计算机系统结构试题A期末答案

1、一、选择:DCBCB BCDBA二、名词解释（每个4分）1目录表：用一个小容量高速存储器存放压缩页表。只为已经装入主存的页建立对应关系，加快虚拟存储器的地址变换时间。2阻塞网络：阻塞网络在实现任意端口之间的连接，可能出现端口冲突的网络。3. 写直达法：又称写通过法，WT（Write-through），CPU在执行写操作时，把数据同时写入Cache和主存。4. 乱序流动：流水线的动态调度技术之一，为了缓解数据相关把流入流水线的任务顺序调换的方法。任务流出流水线的顺序与流入流水线的顺序不一样。5. 向量链接技术啊：当两条指令出现“写后读”相关时，若它们不存在功能部件冲突和向量寄存器(源或目的)冲突

2、，就有可能把它们所用的功能部件头尾相接，形成一个链接流水线，进行流水处理。 三、简答题（本大题共4小题，共25分 ）1.（5分）存储程序计算机(冯氏机)在系统结构上的主要特点是什么？(答对1点给1分，最多给5分)（1）以运算器为中心。（2）采用存储程序原理。程序和数据放在同一存储器中，并且没有对两者加以区分。（3）存储器是按地址访问的、线性编址的空间。（4）控制流由指令流产生。（5）指令由操作码和地址码组成。操作码指明本指令的操作类型，地址码指明操作数和操作结果的地址。（6）数据以二进制编码表示，采用二进制运算。2（5分）在cache容量一定的情况下,增加cache中的块大小能否达到提高cac

3、he命中率的效果?为什么? 对于给定的Cache容量，当块大小增加失效率开始是下降，后来反而上升（3分）；失效率下降原因：随着块增大，间局部性开始起作用。 失效率上升原因：块越大，块数越少，冲突失效增加（2分）。3（5分）解释数据相关（局部相关）与控制相关（全局相关）。当一条指令需要用到前面某条指令的结果，从而不能重叠执行时，就发生了数据相关（3分）。当流水线遇到分支指令和其他能够改变 PC值的指令时，就会发生控制相关（2分）4（10分）有哪几种向量处理方式？它们对向量处理机的结构要求有何不同？ (1) 水平处理方式：不适合对向量进行流水处理。（2分） (2) 垂直处理方式：适合对向量进行流水

4、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MM型的运算流水线。（4分） (3) 分组处理方式：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联，构成RR型运算流水线。（4分）四、综合题（本大题共4小题，共35分）1. 根据Amdahl定律S= 1 /（1-Fe） + Fe /Se。其中S=10 Se=30 ；带人得Fe=18/19定律写对给3分，Fe对给2分2画出路径给4分，答出冲突给1分。 1 2 0 3 4 5 6 7 1 2 0 3 4 5 6 7输入

5、端输出端C3 C1 C0 C2 K2 K1 K0冲突3.(1)（5分）图对给5分(2)Cache中的地址流为下图所示：2， 3， 4， 1， 0， 7， 5， 3， 6， 1， 5， 2， 3， 7， 144*000*000*55555*11*1*55*5*11*1*1*1*122*2*2*2*777*6666*33*3*33333*3*33*3*3*22*77粗体为命中处。（图对4分）命中率：2/15（1分）4. （15分）有一条静态多功能流水线由5段组成（如下图所示），加法用1、3、4、5段，乘法用1、2、5段，第2段的时间为2t，其余各段时间均为t，而且流水线的输出可以直接返回输入端或暂

6、存于相应的流水线寄存器中。若在该流水线上计算 fA1*B1 + A2*B2 + A3*B3 + A4*B4,（1）画出处理过程的时空图；（5分）下图1、2、3、4进程是乘法，5、6、7进程是加法。 时间流水级12345678910111213141516512345674567356721122334411234567完全对5分，大部分对4分，（2）计算其吞吐率、加速比和效率（5分）；吞吐率TP=N/TK=7/16加速比=（3×4+4×3）/16=3/2=1.5效率=（3×4+4×3）/（5×16）=3/10有公式给3分，答案错一个扣1分(3) 该流水线的瓶颈段是哪一段？可用哪几种方法消除该瓶颈？画出改进后的流水线。（5分）瓶颈段是第二段（1分），可用串行和并行两种