算机对中断现场进行保护,它的特点是。现在的流水线计算机都采用了保护。答案：不精确断点、硬件简单些但顺序排错不方便、精确断点3、流水线调度常借助于来分析,其中每一行表示,每ー列表示。流水线的禁止表是代表〇答案：预约表、流水线中的一个流水段、相应的时钟周期、两个任务启动时间之间禁止的间隔数4、非线性流水线的状态图中的每ー个都代表ー种调度方案,最佳调度议案是指最小的调度方案。答案：状态回路、平均间隔周期二、选择题1、在流水线中,中断发生的概率转移指令出现的概率。A、大于 B、等于C、小于D、大于等于答案:C2、非线性流水线的向量是一个位向量。A、二进制B、ハ进制C、十进制D、十六进制答案:A3、如果与当前任务相隔p个时间间隔不允许输入新任务,则冲突向量的第i位为〇A、〇 B>1 C、xD、①（空）答案:B4、原始冲突向量的位数n为 。A、进入流水线的任务总数 B、流水线的段数C、最大禁止间隔 D、以上都不对答案:C5、在计算ー个流水线的所有冲突向量过程中,每次经左移后的位向量应与原始冲突向量按位 运算后形成新的冲突向量。A、或B、与C、非D、异或答案：A6、原始冲突向量的最高位 。A、总为〇B、总为1C、为0或1D、以上都不对答案:B5.5先进的流水技术ー、填空题1、调度动态是借助于来重新安排指令的以减少流水的停顿。动态调度有和两种方法。答案：硬件、执行顺序、集中式的动态调度、分布式的动态调度2、在分布式动态调度中,借助于作为专用相关通路,将数据直接送到所有需要它的功能部件,通过对寄存器来消除WAR和WAW数据相关性;通过对FLR寄存器的差别,来检测是否存在RAW数据相关。答案:公共数据总线（CDB）、重新命名、忙位状态3、动态硬件预测转移方法是ー种尽早生成的方法。答案:转移目标地址4、粒度是指〇粒度又分为和〇答案:计算机所处理问题的单位大小、细粒度、粗粒度5、细粒度的处理单位为,粗粒度的处理单位为 ,并行度是指〇答案：指令或指令中的操作、进程或任务或作业、不存在相关且可同时执行的指令数6、在每个时钟周期中,普通指令流水线启动次，可启动条指令;超级标量流水线启动次,可启动条指令;超级流水线启动,可启动条指令。答案:1、1、1、n、n、n7、指令压缩包括局部压缩和全局压缩,刖者是指,如方法便是局部压缩;后者则允许，它主要有ヽ和三种方法。答案:只在程序基本块范围内进行压缩、表调度法、代码操作在基本块之间移动、路径调度、渗透调度、软件流水8、超级流水方法是通过加深,来提高流水线运行速度、增强机器性能。答案:流水深度第六章向量流水处理6.1向量流水机的基本系统结构ー、填空题1、在向量中,每ー个向量元素是ー个数据。一条向量指令相当于ー个标量 ,从而可消除由可能引起的控制相关。答案：标量、循环、循环转移2、为了能够高速地访问向量数据,可将向量元素存储在中。在对相同数量的数据项进行操作时,向量操作的速度要比ー串标量指令操作的速度更〇答案:交叉存储体、快3、向量机系统结构按向量操作对象及结果主要存放在寄存器中还是存放在存储器中,可分为工作方式向量机和工作方式向量机两大类,前者的工作特点是,后者的エ作特点是。答案：存储器一存储器、寄存器ー寄存器、向量操作的源向量都取自主存月.操作生成的结果向量也存放到主存中、向量操作的源向量和操作生成的结果向量都取自或存放到寄存器中4、典型的向量机的基本系统结构主要由一个部件和一个 部件组成〇答案：标量流水、向量流水5、对于寄存器ー寄存器工作方式来讲,一条向量流水线的启动时间是指,它主要取决于；向量流水线的启动率是指,它主要取决于。答案：为流水线运行做准备所固有的延迟时间、功能部件流水线的深度、在流水线正常运行后每流出一个结果所需时间、相应的向量功能部件能以多快的频率来接收•个操作数6.2向量操作长度控制和向量访问步长ー、填空题1、对于长度大于向量寄存器长度的向量数据,需将向量数据,每次向量操作的长度即是,它必须向量寄存器长度。答案:分段、分段后的向量长度、等于或小于2、当把二维数组成放到存储器时,通常以为主或以ー为主来存放数组元素。对以为主的存储方式而言，当按行进行元素访问时,这些数据元素的存储地址是相邻的;当按列进行元素访问时,这些元素的地址是不连续的，便出现了向量方式的访问。答案:行、列、行、跨步3、在向量机中,为了提高访存效率，大都采用存储器，为了减少发生冲突的概率,可采用和 的方法。答案：低地址位的多体交叉、使跨步步长和存储体数互为质数、增加存储体数目二、判断题1、在向量寄存器型的向量机中,向量寄存器中可存放的向量元素的个数是一定的。答案,对2、当向量长度大于向量寄存器长度时,需将向量数据按向量寄存器的长度分段,向量寄存器的长度即是每次向量操作的长度。答案:错分析：每次向量操作的是分段后的向量长度。3、若向量机能支持对向量跨步访问,当向量数据由存储器装入向量寄存器后，原来在存储器中间隔存放的元素在向量寄存器中便是连续的。答案:对3向量处理方法ー、填空题1、向量机中对向量运算的加工方式可分、和三种,其中,存储器一存储器工作方式的向量机都采用方式，寄存器=寄存器工作方式的向量机都采用方式。答案:横向加工、垂直加工、纵横向加工、垂直加工、纵横向加工2、设向量A、B、C、D、E都是长度为200的向量，向量寄存器长度为64,现计算E=(A+B)XC-Do若采用横向加工方式,共会出现次数据相关和次功能转换;若采用纵向加工方式,流水线需功能切换次,出现次数据相关,需要一个含个分量的向量暂存中间结果;若采用纵横向加工方式,各组内有次数据相关,需次流水功能转换，需个中间向量寄存器单元。答案:400、600、2、2、200、2、3、644增强向量处理性能的方法ー、填空题1、为了加快向量操作,在向量机中设立了个单功能流水部件,若要这些功能部件能够并行工作，必须满足:⑴；⑵〇前者是指，后者是指〇答案：12、不存在向量寄存器使用冲突、不存在功能部件使用冲突、不存在并行工作的向量指令中的源向量或结果向量使用相同的向量寄存器、不存在多条并行工作的向量指令使用同一功能部件2、链接技术是把ー个功能部件的直接输入到另ー个功能部件的中去,中间不需经过将结果存入的过程。答案：输出结果、操作数寄存器、存储器3、为加快条件执行语句的执行速度,可采用技术,这种技术首先是根据向量条件生成一个放在中,然后用它来控制 参加运算。答窠:向量屏蔽控制、屏蔽寄存器、向量数据中哪些向量元素4、在向量归约操作中,由于迭代间存在,而无法直接向量化。解决它的ー个方法是将循环分成部分和部分。答案：数据相关、可向量化、递推二、判断题1、设有程序:V3-V1+V2V5-V4XV3则由于这两条指令间存在向量寄存器使用冲突而无法并行工作。答案:对2、当一条向量指令的两个源操作数分别是两条先行指令的结果寄存器时,可将先行的两条指令并行工作,然后与这一条向量指令链接。答案:错分析：这种情况下，先行的两条指令产生运算结果的时间必须相等。3、递归折叠方法是使向量中首尾向量元素分别叠加，以加快向量归约操作。答案：错向量处理性能的评估参数和方法ー、填空题1、评价一个向量流水线的峰值性能时使用参数,其表示,单位用,它与流水线时钟周期Tc的关系为〇答案:Rハ向量为无穷大时的向量流水线的渐近性能、MFLOPS.Tc=l/Re2、参数Uyユ表示 ;参数ル表不答案:达到向量流水线最大性能值一半时所需要的向量长度、向量流水方式的工作速度优于标量串行方式工作速度时所需的向量长度临界值3、已知建立向量流水线需要3个时钟周期,流水线功能部件中有5级,流水线的时钟周期数为6,则执行一个向量长度为64的向量数据所需的时间为个时钟周期;设标量处理机建立标量循环需4个时钟周期,标量部件工作的时钟周期数为10,则要完成同样的向量操作需ー个时钟周期。答案:426、3204向量化编译技术ー、填空题1、向量化编译程序的基本功能是〇答案:首先检测存在于循环中的并行性,然后以相应的向量指令来表示这种并行性2、向量指令主要是用来替代程序段中最基本的的执行。例如,对如下的循环语句:do101=1,NM(I)=A(I)*B(I)10continue可用一条向量指令来等价替换。答案：循环体、MULTV(1：N)=A(1：N)*B(1：N)3、在实现向量化过程中会遇到ー些障碍,如、和一等。对于以下语句：do101=1,Nif(L(I).NE.O)A(I)=A(I)+1转换成向量化语言可写成:。答案:数据相关、条件语句、对操作元素的间接访问、where(L(I).NE.O)A(1:N)=A(1:N)+14、大多数向量机中所采用的向量化编译优化技术包括 、ヽ以及标量循环语句向量技术。答案:通用优化技术、向量寄存器优化技术、流水线并行化技术第七章存储体系引言ーー访存局部性原理ー、填空题1、计算机存储系统的三个基本参数为ヽ和〇答案:存储器速度、存储器容量、存储器价格2、计算机存储系统的三个基本参数之间的关系是：存储器速度越快,每位的价格就越 ;存储器容量越大,存储器速度就越 ,每位的价格就越 。答案：高、慢、低3、目前的存储介质有ヽ和等,其中,存取速度最快的是,而存取速度慢的存储价质的成本较〇答案:半导体、磁表面、光存储介质、半导体介质、低4、实现存储器的元器件主要有、、、和光盘等,其中,速度最高的是,它的单位价格最;速度最慢的是,其单位价格最〇答案：静态存储器芯片、动态存储器芯片、磁盘、磁带、静态存储器芯片、高、磁带、低5、存储器系统根据和分成若干个层次,其中是最高层次的存储部件,它容量最,速度最〇答案:容量、工作速度、寄存器、小、快二、选择题1、理想的存储系统应具有与相匹配的速度。A、!/O速度B、タト存C、CPUD、Cache答案:C2、在目前的存储介质中,当电源断开时存储的数据将丢失的是。A、半导体B、磁表面C、光存储介质 D、以上都不对答案:A3、在实现存储器的元器件中,比动态存储器芯片容量小的是。A、磁盘和磁带 B、静态存储器芯片C、磁盘、磁带和光盘 D、静态存储器和磁带答案:B4、通过对存储访问的统计可得到ー个规律:程序对存储空间的90%的访问局限于存储空间的的区域中,而另外10%的访问则分布在存储空间的其余的区域中。A、5%B、!0%C、80%D、90%答案.B5、在多个层次的存储器中,每个字节成本最高的是〇A、外存 B、高速缓存 C、寄存器 D、主存答案.c分析：器是多层次存储器中最高层次的存储部件,它容量最小,速度最快,每个字节的成本最高。三、判断题1、存储器的容量越小,其价格也越低。答案:错2、磁盘的存取速度高于磁带的存取速度。答案:对3、采用相同的存储介质增加存储器容量可提高其速度。答案:错4、在多/r/