2022年湖南农业大学计算机科学与技术专业《计算机系统结构》科目期末试卷B(有答案)

期末试卷B(有答案)1、浮点数尾数下溢处理时，最大误差最大，但下溢处理不需要时间，平均误差又趋于0的方法是()。A.汇编程序D.微指令程序3、不同系列的机器之间，实现软件移植的途径不包括()。D.仿真A.各个子过程的时间B.最快子过程的时间C.最慢子过程的时间D.最后子过程的时间5、计算机系统结构不包括()。A.主存速度B.机器工作状态C.信息保护6、最能确保提高虚拟存贮器访主存的命中率的改进途径是()A.增大辅存容量B.采用FIFO替换算法并增大页面C.改用LRU替换算法并增大页面D.改用LRU替换算法并增大页面数7、从计算机系统结构上讲，机器语言程序员所看到的机器属性是()。A.计算机软件所要完成的功能B.计算机硬件的全部组成C.编程要用到的硬件组织D.计算机各部件的硬件实现8、1TFLOPS计算机能力，1TBYTE/S的I/O带宽和()称为计算机系统的3T性能目A,1TBYTE硬盘容量B.1TBYTE软盘容量C.1TBYTE主存容量9、输入输出系统硬件的功能对()是透明的。A.操作系统程序员B.应用程序员C.系统结构设计人员D.机器语言程序设计员10、对机器语言程序员透明的是()A.中断字B.主存地址寄存器C.通用寄存器D.条件码11、利用时间重叠概念实现并行处理的是()。A.流水处理机B.多处理机C.并行(阵列)处理机12、不同系列的机器之间，实现软件移植的途径不包括()A.用统一的高级语言B.用统一的汇编语言13、以下说法不正确的是()A.线性流水线是单功能流水线B.动态流水线是多功能流水线C.静态流水线是多功能流水线D.动态流水线只能是单功能流水线14、下列关于标量流水机的说法不正确的是()A.可对标量数据进行流水处理C.不能对向量数据进行运算D.可以对向量、数组进行运算15、在计算机系统设计中，比较好的方法是()A.从上向下设计B.从下向上设计D.从中间开始向上、向下设计17、Amdahl定律定义了用加速比来衡量改进措施对提高的程度。加速比S的定18、数据流机采用,执行的操作序列取决于输入数据的可用性；归约机则采用 ,执行的操作序列取决于对数据的要求，对数据的需求又来源于函数式程序设计语言对表达式的归纳。22、多功能流水线各功能段同时只能按某一种功能联接的称为流水线。23、设计指令系统时，在功能方面的基本要求25、基于存储器-存储器的向量指令是指来自,两种结或把而且把操作后28、与重叠机器一样，流水机器在遇到转移指令，尤其是条件转移指令时，效率也会显著29、采用LRU替换CacheCache31、主存空间数相关是相间隔的两条指令之间出现对主存同一单元要求先写而后读的关联。34、对操作码进行优化编码时，在了解每种指令在程序中出现的概率后，使用Huffman算法构造Huffman树，这样获得的Huffman编码是唯一的。()35、异构机群的负载均衡任务优化调度问题可以描述为：寻找一个映射关系，将任务图42、区别不同指令集结构的主要因素是什么?根据这个主要因素可将指令集结构分为哪3类?43、简述三种向量处理方式，它们对向量处理机的结构要求有何不同?44、指令集结构设计所涉及的内容有哪些?45、分别从执行程序的角度和处理数据的角度来看，计算机系统中并行性等级从低到高可49、假设采用理想存储器系统时的基本CPI是1.5,主存延迟是40个时钟周期；传输速率为4字节/时钟周期，且Cache中50%的块是修改过的。每个块中有32字节，20%的指令是数据传送指令。并假设没有写缓存，在TLB失效的情况下需要20时钟周期，TLB不会降低Cache命中率。CPU产生指令地址或Cache失效时产生的地址有0.2%没有在(1)在理想TLB情况下，计算均采用写回法16KB直接映象统一Cache、16KB两路组相联统一Cache和32KB直接映象统一Cache机器的实际CPI;(2)在实际TLB情况下，用(1)的结果，计算均采用写回法16KB直接映象统一Cache、16KB两路组相联统一Cache和32KB直接映象统一Cache机器的实际CPI;其中假设16KB直接映象统一Cache、16KB两路组相联统一Cache和32KB直接映象统一Cache的失效率分别为2.9%、2.2%和2.0%;25%的访存为写访问。50、给定以下的假设，试计算直接映象Cache和两路组相联Cache的平均访问时间以及CPU的性能。由计算结果能得出什么结论?(1)3理想Cache情况下的CPI为2.0,时钟周期为2ns,平均每条指令访存1.2(2)两者Cache容量均为64KB,块大小都是32字节；(3)组相联Cache中的多路选择器使CPU的时钟周期增加了10%;(4)这两种Cache的失效开销都是80ns;(5)命中时间为1个时钟周期；(6)64KB直接映象Cache的失效率为1.4%,64KB两路组相联Cache的失19、【答案】不应出现死锁循环等待20、【答案】线路交换包交换21、【答案】主存周期Cache周期24、【答案】地址码的高位交叉编址地址码的低位交叉编址25、【答案】参加运算操作的向量存储器26、【答案】错27、【答案】错28、【答案】对30、【答案】错31、【答案】错32、【答案】对34、【答案】错35、【答案】对36、答：由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。37、答：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此38、答：将总线事务分成请求和应答两部分。在请求和应答之间的空闲时间内，总线可以供给其它的I/O使用。采用这种技术的总线称为分离事务总线。39、答：又称指令流水线。它是把指令的执行过程按照流水方式进行处理，即把一条指令的执行过程分解为若干个子过程，每个子过程在独立的功能部件中执行。40、答：控制相关是指由分支指令引起的相关。它需要根据分支指令的执行结果来确定后41、答：一种多指令流出技术。它在每个时钟周期流出的指令条数不固定，依代码的具体42、答：区别不同指令集结构的主要因素是CPU中用来存储操作数的存储单元。据此可将指令系统结构分为堆栈结构、累加器结构和通用寄存器结构。(1)横向处理方式：若向量长度为N,则水平处理方式相当于执行N次循环线，在每次循环中可能出现数据相关和功能转换，不适合对向量进行流水处理。(2)纵向处理方式：将整个向量按相同的运算处理完毕之后，再去执行其他运算。适合对向量进行流水处理，向量运算指令的源/目向量都放在存储器内，使得流水线运算部件的输入、输出端直接与存储器相联，构成M-M型的运算流水线。(3)纵横处理方式：把长度为N的向量分为若干组，每组长度为n,组内按纵向方式处理，依次处理各组，组数为「N/n」,适合流水处理。可设长度为n的向量寄存器，使每组向量运算的源/目向量都在向量寄存器中，流水线的运算部件输入、输出端与向量寄存器相(3)字并位串：同时对许多字的同一位(称为位片)进行处理。这种方式具有较高的并47、解：当实现了专门的锁广播一致性协议后，每当一把锁被释放的时候，和锁相关的值将被广播到所有处理器，这意味着在处理器对锁变量进行读操作的时候，未命中的情况永假定每个Cache都有一个数据块保留锁变量的初值。通过下表可以知道，10次上锁/释放锁的平均时间是550个时钟周期，总时间是5500个时钟周期。持续时间所有处理器都读(命中)锁0读(命中)锁(处理器认为锁是空闲的)0一个处理器得到并释放锁的总时间48、解：平均访存时间=命中时间+失效率×失效开销只有第I层失效时才会访问第I+1。设三级Cache的命中率分别为HL1、Hi2、HL3,失效率分别为M1、MI2、ML3,第存储停顿由下列原因引起：(1)对于理想TLB,TLB失效开销为0。而对于统一Cache,R=R数Pm+=主存延迟+传输一个块需要使用的时间=40+32/4=48(拍)若为读失效，P数=主存延迟+传输一个块需要使用的时间=40+32/4=48(拍)P数=主存延迟+传输一个块需要使用的时间=40+32/4=48(拍)Px=主存延迟+传输两个块需要使用的时间=40+64/4=56(拍)+f**P*其对应的百分比)16KB直接统一映象16KB两路统一映象将f数(数据访问指令频率),R₁和Pt(分别是TLB的失效率和失效开销),Rc和Pw(分别是Cache的失效率和写回的频率)代入公式得：TLB停顿/指令数={[1+fxm]*[Rc(1+Rw)]}RtPt其中，1+f:每条指令的访问内存次数；Rc(1+Rw):每次内存访问需要的TLB访问次数。失效率理想TLB的CPI16KB两路统一映象50、解：平均访问时间=命中时间+失效率×失效开销平均访问时间1-%=2.0+1.4%*80=3.12ns平均访问时间2-%=2.0*(1+10%)+1.0%*80=3.0ns两路组相联的平均访问时间比较低CPUtime=(CPU+存储等待周期)*时钟周期CPUtime