南工大系统结构试题库.docx

1、南工大系统结构试题库一、 选择题 对系统程序员不透明的应当是 。 A Cache B 系列机各档不同的数据通路宽度 C 指令缓冲器 D 虚拟存储器 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 D 数据表示 属于计算机系统考虑的是 。 A 主存采用MOS还是TTL B 主存采用多体交叉还是单体结构 C 主存的编址方式 D 主存频宽的确定 从计算机系统结构上来看，机器语言程序员所看到机器属性是 。 A 计算机软件所要完成的功能 B 计算机硬件所要完成的功能 C 编程要用到的硬件组织 D 计算机各部件的硬件实现 系列机软件应做到 。 A 向后兼容，力争向上兼容性 B 向前

2、兼容，力争向上兼容性 C 向后兼容，力争向下兼容性 D 向前兼容，力争向下兼容性 利用时间重叠概念实现并行处理的是 。 A 多处理机 B 相联处理机 C 并行（阵列）处理机动性 D 流水处理机 计算机中优化使用的操作码编码方法是 。 A 霍夫曼编码 B ASCII 编码 C 扩展操作码 D BCD码 程序员编程时使用的地址是 。 A 物理地址 B 主存地址 C 有效地址 D 逻辑地址 块冲突率最高的cache地址映象方式是 。 A 组相联 B 直接相联 C 段面相联 D 全相联 影响流水线最大吞吐率是 。 A 各个功能段的时间 B 最快功能段的时间 C 最慢功能段的时间 D 最后一个功能段的时

3、间 非线性流水线是指 。 A 一次运算中使用流水线中的多功能段 B 一次运算中多次使用流水线中的某些多功能段 C 流水线中某些功能段在各次运算中的作用不同 D 流水线的各功能段在各种运算中有不同的组合 Cache地址映象中块冲突率最低的是映象是 。A 全相联 B 页相联C 直接相联 D 组相联 有8个结点的PM2I单级网络的PM2-0(j)=(j-20)mod 8= A (7 6 5 4 3 2 1 0) B (0 1 2 3 4 5 6 7) C (7 5 3 1) (6 4 2 0) D(0 2 4 6) (1 3 5 7) 有8个结点的PM2I单级网络的PM2+0(j)=(j+20)mo

4、d 8= A (7 6 5 4 3 2 1 0) B (0 1 2 3 4 5 6 7)C (7 5 3 1) (6 4 2 0) D(0 2 4 6) (1 3 5 7) 能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属于 。A SIMD B SISDC MIMD D MISD 下列说法正确的是 。A 一次重叠是一次解释一条指令 B 一次重叠是同时解释相邻两条指令C 流水方式是同时只能解释两条指令 D 一次重叠是可同时解释多条指令 通道程序执行结束后引起的中断是 。A I/O中断 B 程序性中断C 内中断 D 机器校验中断 打印机适合连接在 。A 数组多路通道 B 字节多路通道C 选择通道 D 任意

5、一种通道 disk适合连接在 。A 数组多路通道或选择通道 B 字节多路通道C 数组多路通道或字节多路通道 D 任意一种通道 21.通道程序执行结束后引起的中断是 。A 访管中断定 B I/O中断C 外中断 D 程序性中断 22.利用时间重叠概念实现并行处理主是 。A 流水处理机动 B 多处理机C 相联处理机动 D 并行（阵列）机 23.数据表示是 一部分。A 软件的 B 硬件的C 软硬件交界面的 D 非软非硬的24. 是促使计算机系统结构发展的最重要的因素A 软件 B 硬件 C 固件 D 器件25.计算机系统结构研究的范围不包括 。A 指令系统的定义 B 计算机系统性能的评价C 软硬件界面的

6、定义 D 加法器的结构26. 交换互连网(立方体结构)编号为011的PE的3个相邻PE的编号是 。 A 001，010，111 B 100，101，111 C 101，110，111 D 001，101，11027. 交换互连网(立方体结构)编号为000的PE的3个相邻PE的编号是 。 A 001，010，111 B 100，101，111 C 101，110，111 D 001，010，10028. 在Cache更新策略中，在Cache不命中时把数据同时写入Cache和MM的策略是 。A 写回法 B 写直达法(全写法) C 按写分配法 D 不安写分配法29. 在Cache更新策略中，在Cac

7、he不命中时把数据从MM调入Cache的策略是 。A 写回法 B 写直达法(全写法) C 按写分配法 D 不安写分配法30. 相关专用通路 。A 解除数据相关性 B 减少数据相关引起的流水线停顿C 解除控制相关性 D 不能缓解流水线的相关性问题31. 开发粗粒度并行主要采用 。 P184 A 硬件手段 B 软件手段C 软硬件同时并举 D 指令级并行32. 开发细粒度并行主要采用 。 P184 A 硬件手段 B 软件手段C 软硬件同时并举 D 作业级并行 33. SIMD结构主要实现的是的 。 P200 A 作业级并行 B 任务级并行 C 指令操作级并行 D 指令内操作步骤并行34. MIMD结

8、构主要实现的是的 。 P200 A 作业级并行 B 任务级并行 C 指令操作级并行 D 指令内操作步骤并行35. 设计互连网络时应考虑的特征有 个。 P190 A 4 B 3 C 2 D 1 36. 归约机按归约模型可分为 。A 数值归约和串归约 B 串归约和图归约 C 数值归约和图归约 D 指令归约和数值归约37. 模拟是采用 解决执行方法。A 纯硬件 B 以软件为主，硬件为辅 C 纯软件 D 以硬件为主，软件为辅38. 仿真是采用 解决执行方法。A 纯硬件 B 以软件为主，硬件为辅 C 纯软件 D 以硬件为主，软件为辅39. 对Amdahl提出关于计算机系统结构定义中所提到的“程序员”比较

9、一致的看法是 。A 机器语言程序员或编译程序员 B 应用程序员 C 高级语言程序员 D 任何程序员40. RWC(真实世界计算机)计划的主要研究内容有 方面。A 3 B 4 C 1 D 241. 在程序执行中有 个方面因素会引起顺序控制流发生变化。 P72A 1 B 3 C 4 D 2 42 依数据令牌的不同数据流计算机可分为 两大类。A 数值流和非数值流 B 静态和动态 C 数值流和图流 D 令牌流和非令牌流二、填空 程序的局部性包括 的局部性和 的局部性。 CPU的Channel 输入输出指令的基本功能主要是： ， 以及 。虚拟存储器对 程序员是透明的，对 程序员是不透明 的。通道按信息传

10、送方式可分为 ， ， 三 类通道。 设通道数据传送周期选择一次设备的时间为TS，传送一个字节的时间是TD，则传 送n个字节的选择通道的极限流量是fs.max= 。设通道数据传送周期选择一次设备的时间为TS，传送一个字节的时间是TD，则有 K台I/O设备的成组传送极限流量fB.max= ，在“一次重叠”解释时，第k条指令需等待第k-1条指令执行后才能形成，称此 时发生了 相关。在“一次重叠”解释时，第k条指令的源数据与第k-1条指令的结果数据的地址 一样，称此时 发生了 相关。 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。 多功能流水线各功能段同时可以按不同的运算或功能联接工作，

11、此流水线称为 流水线。 消除流水线速度瓶颈的方法有 和 两种方法。P81解决重叠和流水线中的操作数相关，不外乎是 和 两 种方法。P85系列机软件兼容必须做到向 兼容，尽可能争取向 兼 容。 提高计算机系统并行性重叠的主要技术途径有时间重叠、 和 。 多处理机可以有同构型、 和 三种。 多处理机有 和 两种基本构型。 并行性主要是指 和 两重含义。多处理机系统在系统结构上可分为 耦合和 耦合系 统。 按连接方式分，流水线可分为 流水线和 流水线。按功能分类，流水线可分为 流水线和 流水线。21.评价存储器性能的基本要求是大容量、 和低价格。22.解决重叠和流水中的操作数相关，有推后法和 两种方

12、法。23.从对执行程序或指令的控制方式上，将计算机系统分为由控制驱动的 流 和由数据驱动的 流方式，按 驱动的归约方式和模式驱动的匹配 方式。24.流水线按工作方式可分为 流水线和 流水线。25.流水线按处理级别可分为操作部件级、 级和 级三种。26.根据处理数据令牌的不同，数据流机的基本结构可分为 和 两大类。27.一个指令系统的设计主要是确定它的 、 、操作及对操作数的 访问方式。28.对实现基本操作来讲，指令系统的不同只是反映在 和 不一样。29.指令系统设计原则是应特别注意如何支持 、简易地将源程序翻译成 。30.在指令系统设计时应注意 、 、 、 。31.指令系统结构的分类主要是依据

13、在CPU中以何种存储方式来存放操作数。 按照 这一特征，可将指令系统结构分为 型、 型、 型三类。32.计算机应用对系统结构不断提出的最基本要求是 、 和 。33.在RISC结构中为了减少过程调用中保存现场和建立新现场，以及返回时恢复现场 等辅助操作，通常将全部寄存器分成若干组，称为 。34. 对实现基本操作来讲，指令系统的不同只是反映在 和 。P4235. 一般指令系统由 和 两类指令组成。P4236. 指令系统结构的分类主要是依据在CPU中以何种存储方式来存放操作数。 按照这一特征，可将指令系统结构分为 、 和 型三类。P4337. 通用寄存器型指令系统中，按照ALU指令有多少个个操作数需

14、要到存储器中去存取，可以进一步分为 、 和 型三类。P4438. 阵列机可分为两个基本结构， 和 。P18539. 在数据流计算机中信息项以操作包和“数据令牌”形式出现，其中数据包由 ， 和 组成。 P22840. AI处理的基本要点是基本知识的 ， 和 地加以利用。P242 41. “数据令牌”由 和 组成。 P22842. 构成函数程序的主要成份是 、 和 。 P23543. 人工智能研究的关键在于 和 。 P24444. 阵列机通常由一个 、N个 M个 和一个 组成。 P18545. 存储器的命中率是 和 之比。 P12846. 紧耦合系统按所用处理机类型是否相同，常见的组合可分为 和

15、两种基本构型。 P20147. 在层次存储结构价格体系中命中判断和数据传输对较高层次而言应由 实现，对较低层次而言应由 实现。48.依据处理数据令牌的不同，数据流机可分为 和 两在类。 P23249.通常流水过程中会出现 、 和 三种相关。 P8350. 数据相关冲突可分为 、 和 三种类型 P8751. I/O控制操作：包括 、 。P158 三、计算假定要在一个时钟速率为40MHz的标量处理机上执行一个典型测试程序，该程序 中含有4种类型指令，每种指令的条数和每种指令的CPI如下所示： 指令类型指令数CPIALU1200001Load/Store指令(Cache命中时)360002转移指令2

16、40004访存指令(Cache不命中时)2000081 计算在单处理机上执行该程序的平均CPI。2 根据所得的CPI值，计算相应的MIPS速率。假定要在一个时钟速率为40MHz的标量处理机上运行具有200000条指令的目标代 码，程序中含有4种类型指令，根据程序实验结果，已知指令混合比和每种指令 的CPI如下所示： 指令类型混合比CPIALU60%1Load/Store指令(Cache命中时)18%2转移指令12%4访存指令(Cache不命中时)10%83 计算在单处理机上执行该程序的平均CPI。4 根据所得的CPI值，计算相应的MIPS速率。某模拟机有10条机器指令，使用频度分别为：0.01

17、，0.15，0.12，0.07，0.08， 0.13，0.15，0.03，0.17，0.09。 写出等长操作码编码的平均码长； 构造霍夫曼树； 写出只有两种码长的最短的霍夫曼扩展编码及其平均码长。 某模拟机有7 条机器指令，使用频度分别为：0.04，0.04，0.05，0.06，0.15， 0.26，0.40。 写出等长操作码编码的平均码长； 构造霍夫曼树； 写出只有两种码长的最短的霍夫曼扩展编码及其平均码长。有一个具有5个功能段组成的乘、加双功能的静态流水线，“乘”由1234 完成，“加”由154完成，各段时延均为t（见下图），输出可直接返回输入 或存入缓冲存储器。现计算长度均为8的A、B两

18、个向量对应元素求和的连乘积。 静态双功能流水线图 画出完成此运算的流水线的运行时空图； 完成全部运算需要多少个t？其效率是多少？ 解：（共10分，时空图对了给3分。计算时公式对了而结果错了扣1分，公式错了全扣）时空图(4分)(6分，每个答案3分) TP=15/25t =3/5t E=(83t+74t)/(25t)=52/125=0.416有一个具有4个功能段组成浮点加的静态流水运算器，各段时延均为t（见下图）， 输出可直接返回输入或存入缓冲存储器。现以下述方式计算Z=a+b+c+d+e+f+g+h 画出完成此运算的流水线的运行时空图； 分析其吞吐率和效率。采用组相联映象的Cache容量为1KB

19、，要求Cache的每一块能在1个主存周期内 从主存读取。主存结构是模4交叉，每个分体宽为32位，总容量为256KB。用按 地址访问访问存储器构成相联目录表实现主存地址到Cache地址的变换，并约定 用4路比较电路。请设计此相联目录表，求出该表行数、总位数和比较电路的位 数。对于一个有如下特征的虚拟存储系统： 40位虚拟地址 16KB页面 36位物理地址1 每个进程的页表的总长度是多少？2 假定TLB用两路组相联方式的Cache，块长为8个字（4B），总容量为16KB，写出其地址格式。假设Cache的工作速度为主存的5倍，且Cache被访问的概率为90%，则采用Cache 后，整个存储系统获得多

20、高的加速成比？ 胡越明 P103某字节多路通道欲连接6台外设，其数据传输速率见下表。而通道选择设备时间 需9.8s，每个字节传送需0.2s，问通道能否胜任所有设备同时工作？设通道在数据传送期中，选择设备需4.9s，传送一个字节数据需0.1s。1 其低速设备每隔250s发出一个字节数据传送请求，问最多可接多少台这种设 备？若有AE共5种高速设备，要求字节传送的时间时间如表，其时间单位为s。 若一次通信传送的字节数不少于1024B，问哪些设备可挂在此通道？如果某一计算任务用向量方式求解比用标量方式求解要快20倍，称可用向量方式 求解部分所花时间占总的时间的百分比为可向量化百分比。问为达到加速比为2

21、， 可向量化百分比应是多少？某系统某一功能改进后其速度是原来的10倍，而该功能的处理时间仅为整个系统 运行时间的40%，则用此增强功能方法后，整个系统的性能提高多少？设二级虚拟存储器的TV1=10-7s，TV2=10-2s，若要求访问时间TV达到1ms，问访问 一级存储器的命中率应是多少？设Cache块为16字，对于下列2种MM结构：如果MM的访问延时为4个时钟周期，访存地址和1个字的传输时间各为1时钟个周期，数据传输后还需1个周期的恢复时间，问这两种MM结构在Cache访问失效时的块访问时间各是多少？假设Cache命中时的指令平均执行时间为1.2周期，平均每条指令访存时间为1.5次，Cach

22、e的命中命中率为99%，问这两种MM结构中指令的平均执行时间。设1个任务的处理时间为64s，CPU在这段时间内始终忙于处理，I/O处理时间为36s。为了提高系统性能，有两种方案：使CPU的速度增加1倍，或者使CPU和I/O的处理速度同时增加1倍。计算这两种情况下的处理时间。 设16 个处理器编号分别为0，1，15。采用单级互网互连，当互连函数分别为 Cube3 PM2-3ShuffleBtterflyExchange时第11号处理器各与哪一个处理器相连。设16个处理器编号分别为0，1，15。采用单级互网互连，当互连函数分别为 Cube3 PM2-3ShuffleBtterflyExchange

23、时第9号处理器各与哪一个处理器相连。某模拟机有7 条机器指令，使用频度分别为：0.01，0.01，0.03，0.05，0.15， 0.30，0.45。 写出等长操作码编码的平均码长； 构造霍夫曼树； 写出只有两种码长的最短的霍夫曼扩展编码及其平均码长。某模拟机有10条机器指令，使用频度分别为：I1：0.2，I2：0.12，I3：0.11，I4：0.05，I5：0.08，I6：0.03，I7：0.02，I8：0.18，I9：0.10，I10：0.01。 写出等长操作码编码的平均码长； 构造霍夫曼树； 写出只有两种码长的最短的霍夫曼扩展编码及其平均码长。 胡越民书P12321.某模拟机有10条机器

24、指令，使用频度分别为：I1：0.2，I2：0.12，I3：0.11，I4：0.05，I5：0.08，I6：0.03，I7：0.02，I8：0.18，I9：0.10，I10：0.01。 写出等长操作码编码的平均码长； 构造霍夫曼树； 写出只有两种码长的最短的霍夫曼扩展编码及其平均码长。22.假定要在一个时钟速率为40MHz的标量处理机上执行一个典型测试程序，该程序 中含有4种类型指令，每种指令的条数和每种指令的CPI如下所示： 指令类型指令数CPIALU450001Load/Store指令(Cache命中时)320002转移指令150002访存指令(Cache不命中时)80002计算在单处理机上

25、执行该程序的平均CPI。根据所得的CPI值，计算相应的MIPS速率。 计算总的CPU执行时间TCPU。23.某模拟机有9 条机器指令，使用频度分别为：I1：0.3，I2：0.24，I3：0.06，I4：0.07，I5：0.07，I6：0.02，I7：0.03，I8：0.2，I9：0.01 写出等长操作码编码的平均码长； 构造霍夫曼树； 写出只有两种码长的最短的霍夫曼扩展编码及其平均码长。24.一台流水计算机A的工作频率为25MHz，平均CPI为4。计算机B是A的改进型，有一条5段的线性指令流水线，时钟频率为20 MHz。问：若在A和B两台计算机上执行含有100条指令的程序，则计算机B对A的加速

26、比是多少？在执行上述程序时，计算机A和B的MIPS速率各是多少？25.某单功能非线性流水线的预约表如下：1234567S1*S2*S3*S4*写出禁止表F和冲突向量C。画出该流水线状态图，确定其最佳调度方案和最小平均流水速率。 计算按此流水线调度方案执行8个任务所需的时间。计算按此流水线在执行8个任务时的吞吐率、加速比和利用率。 胡越明书P22926.某单功能非线性流水线的预约表如下： 123456789S1*S2*S3*S4*S5*写出禁止表F和冲突向量C。画出该流水线状态图，确定其最佳调度方案和最小平均流水速率。 计算按此流水线调度方案执行8个任务所需的时间。计算按此流水线在执行8个任务时

27、的吞吐率、加速比和利用率。 27. 假定要在一个时钟速率为40MHz的标量处理机上运行具有200000条指令的目标代码，程序中含有4种类型指令，根据程序实验结果，已知指令混合比和每种指令的CPI如下所示： 指令类型混合比CPIALU43%1Load/Store指令(Cache命中时)21%2转移指令24%2访存指令(Cache不命中时)12%2 计算在单处理机上执行该程序的平均CPI。2 根据所得的CPI值，计算相应的MIPS速率。28 某台计算机只有Load/Store指令能对MM进行读/写操作,其他指令只能对寄存器 进行操作。根据实验的结果，已知每种指令所占的比例和CPI如下表所示： 指令

28、类型混合比CPIALU43%1Load/Store指令(Cache命中时)21%2转移指令24%2访存指令(Cache不命中时)12%21 计算上述情况的平均CPI。2 假设程序由M条指令组成，算术逻辑运算中，25%的指令两个操作数中的一个已在寄存器中，另一个必须在算术逻辑指令执行前用Load指令从MM中读取到寄存器中。因此，有人建议增加另一种算术逻辑指令，其特点是一个操作数取自寄存器中，另一个操作数取自MM，即寄存器-存储器型。做假设这种指令的CPI等于2，同时转移指令的CPI变为3。求新指令系统的平均CPI。胡越明P2229.某计算机字长32位，包含两个选择通道和一个多路通道，每个选择通道上连接2台磁盘机和2台磁带机，多路通道上连接2台行式打印机、两2台读卡机和10台终端。假定各设备传输速率如下：磁盘机：800KBps磁带机：200KBps行打机：6.6KBps读卡机：1.2KBps终端： 1KBps求该计算机系统的最大I/O数据传输速率。 张春元P17030. 一个字节多路通道连接有5台设备，它们的数据传输率如下表：设备名称D1D2D3D4D5数据传输速率(KB/s)10033.333.32010 计算这个字节多路通道的实际工作流量。 为了