计算机系统结构智慧树知到期末考试答案章节答案2024年同济大学

计算机系统结构智慧树知到期末考试答案+章节答案2024年同济大学在基于硬件的前瞻执行中，当预测错误的分支指令到达ROB队列的头部时，要进行（）

答案:清空ROB###从分支指令的另一个分支重新开始执行为了在不同系统结构的机器之间实现软件移植，可采用（）方法。

答案:模拟###仿真###统一高级语言在存储层次中，越靠近CPU的存储器（）

答案:速度越块###每位价格越高流水线的额外开销是指（）

答案:时钟偏移开销###流水寄存器延迟指令若乱序执行，则可能发生的冲突有（）

答案:RAW###WAW###WARCPU时间=IC×CPI×时钟周期时间，其中IC取决于（）

答案:编译技术###指令集结构Tomasulo算法的主要优点为（）

答案:使用保留站进行寄存器换名###消除了WAW冲突导致的停顿###消除了WAR冲突导致的停顿如果处理机不具有向量数据表示和向量指令，仅对标量数据进行流水处理，就称为（）

答案:标量处理机直接映像的特点是（）

答案:空间利用率低###冲突概率高###实现简单按照流水线中所完成的功能来分，流水线可分为（）

答案:多功能流水线###单功能流水线与线性流水线最大吞吐率有关的是（）

答案:最慢的那一段的执行时间在通用寄存器结构中，根据（）不同，可进一步分为寄存器-存储器结构和寄存器-寄存器结构。

答案:操作数的来源给定两条指令①SUB.DF6，F2，F4，②ADD.DF6，F0，F12，指令①在指令②的前面，这两条指令之间存在（）。

答案:输出相关程序员编写程序时，使用的访存地址是（）

答案:逻辑地址假设有一个64KB两路组相联Cache的不命中率为1.0％，命中时间为1个时钟周期，不命中开销是40个时钟周期。该两路组相联Cache的平均访问时间为（）

答案:1.4个时钟周期MIPS流水线在ID段的操作不包括（）

答案:IF/ID.IR←Mem[PC]在监听协议中，若Cache块的当前状态为“无效”，当对它进行写访问时，其状态应改变为（）

答案:已修改在由多个通道组成的I/O系统中，I/O系统的最大流量是（）

答案:各通道最大流量之和如果只针对整个任务的一部分进行改进和优化，那么所获得的加速比不超过1/（1－不可改进比例）。

答案:错按照流水线中（）来分，流水线可分为单功能流水线和多功能流水线。

答案:所完成的功能在两位分支预测方法中，只要有一次预测错误，就会改变对分支去向的预测。

答案:错（）把校验信息均匀地分布到磁盘阵列中的各个磁盘。

答案:RAID5在低位交叉编址中，线性地址A的计算公式是A=i×m+j。其中j和i分别为该单元的体号和体内地址，m为存储体的个数。

答案:对在多处理机中实现同步，所需的主要功能是一组能以原子操作的方式读出并修改存储单元的硬件原语。

答案:对通道处理机只能执行有限的一组输入输出指令。

答案:对在基于硬件的前瞻执行中，执行结果可以立即写入寄存器或存储器。

答案:错数组多路通道每次连接一台外设，是一次把所有数据都传送完。

答案:错翻译技术则是先把L+1级程序全部变换成L级程序后，再去执行新产生的L级程序，在执行过程中L+1级程序不再被访问。

答案:对在Tomasulo算法中，当指令流出时，如果其操作数还没有产生，就暂停流出。

答案:错在一般的计算机中，操作数的类型是由专门的标识符指定的。

答案:错在存储层次中，越靠近CPU的存储器容量越大。

答案:错CPU时间=IC×（CPIexecution＋每条指令的平均访存次数×不命中率×不命中开销）

答案:错磁盘阵列一般是以条带为单位把数据均匀地分布到多个磁盘上，并且采用交叉存放。

答案:对CPU时间包括用户CPU时间及系统CPU时间。

答案:对流水线相关有（）

答案:控制相关###数据相关###名相关在EX段，RR型的ALU指令的操作为（）

答案:EX/MEM.IR←ID/EX.IR###EX/MEM.ALUo←ID/EX.AfuncID/EX.B每条指令的平均时钟周期数CPI取决于（）

答案:计算机组成###指令集结构对冯·诺依曼结构计算机的改进包括（）

答案:采用并行处理技术###存储器组织结构###指令集###输入/输出方式流水线的性能指标为（）

答案:效率###吞吐率###加速比（）是现代指令集结构的主流。

答案:通用寄存器结构MIPS的指令格式有（）

答案:J类指令###R类指令###I类指令为了减少流水线的停顿时间，可以采用定向技术来解决（）

答案:写后读冲突磁盘存储器适合于连接到（）

答案:选择通道或数组多路通道（）的实现成本最高。

答案:RAID1面向目标程序优化的思想是（）

答案:所有选项都对在写作废协议中，所进行的操作是（）

答案:作废所有其他Cache中的副本（）具有反馈回路。

答案:非线性流水线在基于硬件的前瞻执行中，执行结果只有等指令得到“确认”后，才写入寄存器或存储器。

答案:对在实现上，“Cache—主存”主要由专用硬件实现，“主存—辅存”主要由软件实现。

答案:对字节多路通道的最大流量为（）。(其中Ts为设备选择时间，Td为传送一个字节所需的时间，k为一个块的字节数，n为所有要传送的字节数)

答案:1/（Ts+Td）在多个处理器中用来维护多Cache内容一致性的协议称为Cache一致性协议。

答案:对指令流是指机器执行的指令序列。

答案:对仿真是指用一台现有机器上的微程序去解释实现另一台机器的指令集。

答案:对选择通道适用于连接高速的外设。

答案:对集中式共享存储器多处理机结构可以实现处理机个数很多的系统。

答案:错把流水线技术应用于运算的执行过程，就形成了处理机级流水线。

答案:错从时空图上看，效率是n个任务占用的时空面积和k个段总的时空面积之比。

答案:对“在主存—辅存”中，CPU可以绕过主存直接访问辅存。

答案:错RAID4是块交叉分布奇偶校验磁盘阵列。

答案:错RISC是指复杂指令集计算机。

答案:错CPI=执行程序所需的时钟周期数／所执行的指令条数。

答案:对一般来说，一种存储器的三个主要指标容量、速度和每位价格符合（）

答案:容量越大，速度越慢###容量越大，每位价格就越低###速度越快，每位价格就越高在目录协议中，数据块可取的状态有（）

答案:独占###未缓冲###共享在基于硬件的前瞻执行中，指令流出时，下列描述中（）是正确的。

答案:必须有空闲的保留站且有空闲的ROB项###把保留站和该ROB项置为“忙”###如果该指令需要的操作数已经就绪，就把它（们）送入保留站###把该ROB项的编号放入保留站r提高并行性的技术途径为（）

答案:时间重叠###资源共享###资源重复不命中有3种类型。它们是（）

答案:强制不命中###容量不命中###冲突不命中一般CISC结构中增强指令功能主要是从（）三个方面着手。

答案:面向操作系统的优化实现改进指令集###面向目标程序增强指令功能###面向高级语言的优化实现来改进指令集对指令集的基本要求是（）

答案:完整性###兼容性###高效率###规整性流水线的冲突有（）

答案:结构冲突###数据冲突###控制冲突流水线中可以通过（）来消除瓶颈段。

答案:细分瓶颈段###重复设置瓶颈段在基于硬件的前瞻执行中，ROB中的每一项由（）字段组成。

答案:数据值###就绪标志###指令类型###目标地址CISC指令集结构存在的问题有（）

答案:各种指令的使用频度相差悬殊###CPI比较大，执行速度慢###指令集庞大，指令条数很多名相关包括（）

答案:输出相关###反相关虽然在分级上有（）这一级，但实际上并没有商业化的产品。

答案:RAID2在监听协议中，数据块可取的状态有（）

答案:已修改###共享###无效在基于硬件的前瞻执行中，有以下事实（）

答案:对分支指令的结果进行猜测###把执行结果写回到一个称为ROB的缓冲器中###按这个猜测结果继续取、流出和执行后续的指令给定两条指令①DIV.DF2，F6，F4，②ADD.DF6，F0，F12，指令①在指令②的前面，这两条指令之间存在（）

答案:反相关降低Cache不命中开销的方法包括（）

答案:请求字处理技术###采用两级Cache###非阻塞Cache技术按照流水技术用于计算机系统的等级不同，可将流水线分为（）

答案:指令流水线###部件级流水线###处理机间流水线在目录协议中，宿主结点（目录）发送给远程结点的消息包括（）

答案:Fetch&Inv（K）###Invalidate（K）###Fetch（K）有一个采用目录协议的多处理机，由4个结点a、b、c、d构成。若a、c分别对存储块11进行读访问后，b又对它进行了写访问，则其目录项中的共享集为（）

答案:{b}与全相联映象相比，组相联映象的优点是（）

答案:目录表小在监听协议中，若Cache块的当前状态为“共享”，当监听到总线上的“作废”消息时，其状态应改变为（）

答案:无效“主存－辅存”层次是为了弥补主存（）的不足。

答案:容量计算机系统结构是指机器语言程序员所看到的机器属性，即（）

答案:编程所要了解的硬件组织在目录表的每一个表项中记录主存块的块地址的高位部分，称为（）

答案:标识按照（）将多功能流水线分为静态流水线与动态流水线。

答案:同一时间内各段之间的连接方式（）不是设计RISC机器时应当遵循的原则。

答案:采用多种复杂的寻址方式多处理机属于（）计算机。

答案:MIMD容量为N的直接映象Cache的不命中率和容量为（）的两路组相联Cache的不命中率差不多相同。

答案:N/2在计算机的多级层次结构中，（）是用硬件实现的。

答案:传统机器级对于超标量处理机来说，即使没有经过编译器重新编译的代码也能正确地执行。

答案:对阵列处理机属于（）计算机。

答案:SIMD翻译和解释是实现编程语言的两种基本技术，解释执行比编译后再执行占用的存储空间多。

答案:错在WB段，Load指令的操作为（）

答案:Regs[MEM/WB.IR[rt]]←MEM/WB.LMD选择放入延迟槽中的指令是由操作系统完成的。

答案:错在WB段，寄存器-立即数型的ALU指令的操作为（）

答案:Regs[MEM/WB.IR[rt]]←MEM/WB.ALUo对汇编语言程序员不透明的是（）

答案:条件码寄存器保留站中的（）字段用于保存源操作数的值。

答案:Vj，Vk直接执行微指令的是（）

答案:硬件在以下4种超标量处理器中，资源使用效率最高的是（）

答案:支持同时多线程的超标量处理器粗粒度多线程不仅能够隐藏由长时间停顿引起的吞吐率的损失，而且能够隐藏由短时间停顿带来的损失。

答案:错DSM是DistributedSharedMemory的缩写。

答案:对在基于目录的协议中，本地结点把请求发给宿主结点中的目录，再由目录控制器有选择地向远程结点发出相应的消息，使远程结点进行相应的操作，并进行目录中状态信息等的更新。

答案:对在组相联映象中，相联度越高，计算机的性能越高。

答案:错P＋Q双校验磁盘阵列能够容忍两个磁盘出错。

答案:对写回法把数据写入Cache中相应的块，而且也写入下一级存储器。

答案:错流水线的段数称为流水线的深度。

答案:对字并位串：同时对同一个字的全部位进行处理，不同字之间是串行的。

答案:错向下兼容是指按某档机器编制的程序，不加修改就能运行于比它高档的机器。

答案:错通道程序是由管理程序来编制的。

答案:对Tomasulo算法的主要缺点是其复杂性，实现它需要大量额外的硬件。

答案:对延迟分支能否带来好处完全取决于编译器能否把有用的指令调度到延迟槽中。

答案:对计算机系统结构在计算机的发展中有着极其重要的作用。

答案:对定向技术可以解决所有的写后读冲突。

答案:错CDB是采用了Tomasulo算法的部件中的公共数据总线。

答案:对DSM把物理上分离的所有存储器作为一个统一的共享逻辑空间进行编址。

答案:对在计算机技术中，把本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。

答案:对强制性不命中和容量不命中都随着容量的增加而减少。

答案:错如果当执行指令i导致发生异常时，处理机的现场跟严格按程序顺序执行时指令i的现场相同，就称为是精确异常。

答案:对“虚拟DMA”技术允许DMA设备直接使用虚拟地址，并在DMA传送的过程中由硬件将虚拟地址转换为物理地址。

答案:对在采用DSM的多处理机系统中，是采用消息传递通讯机制。

答案:错写更新协议是目前最常用的协议。

答案:错细粒度多线程的主要缺点是减慢了单个线程的执行。

答案:对在分布式存储器多处理机中，每个结点由（）组成。

答案:存储器###CPU###互连网络接口###I/O在目录协议中，包含所访问的存储单元及其目录项的结点称为（）

答案:宿主结点在目录协议中，本地结点发给宿主结点（目录）的消息包括（）

答案:WtMiss（P，K）###Invalidate（K）###RdMiss（P，K）有一个采用目录协议的多处理机，由4个结点a、b、c、d构成。若a、c、d分别读访问了存储块11，则该块的目录项中的共享集为（）

答案:{a，c，d}分布式存储器多处理机中，存储器在物理上是分布的。它只支持构建规模较小的多处理机系统。

答案:错消息传递通信机制的主要优点是（）

答案:通信是显式的###硬件更简单###同步很自然地与发送消息相关联在监听协议中，若Cache块的当前状态为“共享”，当对它进行写访问时，其状态应改变为（）

答案:已修改选择通道的最大流量为（）。(其中Ts为设备选择时间，Td为传送一个字节所需的时间，k为一个块的字节数，n为所有要传送的字节数)

答案:1/（Ts/n+Td）反映存储外设可靠性的参数有（）

答案:可用性###可信性###可靠性用户程序是通过（）来调用通道的。

答案:访管指令数据传送完成后，通道不需要向CPU发I/O中断请求。

答案:错RAID5是块交叉分布奇偶校验磁盘阵列。

答案:对通道的功能不包括（

）

答案:进行中断处理选择通道每次连接一台外设，是一次把所有数据都传送完。

答案:对实现RAID的方式有（）

答案:子系统方式###阵列卡方式###软件方式（）是位交叉奇偶校验磁盘阵列。

答案:RAID3RAID0+1是先进行条带存放，然后再进行镜像。

答案:对“Cache－主存”层次是为了弥补主存（）的不足。

答案:速度在存储层次中，越靠近CPU的存储器速度越快。

答案:对在存储层次中，平均访存时间与（）有关。

答案:命中率###不命中开销###命中时间在高位交叉编址中，线性地址A的计算公式是A=i×m+j。其中j和i分别为该单元的体号和体内地址，m为存储体的个数。

答案:错降低Cache不命中率的方法包括（）

答案:伪相联###编译器预取###提高相联度假设Cache大小为8块、主存大小为16块，都从0开始编号。若采用直接映象，则块号为10的主存块可以放入到块号为（）的Cache块。

答案:2替换算法的先进先出法是选择（）作为被替换的块。

答案:最早调入的块CPU访问存储系统时，在最靠近CPU的存储器中找到所需信息的概率称为（）

答案:命中率对于给定的Cache容量，增加块大小总能降低Cache的不命中率。

答案:错基于硬件的前瞻执行所增加的硬件不是太多。

答案:错保持正确的异常行为就是要保证精确异常。

答案:错静态调度是在程序的执行过程中，依靠专门硬件对代码进行调度。

答案:错动态分支预测技术要解决好以下问题（）。

答案:预测错误时如何恢复原来的现场###如何根据历史信息来预测分支的去向###如何记录分支的历史信息在Tomasulo算法中，只要指令队列头部的指令所要求的保留站有空闲的，该指令就可以流出。

答案:对可以通过寄存器重命名来消除的冲突有（）

答案:WAR###WAW分支目标缓冲器方法也是在ID段获得分支目标地址。

答案:错在基于硬件的前瞻执行中，指令流出时，下列描述中（）是正确的

答案:如果该指令需要的操作数已经就绪，就把它（们）送入保留站###必须有空闲的保留站且有空闲的ROB项###把保留站和该ROB项置为“忙”###把该ROB项的编号放入保留站r多流出技术是指每个时钟周期流出多条指令。

答案:对假设：r是分配给当前指令的保留站或者缓冲器单元（编号）；rd为目的寄存器编号；rs和rt为操作数寄存器编号；imm为符号扩展后的立即数；RS为保留站；result为浮点部件或load缓冲器返回的结果；Qi为寄存器状态表；Regs[]为寄存器组；Op为当前指令的操作码。与rs对应的保留站字段是Vj，Qj；与rt对应的保留站字段是Vk，Qk。若当前流出的指令是浮点运算指令，且Qi[rs]≠0，则要进行的操作为（）

答案:RS[r].Qj←Qi[rs]###RS[r].Op←Op可以采用（）解决名相关。

答案:换名技术###指令调度技术在WB段，RR型的ALU指令的操作为（）

答案:Regs[MEM/WB.IR[rd]]←MEM/WB.ALUo根据任务流入和流出的顺序是否相同，流水线可分为（）

答案:顺序流水线###异步流水线如果流水线中各段时间相等，则各段的效率等于整条流水线的效率。

答案:对写后写冲突是由（）引