中南大学计算机体系结构题库

填空题误!未定义书签判断题错误未定义书签名词解释...............................•错误未定书签题错误未定义书签题........................................................................................冬指时条同冬指时条同要令还，需五、计算题试题序号581题：算题难级：知点一、算体结的本念分：所时15分钟试关字解执行&试内：假有个算系分四，一指都它一指在能上强倍即条叶级令能够完成条指令工作，一条叶级指令需要条级指令解释。对于一段第一级执时间为第、第四级上的一段等效程序需执行多少间？9、答案容解：假设在第一级用时间执行了该级条令。分对第级而言为完成条的功第二令的为：为了执行级£令，执行条第一级的指令行解释，所对于第二级而言等效程序的执行时间：T

2对于第三级而，为了完成令的功能，第级指令的条数为：/。为了执行第三级条指令，要执行条第二级指对行解释。2对第二级而，的令条数为：IC

IC而第二级乓等效于第一级JCMICIC

2

N

N

行解:D

ICM同系难四等程的执时间为44T10、细则10分小题评分细则分布在答案内容中试题序号：题：算题难级：3知点：定分析术基础分值：10所时：15分试关字阿达定律&试内：已某用算拟加符操功。若软件实现，与无字符串操作相速提倍CPU本高倍若硬实则速度是原来100倍，CPU成是来5倍。实测，符操占运时CPU本约占整机本的。你选用哪种计方案？9、答案容解：用软件方法1

=1.662分S=根据姆达尔定律性能提高50

%5硬件成本提高分能比：C/S=0.64分：S=1/[(1-50%+50%/100]=1.982分硬成提C=2/3+5=2.33分性比：C/S=2.33/1.98=1.181分如虑性能提，选件法而虑能成，选软件方法。分10评细则10分小题评分细则布在答案容中试题号：583题：算题难级：4知点一计机系构基概分：10所时：15分试关字：CPU性能式&试内：假我考条分指的种同计法下（1）通过较指设置条件码，后测试条件码行分。（2）分支指中包比较过程在两种CPU中件支指令占用2个时钟期而所其它指令用1个时钟，于CPUA执行的指令中支指占20%于个支令前需要比指令比较指20%于CPUA在分支不需比较，设它的时周期时间比CPU1.25倍个如CPUA钟期时比CPUB^1.1倍，哪一个更快？9、答案容:解：我们不考虑所有系统问题，所以可用式占用个时钟周期的分支令占总指令的剩下的指令占用个钟周期。所以CPIA=0.22+0.801=1.21分则能：总间=IC时周期分根假，：时周期1.25时钟周期1分在CPU沖有独立的比较指令所以CPUB勺序为CPUA勺分支指令的为：25%2分这分指占用个时周，而剩下的勺指占用个钟期因：CPIB=21分因为CPUBf行比较，：ICB0.8因此B生能为:总寸间=1.25(1.25

时周期时钟周期）时钟周期2分在些设下尽管CPUBA行令条数少CPUA为有更短时钟期所以比臥。果勺时钟周期时间仅臥倍，贝时钟期=1.10时钟周期CPUB性为：总CPU间=ICBCPIB时周期=0.8ICA

（时周期）=1.10时周期因此CPU于行少令数比行快。分10、分则10分小题，评细则分布答案内容。试题序号：题型：计算题难度级别:2知识点一•、计算系的分：10所时钟试CPU性式内：计算执行准测试序，程序中指类型，执行数量和平时钟周期数如下：指令类型量数整数164010率64010率数据传送浮点

750008000—

分支15002求该计算的有效CPI、和序执行时间9、答内容:CPI

4500017500028000415002129500

分速率CPI10

101.77610

6

225.225MIPS程序执时间=(45000124、评细/400=575s分：10分小题，评分细则分布在案内容中解：CPI(ICCPIJ/IC1分试题号：585题：算题难级：2知点一计机系构基概分：10所时：15分试关字：CPI&试内：假要一时速为的量处理机上执行万条标代指的程序，该程序含4种主要型令每种指令类型所占比及CPI数图所示。要求计：在单处理上执行该序的平均CPI.根据(1)所到的CPI值算相的MIPS速率指令类型ALU

CPI

指令所占比例60%LOAD/STOR令(命中时)418%令

12%访指令Cache不合)

10%9答内容解：CPI(ICCPI)/IC0.6+40.18+40.12+8

分MIPS速17.86MIPS阶段5分CPI102.241010评分细则：10分题，评分则分布在案内容中。1、试题序号题：算题难级：3知识点：三、流水线技术分值：10所时15分钟试关字流线术试内：1假一指的释为指分与行个段每个阶段所需时间取分析执行。(1)写出下列几种方式执行条令所需时间的通式：顺序方式；仅执行、与取指重；仅执行、分析取指重叠。⑵当取指分析执行以及取分析执=2时式需时。9容:解：1)以下是各行条指令所需时间的通式：1)

顺序方式：取指分析执行i=1=100{t取指分析行2分2)

“执行与“取指重:100指Et析ii=1100+

E

执行1,取指执行2分i=23）“执行、“分析”与“指重：指分析,指100+E执行—,析,指i=3分析,执行行析=2,T=3，用上通式计所需时间

分当指=T分分T=100(2+2+3)=700T=2+2XX99+3=502T=2+2+3X当指=T执行=4,T析时用上述通计算所需时间为：age2age3age2age3T=100(4+2+4)=1000T=4+299+4=604T=4+4+4X97+4+4=4041分10、分则：分小，评分细分布在答案内容中。试题序号：题：算题难级知点三流线术分10所时15分钟试关字流线术试内：一流线四组，中当经三时总在段环次才能流第四。果段过次时eq\o\ac(△,)，：当流线输端厶t间入任务时，该流水线会发生什情？此水的际吐为少如每输一个任务，连续处理个任务的际吞吐率和效率多？当每段时间不时如提高该流水线的吞率仍连续处理10个任务其吞9、答案容:解1）阻分age3age1age4age1age2age4age1age3age2age3(2)

分0t1t2t3t4t5t6t7t8t

age4age3st2DT=1.64T=1.6412

345

6

7

8

9

10112

3345

66

77

88

9

101012

34

6

7

8

9

10

1

345

6

7

8

9

10

------------TPpipelineTp

1023Dt54.35%

DE

50

92

重复设置部件分1

—

2

—

31

—

■

32__b,4r43_23_12

2346794466101

Time—i14TP10T14吞吐率提高倍数二•上匹1023DtStage10评细则10分小题评分细则布在答案内中。10试题序号：题：算题50ns50ns50ns50ns1难度别：知识：三流水线技术5、：10所时15分钟试关字流线术试内：有条水如所。出

求续入条令，该流线实吞率效；流线出的颈哪段请取种同措消此瓶”的新流水，算续入条指令时，其际吞吐率和效率案内容:解：（1）T

pipeline

1(50100200)9200TP

T

%20(ns)TP—ns)

TP40045%（2）瓶颈在、段。一1

3_1

出2

50ns变成八级流水（细分）

nsT

pipeline

1

50ns50950850(ns)(“TP门丁40010ETP一

58.82%

八分817变成两级流水（并）(1(1・T2002

200ns200ns

)

19200TP

)

2

分40010ETPTP211

90.91%TPTime重复设置部件E40010

850810

175882%

2

分10评细则10分小题评分细则分布在答案内容中1、试题序：5932、题：算T

85(ns1)难度级别：3知识点：三、流水线技术分值：10所需时间：15分试关字流线术试内：一非水理工时频率为它的平均CPI4处理器是改进型，它一5的性令水。于锁定电延及钟斜效应，工率仅为问在和B个处理器上执行有100条指令程序，处理器对的速少？在执行上述程序时，计算AB处理各自的MIPS速率为多9、答案内容:解：(1)Ta=100*4/2.5E7=1.6E-5秒

？Tb=((5+100-1)

4/5)/2E7=4.16E-6秒10、

二Sp=Ta/tb=3.855分MIPSa=100/1.6E-5=6.25MIPSMIPSb=100/4.16E-6=24.04MIPS5分评分细则：10分小，分则布答内中试序：题：算题难级：3知点三流线术分：10所需时间：15分试关字流线术试内：一由4段构的输端的流水浮点加法器，每一段的延迟为,输出可直接返回到输入或结暂存到相应缓冲寄器。现若要将10个浮点相，最少需多时，求出应流线作时图9、案容::»5+«£,aT+*8解：据意画相流线空：

分闪第拍和第拍结果相加10：第时白与第拍结昊相加13拍等待

第创白果与第］时白谿果相加312

4

7

6

11

12

1

2

34

5

7

8

£

101112

13

1

2

3

4

5

6

7

Q

g

10

1112

13

141

3

4

5

6

7

69

1011

13

14TmiDFlTXlOns-lTOns33所需最少时间：Tmi=170分10、细则10分小题评分细则布在答案内容中试题序号：题：算题难级知点三流线术分10所需时间15分钟试关字：试内：若一态功流线为6段，如图所示，其中乘法流水线由、23、6组加法流水线45段成通过每段所需时间如图所示使流线，要等种能加法)作处完后能换另功

(

如乘法)。若要算：AXB=(a1+b1)x(a2+b2)x(a3+b3)，：在上述流方式下，成XB要多少时？画时空图并计算此流水线的用效率和吞吐率。与顺序运方式相比加速比为？9、案内容:解：根据意，画出时空图为：分亞门

2(albl](12U»4b3)21

1

2

2

S2

1

51J

3

!

---------

4

1&

51012

1116IJt9052

24

26I{T)Ul+bl)(aZ+t2)T=26r吞吐率：T率：E=()()=21.79%3分T=1.3110评细则10分题，评细则分布在案内容中

加速比(T)/26分

试题序号：题：算题难级知点三流线术分10所需时间15分钟试关字流线术ii五计算题试内容4在如下图示的静态水线上计算直接回输端或i4

8暂存相应的流水线存器，试算其吐率，加比，率。9答案容：解：题解题步为：

确定合于水处理的算过。⑵时空图⑶算性能(1)

确定适合于流水处理的计算过程为：分XAiB1A1B++A3B3

+

F根据所确定的计算过，画出时空图分+AiBiAAo无条件分无条件分+性能故：吞吐率7/(20△)加S(34△)/(20)=

根据时空和流水线能公式算分效率(4436)/(820)=0.2110评细则10分题，评细则分布在案内容中1、试题序号：597题：算题难级知点三流线术分10所时15分钟试关字流线术&试内：假各分所指数百比下所:条件支跳和用

20%(其中60%成的5现一度为4地流水(流水有4段),无件支第二钟期结束就被析出而件支到第个钟期结才被析出第流水段是完独立令类，即所有指令须经一个水段的处理。在有任何结关情况下该流相对于在述结关情地加比是？9、案内:解在存在结相关每条指均执间是个时钟期而存上条件相关的情下，并假设条分支预测成功那么无条件分和成功的件分支的待时间都是1而成功地条件分等待时间是2个周；所加速就等存在相关每指令平均行间和存在关每条令执行的比值：P=1加1CP条件分支

分

分条指令均等间：C条分条件分无条分支无条件分支=20%60%220%40%15%=0.37分所加速1.37

分10评细则10分题，评细则分布在案内容中

试题序号：题：算题难级知点3.5处理通过总通共过通过总通共过分值：10所时：15分试关字向处机试内：CRAY-1器按接执行述条量指令（括号给出了相应功部件的时），如果向量寄存器和能部之间数据传输需1拍，试此链流水线的通过时间是多少拍？如果向长度为64则需要多少拍才能得到全部结果。V储器（从存器中取数：拍VJ+V（向量加：3拍）0VJ<（按（）：拍）2VVA（量逻辑乘：）39、答案内容解：通过时间就是每条向量指令的第一个操作数执行完毕需要的时间，也就各功能流水线空到满的间，具体程如下图示。要得全部结果，在流水充满之后，向量后继操作继续以流方式执行直到整组量执行完毕。分J|T=(+1)+(1)+(+4+)+(2+1)=2(拍TT+(641)=+63=86(拍分10评分细则：

10分题，评分则分布在案内容中试题序号：题：算题难级：4知点：向量处机分值：10所时：15分试关字向处机试内：向处机有个向量寄存器其中V0中别存有向BCDEF向量度为12向元为浮数；理部采用单流水线，加法功部件时间为2拍乘法能部件时间为拍。采用类似CRAY-1的链接技术，先计算+B）DE）。（1）接流水线的通过时间为多少拍？（设寄存器入、出各需1）假如每拍时间为,完这计并结存相寄器此理件实率多少?9答内容：1）我们这里假设+的中间结放在，A+）V9中具实现地在中，D+E结在（+E）的后结果放在V0A——

V2C

J

IV4E

V5F

考下图：通时应为者（）过的时间：T=（）1+3+1）（拍）过（2）做完（A+之后，作C就不需要过时。4向量乘V6B;V7C;DE;V8F;TTP

T过+(8-18)1200()3226.67MFLOPST

分10：10分小题，在案内容中。试题序号：600题：算题难级：3知点四指级行分：10所时：15分试关字指调度试题容对下面的源代码转换成DLX编言，不进行指令调度和进行指令调两情况下，分析代码一次环执行间。（i=1;i<=1000;i++）;假设：内地址为（为简单起见，R1的初值为地，F2中放的值常量。DLX浮点流水线的迟如下：产生结指令使用结指令延迟时钟期数浮点计算另外的浮计算浮点计算浮点数据操作(SD2浮点数取操作(LD算1作LD)作SD09、答案:，际：LOOP:F0,0(R1)⑵(空转ADDDF4,F0,F2(转)(空转)⑹

SD0(R1),F4SUBI(转

)R1,LOOP(空转

)一共10个钟周，其有个空周期。指令调度：(1)LOOP:LDF0,0(R1)⑵(空转ADDDF4,F0,F2SUBIBNEZR1,LOOP

分⑹

SD8(R1),F4一共6个钟周期，其有1个空转周期。分经指调，个素操时从10个钟周减少到6个时钟周期，其中个期是有令执行的，只下一空转周期。210、评细：10题，评分则分布在案内容中。试题序号：题：算题难级知点5.2基知识分10所时15分钟试关字：Cache基本知识&试题内容：VAX-11/780在Cache中时指令平均行时间是8.5时钟期，失效时间是6个钟周期，假设不命中率是11%条令均存。(1)试算考了Cache不命中时指令平均，它比Cache命时平执行时间长百之几(2)CPUCache9:(1):Tie=8.51-Hc=0.11

Cache,

(TcCache1),Tcb=3(0.89Tc+0.116)=2.67+1.98=4.65(10.15-8.5)/8.5=0.194=19.4%3(2)Tie=1.5

Ti=1.5-3+4.65=3.15(3.15-1.5)/3.15=0.524=52.4%3,CacheCache,2101035.2Cache1015&"Cache-8(07),Cache(0〜3),数2替换最(画Cache地址段应；于下地流1413701546472空开未装入请列随变化情；⑶⑵效发争刻⑷于(23)求Cache9:见下表3区位

位位

位位

地址)地址：：--3333222277操作状态调替替替状态进换替替替换换

换换换⑷

(3)在第和次访问块失用现。分率：Hc=3/15=20%2分10、细则10分小题评分细则分布在答案内容中访问顺序地址块号Cache中1

631

8911

1064

131415724块分配情况-22

4427

0077

56

2试题序号：题：算题如下表3分难级：3知点五存层次分：10所时：15分试关字平访时间试题容假设的命时间个时钟期效开为50个钟周混合Cache中一次作访问Cache的中时间都要增加一个时钟周期(为混合Cache只有一个端口，无法同时满足个请求，混合Cache会导结冲突)根下所的效率试指令Cache和数据Cache容量均的分Cache和容量的Cache相，种的失率更低？又假设采写直达策略，且有一写缓冲器，并且忽写缓冲器引起的等。请问上述两种情况下平均访存时间各是多？表1令Cache数据Cache和混Cache失效的比容量

指令Cache

数据Cache

混合CacheKB3.06%24.61%13.34%KB2.26%20.57%9.78%KB1.78%15.94%7.24%KB1.10%10.19%4.57%160.64%6.47%2.87%320.39%4.82%1.99%640.15%3.77%1.36%128KB0.02%2.88%0.95%9、答案内容解：如前所述，约勺访存为取令。因，分离的总失效为：X+(25%X=2.10%2分根表容量为的合的效率略一些，只有。分平均访存时间公式可分为指令访问和数据问两部：平均访存时间二指令占的百分比X(令命中时间指失效率X失开销+数据所占的百分比(数命中时间数据失效率X效开)2分两种结构的平均访存时间分为：平均访存时间=75%X(1+0.64%X50)+25%X+6.47%X50)=X1.32)+(25%X4.325)=+=2分平均访存时间=75%X(1+1.99%X50)+25%X+1+X50)=

X

1.995)+(25%X

2.995)=+0.749=2.242分离混合较。分10评分则：小题，分则布答内中。试序题：算题难级知点五存层次分10所时15分钟试关字：Cache失效开销试题内容：假设Cache失开为个时钟期当考虑存储器停顿时所指的时间都是个钟期，Cache失率为平每指访存次。试分析Cache对性能的影响。9、答内容:解：CPU二X+存储器停顿期指令数)X钟周期时间分Cache的失后，性为：CPU时间有sX+X50))X钟周间=ICX3.33X时周期时间分实际:3.333.33/2.0=倍)分CPU寸也增加原来的倍但若不采用Cache,则：CPI=2.0+50X=2分10

评分细则10小，分则布答内中。试序题：算题难级知点五存层次分10所时15分钟7、题键：CPU能试内容：考虑两种不同组织结构的：直接象和路相联问们对CPU的性能何影响？先求均访存时间，然后再算性。析时用下假：理想Cache(中为100%)情况的时钟周期为2ns,平均每条指令访存次。两种Cache量均块小都是字。在两路组相联，我们必须增加一个多路选择器，用于据标识匹配结果从相应组的块中选择所需的数据。因为CPU的速度直接与Cache命速度密关所于联由于多路选择器的存在而使CPU时钟周期增加到原来的倍。这两种结构的失效销都70ns。在实际应用中，应取整为整数个钟周。命时为1时钟周期，64KB直接象的效为,相同容的两路组相联失效为。9、案内:解：由：平均访时=命中时间失效率失效开销：平均访时间=2.0(0.01470)=2.98ns平访存时间=2.0+70)=2.90ns2分两级联Cache平均存时间比较低。分由

：CPU时间二+每条指令的平存储器停周期数时钟周期时间IC时钟周期时间每条指令的平均存器停时间)3分得：CPU寸间路=(2.02+(1.370))=5.27ICCPU间路IC(2.02+(1.370))=5.31IC分性能比为：CPU间路时间路IC/5.27IC=1.011分10、分则：小，评分细分布在答内容中。试题序号：题：算题难级知点、储次分：10所时15分钟试关字存器能试内：以的设试算接象两路组相联的平均问时间以CPU性能。由算果得？(1)理想Cache情况下的为,时钟周为,平均条令访存次；两者容量为块大都是字节；组联Cache中的多路选择器使CPU时钟周期增加了种的失效开销都是；命时为个钟期；象失率为%,64KB两组相联失效为%。9答案内:解：平均问间二命中时间+失效率失效开销平均访问时间1-路平访问间2-路路组平访问较低。CP4=(CPU+存储待周)时钟期e丸行CPU=IC(CPI+总效次数指总失开销)钟周期执行=IC((CPI时钟周)+(每指访存失效失开销时钟周执行分CPU=IC(2.0*2+1.2*0.014*80)1-way

=CPU相对性能比:CPU

5.36/5.344=1.003CPU=IC(2.2*2+1.2*0.01*80)2-way

=5.36IC2分直接映象访问速度比两路组联要1.04倍而路组联的平性比直接映象要高倍。因此这选择两组相联。10评细：10题，评分细分布在答内容中。试题序号：题：算题难级：3知点五存层次分：10所时：15分钟试关字：性能&试题内容：假设一台计算机具以下特性195%访在Cache命中；块大两个，效时整块被调；CPU发出访存请的速率为秒；25的访存为写访问；存储的最大流量为秒包读写；主每只读写个；在何候，Cache中%被；，Cache用分配法。现欲给计算机增添一外设，为此想先知主存的使用了多。试对以下存平。Cache；写法Cacha9、答案容:解：采用按写分配(1)写直cache访问命中，有种情况：读命，不访问主存；写中，更和主存访问存一次。访问失两种情况：读失主存块调入cache中问主存两次；写失效，将要写的调入cache访问主存次，再将改的数据入和主存，访问存一次，三次。上分析如下所示。分访问命YY

访问类读写读

频率95%*75%=71.3%95%*25%=23.8%5%*75%=3.8%

访存次

写

5%*25%=1.3%3一次访存求最后真的平均访次数=0.35已用带0.35109=35.0%2分(2)写回法访问命中有两种情况：读命中，不访问主；写命中，不访问主。采用写回法，只当修改的块被换出，才入主存；访问失效,有一个将被出，也有种情：如果被换的没有改过将主中的调入块中，访问主存两次如果被换的修改，则先将改的写入存，要访主存次；后将主存中块调入块中，需要访冋主存两，共四次访冋主存。3访问命中

块为

频率

访存次数Y95%*70%=66.5%YY95%*30%=28.5%0N2Y所以一次访存请求最后正的平均访存次数=66.5%+28.5%*0+3.5%*2+1.5%*4=0.13已用宽0.13

109

9

=13%分10评细：10题，评分则分布在答案内容中1、试题序号：题：算题难级：3知识点：五、存储层次分值：10所需时间15分钟试关字：性能试题内容：伪相联中，假设在接映象位置没有发匹配，而在另一个置才找到数据（伪命中）时，需要额外的周期，而且不交换两个中的数据，失效开销为个时钟周期。试求：推导出平均访的间式。利用1中得到的公式，对于2KBCache和重新计算伪相联的平均访存时间。问哪一种相联更快？假设直接映象的总失效率为路相的总效率为；128KB直接象的失率为路相联的总失效率为。9、内容:解：不管作了何种改，失效开销相同。不是否交内容，在同“伪相”组中的两块都是用同个索引得到的，因此效率相，即：失效率率伪相联路

。分伪相联的命时间等于直接映象的命中时间加上伪相联查过程中的命中间该命所需的额外开销。命中时间间中率2分伪相联路伪相联交换或不交换容伪联的命中率都是由在一次失效时，将地取，在第二次查找带的。因此伪命中率率命中率效率失率）伪相联2路2路=效率率内容需要增加伪相联的额开销。2分访存时路2路间间失效率率1伪相联1路路2+失效率销分路1将题设中的数据带入计算，得到：平均访存时间）*1+（0.076）=4.8222Kb平均访存时间0.007）分128Kb显然是128KB伪相联要快一些。分10、题评细则分布在答案内容中。试序题：算题难：知点五存层次分10所需时间15分钟试关字：性能试题内容：假设的时周期为失效时访存间为个时周（）设效为，作时，求的均访时间。

假设过加容一失效到，得命中时的访时增到了钟周期，指出这样改动设计否合适？⑶如果时钟期取决于的问时间(就是用延长时钟周期的方)上述动设计是否合适？9、内容:解：机器的平均访存时间公式：其中为命中率所据题得：分X10X1+0.05X20X10=19.5毫秒分⑵如果增加CACH容量后可得其平均访存时：X10X1.2+0.03X20X10=17.64毫秒分可如改可减平访时间但要考增CACHE勺成本确定否合分⑶如果时钟期决于勺访问时,则每个时钟周时延长到毫秒,失效时的时间为X12=240毫，分平均访问时间为：0.03)X12+0.03X240=18.84毫秒分10、题评细则分布在答案内容中试序题：算题难级知点五存层次分10所需时间15分钟试关字编器取内：预技能降低的失效率，由编译控制的预取是编译时加入预取指令，在数据被用到前发出预取请求。下面的程序，是加预取指令前后的两程序，假定：我们用的是一个容量为块小为直映象它采用写回写分。⑵

、分为X100(3100)101X度点，每个是个字序数据在Cache内。(3)失效大预取前加预指前程序(i=0<3=+1)=0j<100=+二X+;加入预取指令之后的程序=v=++预取次所的,0+7])

预取次需的)(a[0][j

二+=1;3;

二+1){=0;<100;=+1)+7])；取循后需的,)二+;要求：对面的程序：1、判断哪些访问可能会导致数据Cache失效，算失次数2、分析否存容量效和突失。9、答案内:解：数的失效况：3数：分故总的失效次为：150+101=251次2Cahe的块数为8KB/16B=512失效一次则需读取主一块到Cache中，在序段执行过程中共读取块到Cache中，小Cache块数，故会产生容量失效；a数组有数共有150块可将全部入Cache中，不产生突失。2分10评细：10题，评分则分布在案内容中A1TA1T试序号：611题型计算题难度别：知识五、储次分值：10所时15分钟试关字虚存器8题内容：一二虚存器访问存M和辅存的平均时分为经实测，此虚拟贮平访问时间为试定提出使虚拟存贮器均访时间能从100us10us几种方法，并分析这些方法在硬件和软件上的代价。、案内容解根实到虚存器均问间T100us，代入TH)T式，可得主存命中率

比1ms0.901

分TT

2

在主存命中率H=0.901的情况下，改用高速度的主存器件，即是T1=,此时T一H)T

2

(1一0

X

ms

~2分这也是远大于所要求的的间的。所以，应提主命率H着。分TTAA2

1000us1us1000us

〜0.9912如要让T=10，要H到.991提高主上代增硬10评细10分题，评分则分布在案内容中

分TT存层的问率=/AIA将式入式，得

T十（1一A2e

T

HT

1

(1

2

TA2

(1T

T

A

2H从求得H>(丄

T

)A2

分e

T

A1

T

A1将ST=1OS

和e>80%弋上式可得H(丄0.9999999750.81010实这命是为速差，或储器容考与辅之增级储器让与之某让中时为1:100中间级与存间的访问时间比为1:1000,将它们配置在应的辅助、硬件，成一个三存储层次这样，可以让级主存的命率降低

55(1器(10

2

0.9970.810评细则10分小题评分细则布在答案容中试题序号：题：算题难级：2知点六输输系统分：10所时：分钟试关字输输系统&试内：设个盘平寻时为传输是控制开是2ms转为每钟转求读写一个512字节的扇区平均时间。9答案内:解：平旋转延=0.5/5400分=0.0056秒5.6ms分平均磁访问时间=平均寻道间+平均旋转延时输时间+控制器延时分=20ms++0.5KB/1.0MB/S2ms=20+5.6+0.5+2ms=分10评分细则：10小题评细分在案容。试题序号：614题型：计算题难度级别：1知识点：六、输入输出系统分值：10所时：分钟试关字输输系统试题内容：假一计机的I/O处时间占响应时间10%,能保变而对生分别高倍100倍时计机系总性会现么的变？9答内容:解：设原来的程序执行时间为个单时。果的能高10倍，序算(包处理)时为：分(110%2

分即机性能只能提约5倍差不多有%的性浪在上。分如性能提高100倍，程序的计算时间：(1-+10%=3

分而整机性能只提约10，示90的能费没改的I/O。2分10评分细则：10小题评细分在案容。试序：题：算题难级：2知点六输输系统分：10所时：分钟试关字：试题内容：假磁子统组部和们MTTF如：磁子统由个磁盘构成，每个磁盘的MTTF为1000小时。个SCSI控器其为500000小个不断电，其MTTF为200000个，MTTF为0000小时。根SCSI连，其为1000000假每时分时出概关同时假各部件故障是互独的试计个系9答案内:解：个统效为：系统效率105分系统的为统效的数，：MTTF=1000000/23=43500」、，为5。分10评分细则：10小题评细分在案容。试题序号616题：算题难级：知点六输输系统分：所需时间15分钟试关字输输系统试内：某任的理间为CPU在期间始终忙于处理处理时为秒。为提高系统性，两方案：使速度增加倍，或使CPU和速度增加倍。9、容解：由知时,CPU与处于行的间正是处理时；使CPU勺速增加倍,则处时为：Tcpu=64/2=32则总的理时间为：T=Tcpu+Ti/o-Toverlap4分■Toverlap<=min,Ti/o}•••T>=32+3632=363分当两者速度同增加倍时：则：T>=32+18-18=323

分10、题评细则分布在答案内容中。1、序题：算题难级知点六输输系统分10所需时间15分钟试关字输输系统试内：假在个算系中：每页为Cache大小为字；⑵

对新的址在中，CPU不问新中的数；Cache中%被替换块将再次被读取，并引起一次失效；Cache使用回方，平均%的块改过；系统缓冲能存储一个完整的(称为速度匹配缓冲区使储器和的速度得到匹)；访问或失效在所有的中均匀分布；在和之间没有它访问Cache的扰；无时每万个时钟期中，有次效；失效是个时钟期。如替块被修改过，U再个用于写回；假设机器平均每万期理页。分析对于性能的影响有多？9、答案内容:解：每个存页有=块。因是块输所以I/O传输本并不引起Cache失效。但它可要替换Cache中有效果些被换块有%是被改过需(25660304608时周期将这些修过块写主。分这些被替换出的中有后继需要问，从而产生95%X256次失效将次生替换由这次被替