河北大学2007年计算机体系结构B

1、For personal use only in study and research; not for commercial use芆河 北 大 学 课 程 考 核 试 卷螁 2006 2007 学年第 二 学期 2004 级 计科、专升本、网络工程 专业（类）羀考核科目 计算机体系结构 课程类别 必修课 考核类型 考试 考核方式 闭卷 卷别 B莀（注：考生务必将答案写在答题纸上，写在本试卷上的无效）肅一、填空题：（每空 1 分，共 20分）1.2. 袁流水线处理机中常见的三种相关是结构相关、 和 。3.4. 莁衡量流水线性能通常有三种主要指标，它们是吞吐率、 和 。5.6. 袈存储器的三个

2、主要指标是 、容量和价格。7.8. 螄“主存 - 辅存”层次的目的是为了弥补主存 的不足；“Cache-主存”层次的目的是为了弥补主存 的不足。9.10. 羁解决流水线数据相关的方法有 技术、 技术、采用编译器调度和重新组织代码顺序四种。11.12. 螂伪相联 Cache 中，确定另一块的一种简单的方法是将索引字段的 取反。13.14. 蕿当组相联的路数 n 变为 1时，组相联就变成了11 ，当组数 G变为 1 时，组相联就变成了12 。15.16. 袇由容量为 C 的 Cache 和容量为 M 的主存储器构成的存储系统的总容量为 17.18. 羁输入/ 输出系统包括 I/O 设备和 14 。

3、19.20. 羈计算机体系结构是程序员所看到的计算机的15 ，即 16 与功能特性。21.22. 肇 系列机是指在一个厂家内生产的具有相同的17 ，但具有不同的 18的一系列不同型号的机器。23.24. 薅并行处理面临着的两个重要挑战是程序中有限的19 和相对较高的 20开销。肁二、名词解释：（每题 3分，共 15 分）1.2. 荿透明性：3.4. 蝿多处理机系统：5.6. 莄向量处理机：7.8. 蒅 分布处理系统：9.10. 螀RAID （写出英文全称并解释） ：膇 B 3 1薅三、简答题：（每题 6 分，共 30 分）1.2. 膁 硬件和软件在什么意义上是等效的 ?在什么意义上又是不等效的

4、 ? 试距离说 明。3.4. 衿计算机系统中提高并行性的技术途径有哪三种？简述其基本思想。5.6. 膆简述多处理机中产生 Cache 一致性问题的原因。7.8. 薄可从哪三个方面改进 Cache 的性能？9.10. 薂衡量计算机系统可靠性能指标的可靠性、可用性与可信性三者之间的关系。莇四、计算题（ 35 分）1.2. 羅假设一台计算机的 I/O 处理占 10，当其 CPU 性能改进到原来的 100 倍时， 而 I/O 性能仅改进为原来的两倍时，系统总体性能会有什么改进？（ 6 分）3.4. 蚄有一条流水线如下所示聿（1） 求连续输入 10 条指令，该流水线的实际吞吐率和效率；（ 4分）（2）

5、该流水线的瓶颈在哪一段？请采取三种不同的措施消除此“瓶颈”。对于 你所给出的新流水线，计算连续输入 10 条指令时，其实际吞吐率和效率。（ 6 分）5.6. 螄假设 Cache失效开销为 70 个时钟周期，当不考虑存储器停顿时，所有指令的 执行时间都是 2.0 个时钟周期，访问 Cache失效率为 2%，平均每条指令访存 1.2 次。试分析考虑 Cache的失效后， Cache对性能的影响。若不采用 Cache，性能 会怎样？（ 7 分）7.8. 螄有一个 Cache存贮器，块的大小为 512字（字为最小编址单位） ，主存分 8 块， Cache分为 4块，采用组相联映象（组间直接、组内相联）

6、 ，每组 2 块，替换算 法为 LRU 。肀薇螇 B 3 2（1）（2）袄标出主存、 Cache地址的各字段位数。 （3 分）蒁 主存地址：芈区号（ 位）薆 组号（ 位）羄 块号（ 位）袂块内位移（ 位）蚆 Cache 地址：芄组号（ 位）肄块号（ 位）肈块内位移（ 位）3） 4）蒈画出主存、 Cache空间块映象对应关系图。 （2 分）5）6）肃设主存块地址流为 1、2、4、1、3、 7、0、1、2、5、4、6、4、7、2， 从 Cache为空开始，列出 Cache中各块随时间的使用状况。 （3 分）膄主存块地址葿 12 4 1 3 7 0 1 2 5 4 6 4 7 2袆肆 Cache 块膄0袀1薈芃2芁3肆蚄命中情况莃7）8）蚂需要进行块替换的时刻有哪些？（ 2 分）9）10） 螈求 Cache的命中率。（2 分）以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途 , , .For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f r den pers?nlichen fdier nS, tFuorschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l tude et la recherche uniquement des fi