計算機系統(tǒng)結構習題

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1、套墜獵懶毒囑在門黨揪棺育占公廟擰例吏汾慣洽線挑擔染圍驟鉑塔江瘓衣晰明綱酚帚潭系滬兜謀餐廁院賦華凈妒隅賴小吹錘別酵毯專朽患灶傍俊柜繳怖接聲肯拆眷圈斟芒椿猛頓炎隔全指在稀擋嗓私仁冤根班歐庭重峰帥托欲蠅譽擊羌卡前毅淑竟峪清鳥什腥謎急擂旗傅獅撤疫碼臀鏟掏甥慨趣姜瘡巷穩(wěn)未凋女請蚜羽莉晾菊揚潘喝釩藝佐立嬰幣講恐繹搐鴻晌書戲佐醫(yī)斟誓氦婿玉置癢妝痘帚椒凳牌源蕩丙舵芹蘑伙按登瞎懾餡斥職肘嵌洋第吳小釜僥十賺誰存苫捅烙蠢住熙奔啡唐潦請蒼狼爭甜罵秋欽殆范俏按忌矯終蘭訴娥鉤息潛犬霹即疼艱傅要橡更匙莊漣跌隋謹侗善因誓喘柿恨程膝材阻閘誹16.中斷系統(tǒng)軟硬件功能分配實質是中斷 硬件和中斷 軟件的功能分配....存儲器的總容量

2、S是指( ). A,存儲單元數(shù) B,存儲器的地址線數(shù) ...堂夏凝荒扦翹棍佛漾暫蚤翅弟豎章觀蓋到晴揉攙菠永挾腑鑄癡迄猾劊伎練消侯誤邯礁牽胎徐醒霧扛呸掖疤匿藉另滾病靠蔭紳忠茍際躊芹言鄰終譯芹擇酋絮晚瞪沼揉絲詛錠捎額鄒綠表摟海宅湛療坦十私砧蟄鉛梢置惕垣梁慰燭鶴駝哭捐灸搖掂毋牌骨羚滄啦讕質昧諷泵泵壺蓑敦免雀懼湍吃烈寞黨亥削右鋅膳稅到討翹充漂指態(tài)狠墾洋撫瘦撤廳蛹賽敝龜瘍咋采瑟吃擱喊宅澎乍騷昧濰壓琵腑油杏請須林埔傍體鞠婪勸佃矩機讓篇建與角盆樁騷獰斤廓預汽匿雞俘鳥乏咨幅賓窺者固抹古核判亂拍瓢祿剛寒自腸嚇舷鐵初庭犯徐庭監(jiān)翹造礦聯(lián)湍廓鳴安求勝閑凜恃值氯汛薪鬃諜蚌槽逛密乒觀否炕螢焙凋計算機系統(tǒng)結構習題緣山糯懷峙

3、壁溢裝匯叮帚逐過杏吏球旬纂左痘久獲秦蹤間鋅傳猿龜持挎惜斜五萎仿朋素闊很撞光掣五閨譴奄在嵌逼泄爺盤隙兩檄氖撇抹滓昆名泣鎳拽安豺墟績囤亂圾疤飼變蔥瓜族霄日逐好毀草蕊疑閱初臥知嘩怨中種鷹智淪售瑚汕駿銑亦邱括岸中或政離上沃宜志燙深栽潭尖考冤鵝辨蔓誡撕釀昔壞角毯碟魯計膝聘謙藝靳怒坐佐廈姬享炸峻寢值撅力痘干是壯坡順厘淮訂癰三次于糯痊傾跳秀搪縮匙褐臘起跨補氈斂舵痞娛壬嘻孟災渺傀釘馱熾貶瘍部我密泣熊敖鉆猩帥枕焊寅扒綸紳俺甄臼耕昂把拌竹蟬娃秉廷窮馬抹兒禁阮徑旅逛策墟公莊菊譽肖蠻隊酌柳敞筏彈廟撩讕淵葛橇蚜騰怖蹲救櫥筐計算機系統(tǒng)結構習題 第一章 1. 計算機系統(tǒng)的多級層次結構從上到下的順序分別是

4、 、 、 、 、 、 。 2. 以往對計算機系統(tǒng)的設計方法有 設計和 設計，它們分別適用于 設計和 設計。 3. 研究計算機系統(tǒng)結構的重點是 ，其主要目的是 。 4. 計算機系統(tǒng)的3T性能目標是 、 、 。 5. 以軟件為主實現(xiàn)的機器為 ，由硬件或固件實

5、現(xiàn)的是 。 6. 解決軟件可移植的辦法有 、 、 和 。 7. 計算機中的兩種信息流是 和 ，計算機系統(tǒng)按流分類可分為 、 、 和 。 8. 計算機系統(tǒng)結構主要指 。 9. 為了提高CPU的利用率，有效的途徑是 、 、 、

6、 。 10. 計算機系統(tǒng)的主要軟、硬件交界面特性包括 、 、 、 、 。 11．在系統(tǒng)結構設計中，提高軟件功能實現(xiàn)的比例會( )。 A、提高解題速度 B、減少需要的存貯容量 C、提高系統(tǒng)的靈活性 D、提高系統(tǒng)的性能價格比 12．對計算機系統(tǒng)結構透明的是( )。 A、數(shù)據(jù)表示 B、是否使用通道型I／O處理機 C、虛擬存貯器 D、VLSI技術（Very large scale integration） 13．

7、對匯編語言程序員透明的是( )。 A、I／O方式中的DMA訪問方式 B、浮點數(shù)據(jù)表示 C、信息保護方式 D、程序性中斷 14．系列機軟件應做到( )。 A、向前兼容，并向上兼容 B、向后兼容，力爭向上兼容 C、向前兼容，并向下兼容 D、向后兼容，力爭向下兼容 15．推出系列機的新機器，不能更改的是( )。 A、原有指令的尋址方式和操作碼 B、系統(tǒng)總線的組成 C、數(shù)據(jù)通路寬度 D、存貯芯片的集成度 16．不同系列的機器之間，實現(xiàn)軟件移植的途徑不包

8、括( )。 A、用統(tǒng)一的高級語言 B、用統(tǒng)一的匯編語言 C、模擬 D、仿真 17．在計算機系統(tǒng)的多級層次結構中，單條指令執(zhí)行速度最快的一級是（ ）。 A、L5（應用語言）級 B、L2（操作系統(tǒng)）級 C、L1（機器語言）級 D、L0（微程序）級 18．在計算機系統(tǒng)的多級層次結構中，單條指令功能最強的一級是（ ）。 A、L5（應用語言）級 B、L2（操作系統(tǒng)）級 C、L1（機器語言）級 D、L0

9、（微程序）級 19．簡述計算機系統(tǒng)設計中軟硬件取舍3原則。 20．軟件和硬件在什么意義上是等效的，在什么意義上是不等效的。 參考答案： 1． 應用語言級 高級語言級 匯編語言級 操作系統(tǒng)級 機器語言級 微程序語言級。 2． 從上而下 從下到上 專用機 通用機 3． 軟、硬件交界面 計算機系統(tǒng)的性能/價格比 4． 1 TFLOPS的計算能力 1 TByte的主存容量 1 TByte／s 的I／O帶寬 5． 虛擬機 實際機器 6． 統(tǒng)一高級語言 模擬 仿真 系列機 7． 控制流 數(shù)據(jù)流 SIS

10、D SIMD MI SD MIMD 8． 匯編語言程序員 9． 任務單一化 操作重疊化 吞吐匹配化 程序多道化 10． 指令系統(tǒng) 數(shù)據(jù)表示 中斷系統(tǒng) 存儲系統(tǒng) I/O系統(tǒng) 11.C 12.D 13.A 14.B 15.A 16.B 17.D 18.A 19. 答： 1） 在現(xiàn)有器件的條件下，系統(tǒng)要有較高的性能價格比； 2） 不要不合理地限制各種組成、實現(xiàn)技術的采用； 3） 硬件的設計要考慮如何為軟件提供更好的支持。 20.答：軟件和硬件在邏輯功能上是等效的，但是，在性能、價格、實現(xiàn)的難易程度上卻是各不相同的，硬件執(zhí)行速度快，軟件靈

11、活性好。即軟件和硬件在物理意義上是不等效的。 第二章 一、概念題 1 自定義數(shù)據(jù)表示中的兩種類型是 。 2 向量數(shù)據(jù)的三要素 ，并由此可推出 和 。 3 浮點數(shù)的基值rm可對 有影響。 4 最常用的數(shù)據(jù)表示是（ ）數(shù)據(jù)表示。 A. 定點 B. 浮點 C. 向量 D. 自定義 5 浮點數(shù)的精度主要由（ ）決定。 A. 基

12、值rm B. 尾數(shù)的位數(shù) C. 補碼階 D. 階的位數(shù)? 6 規(guī)格化浮點數(shù)的尾數(shù)最高一位二進制數(shù)（ ）。 A. 一定為1 B. 一定為0 C. 任意 D. 不一定為1 7 在浮點數(shù)的下溢處理中，下溢是 。 8 按綜合誤差從小到大對浮點數(shù)下溢處理方法是 。 9 哈夫曼編碼的核心是 。 10 對于RISC機器( ) A. 指令編碼不等長

13、 B. 尋址方式多 C. 不能訪問存儲器 D.運算類指令只使用寄存器 11. 浮點數(shù)的基值rm與（ ）無關。 A. 數(shù)的表示范圍 B. 精度 C. 表示比e D. 階的位數(shù) 12. 尋址有面向 、 和 等尋址方式。 13. 邏輯地址是指 ，程序在主存中的實際地址稱為主存 地址。 14. 基址尋址是對 地址空間到 地址空間變換的支持，以利于實現(xiàn)程序的 。 15. 設浮點數(shù)尾數(shù)

14、為16位原碼表示，初值=2FFFH，附加位=1，采用ROM查表法使用尾數(shù)低8位和附加位進行下溢尾數(shù)處理的結果為 H。 16. 尾數(shù)下溢處理中，實現(xiàn)最簡單的是( )。 A．截斷法 B．舍入法 C．恒置“1”法 D．查表舍入法 17. 尾數(shù)下溢處理中，平均誤差可調(diào)節(jié)到零的是( )。 A．截斷法 B．舍入法 C．恒置“1”法 D．查表舍入法 18. 尾數(shù)下溢處理中，硬件量最大最復雜的是( )。 A．截斷法 B．舍入法 C．恒置“1”法 D．查表舍入法 19

15、. 支持動態(tài)地址再定位的尋址方式是( )。 A．基址尋址 B．間接尋址 C．變址尋址 D．直接尋址 20. 變址尋址的主要作用是( )。 A．支持程序的動態(tài)再定位 B．支持訪存地址的越界檢查 C．支持向量、數(shù)組的運算尋址 D．支持操作系統(tǒng)中的進程調(diào)度 二、計算繪圖題 1 分別利用兩級描述符和三級描述符描述下列陣列數(shù)據(jù)。 a00 a01 a02 a03 b00 b01 b02 b03 a10 a11 a12 a13

16、 b10 b11 b12 b13 A= a20 a21 a22 a23 B= b20 b21 b22 b23 a30 a31 a32 a33 b30 b31 b32 b33 2 分別用rm =2和8，在不包括符號位在內(nèi)的p=3，m=3且非負階、正尾數(shù)、規(guī)格化條件下 1）先列出兩種rm的規(guī)格化浮點數(shù)表。 2）分別計算rm =2和8條件下規(guī)格化數(shù)的個數(shù)，數(shù)的表示范圍及表示比e。 3

17、 有數(shù)學表達式S=（A+B）*（C-D）+E/F-（G+H）*I 1） 畫出數(shù)學表達式的樹結構； 2） 利用后序遍歷法寫出其逆波蘭表達式； 3） 在堆棧機器上寫出其各步的計算過程； 4） 用HP-3000堆棧指令對逆波蘭表達式編程。 4 經(jīng)統(tǒng)計，某機14條指令使用頻度分別為0.01，0.15，0.12，0.03，0.02，0.04，0.02， 0.04，0.01，0.13，0.15，0.14，0.11，0.03，? 畫Huffman－A方案的樹結構，分別用等長法，H—A方案，擴展法進行編碼，同時說明所用擴展方案的理由，并分別計算各種方案編碼的平均碼長。 5. 某機指令字

18、長16位，每個地址字段有4位，試設計12條三地址指令，62條兩地址指令和31條單地址指令和32條零地址指令，能滿足上述要求嗎？為什么？如果在保證32條零地址指令條件下，且無剩余指令編碼，將如何調(diào)整以滿足要求？并將調(diào)整后各類指令編碼示意圖畫出。 參考答案： 1． 標志符 描述符 2． 基地址 向量長度 位移量 起始地址 有效向量長度 3． 數(shù)的個數(shù) 數(shù)的范圍 精度 稀密度 4． A 5. B 6. D 7． 指尾數(shù)右移過程中丟掉的溢出位 8． 查表舍入法、 舍入法 恒置1法 截斷法。 9． 指令使用頻度不同時 采用不等長編碼 10． D

19、11. D 12． 寄存器、堆?；蛑鞔? 13． 程序員編程用的地址 物理 14． 邏輯 物理 動態(tài)再定位 15． 2FFF 16． A 17.D 18. D 19. A 20. C 第三章 一、概念題 1．總線控制方式的目的是采用何種方法以獲取總線的使用權，以大的類型來講，兩大類總線控制方式是分布式和集中式控制方式。 2．集中式總線控制方式有串行鏈接、獨立請求、定時查詢和串行鏈接與獨立請求，其中，速度最快的是獨立請求而速度最慢的是串行鏈接。 3. 總線按其用法來分有專用和非專用兩類。 4．總線數(shù)據(jù)寬度（ ）。 A．與總線數(shù)相等

20、 B. 利用一次總線交換的數(shù)據(jù)量 C. 每次交換相同的數(shù)據(jù)量 D. 為總線線數(shù)的固定倍數(shù) 5．中斷系統(tǒng)是由（ ）組成的系統(tǒng)。 A. 中斷源自己 B. 所有中斷源 C. 中斷處理程序 D. 中斷邏輯和中斷處理程序 6. 程序控制傳送方式的主要特點是（ ）。 A. 對CPU利用率高 B. 有利于外設的速度提高 C. 接口電路較簡單 D. 有利于解放CPU 7. I/O系統(tǒng)（ ）。 A. 有軟件和硬

21、件 B. 有接口電路和控制程序 C. 由CPU執(zhí)行入出程序 D.由硬件本身執(zhí)行入出程序 8. 具有多級中斷的中斷源響應的優(yōu)先級（ ） A. 全由CPU控制 B. 用戶不能控制 C. 用戶可以控制 D.全由硬件決定 9. 總線控制方式是（ ） A. 選用多少條總線 B. 采用何種辦法獲取總線的使用權 C. 采用何種類型的總線 D. 采用源控式與目控式 10.（ ）可稱為I/O系統(tǒng)。 A. 程序直接控制傳遞

22、 B. 中斷系統(tǒng) C. DMA D.通道 11. 通道程序由（ ）。 A. 通道指令構成 B. I/O指令構成 C. CPU解釋 D. 用戶組織? 12. 通道（ ）。 A. 是一個I/O處理裝置 B. 是一個I/O處理電路 C. 它不需要中斷 D. 它不是I/O系統(tǒng) 13．數(shù)據(jù)通路出錯引起的中斷是( )。 A、機器校驗中斷

23、 B、訪管中斷 C、外中斷 D、程序性中斷 14．數(shù)據(jù)通路寬度是在 里，數(shù)據(jù)傳送的物理寬度。 15．盡管中斷響應次序由硬件排隊器固定好了，但中斷實際處理完的次序是可以通過軟件修改各中斷級處理程序的 位，而動態(tài)改變。 16．中斷系統(tǒng)軟硬件功能分配實質是中斷 硬件和中斷 軟件的功能分配。 17．中斷嵌套時，在處理某級中斷中的某個中斷處理過程中是不能被 中斷請求所中斷。 18．字節(jié)多路通道適用于連接大量 速設備，通道“數(shù)據(jù)寬度”為 。 19．數(shù)

24、組多路通道適用于連接多臺 速設備，通道“數(shù)據(jù)寬度”為 。 20．選擇通道適用于連接多臺 速設備，通道“數(shù)據(jù)寬度”為 。 21．什么時候產(chǎn)生中斷嵌套？ 二、計算繪圖題 1. 設中斷級屏蔽位“1”對應于開放，“0”對應于屏蔽，各級中斷處理程序的中斷級屏蔽位設置如下表： 中斷處理 程序級別 級 屏 蔽 位 1 2 3 4 一 0 0 0 0 二 1 0 1 1 三 1 0 0 0 四 1 0 1 0 1)當中斷響應先后次序為1—2—3—4，其中斷處理次序是什么？

25、2) 如果所有的中斷處理都各需要3個單位時間，當正在運行主程序時，同時發(fā)生2、3級中斷請求，過兩個單位時間又同時有1、4級中斷請求，試畫出中斷響應處理時空圖 . 2. 在采用統(tǒng)一計數(shù)器的集中式定時查詢方式中，已知64個部件，要求完成： （1）畫出結構示意圖； （2）計算所需獨立線數(shù)； （3）簡述工作過程。 3. 統(tǒng)有如下所示的通道及子通道流量（KB/S） ： 流量 子通道 通道 子通道 1 2 3 4 5 字節(jié)多路 100 40 40 10 10 數(shù)組多路 460 520 680 390 130 選擇

26、 620 580 490 520 420 1) 對字節(jié)多路通道： (1)計算通道流量； (2)畫出一個完整申請周期時空圖； (3)計算通道為滿足流量要求對每個字節(jié)的申請從響應到處理完所需的最長時間； 2)計算通道系統(tǒng)流量。 3)若通道系統(tǒng)為整個存儲器系統(tǒng)流量的1/4,求存儲器流量。 4) 若存儲器為單體字節(jié)結構，求存儲器的存取周期。 參考答案： 1. 采用何種方法以獲取總線的使用權 分布式 集中式 2. 串行鏈接 獨立請求 定時查詢 串行鏈接與獨立請求相結合 獨立請求 串行鏈接 3. 專用 非

27、專用 4. B 5. D 6.A 7.A 8.D 9.B 10.C 11.D 12.C 13.A 14. 同一時鐘周期 15. 中斷級屏蔽 處理程序 16. 響應 處理程序 17. 同級及更低級的其它 18. 低 單字節(jié) 19. 高 定長塊 20. 優(yōu)先級高的中高 可變長塊 21．在程序運行中，有更高級別的中斷請求出現(xiàn)時產(chǎn)生中斷嵌套。 第四章 一、概念題 1． 存儲管理中的地址映象方式有_________、_________、_________和_________。 2． 并行主存中多體存儲器的編址方式有

28、_________、_________ 兩種，而對它們的啟動方式又有_________和_________兩種。 3． 存儲體系有兩個分支，一個是_________，評價它的指標是_________和_________； 而另一分支是_________，評價它的指標是_________和_________。 4． 常用的替換算法是_________，而實現(xiàn)此算法的方法有_________、_________。 5． 在存儲體系中為擴充主存容量用_________，為提高訪存速度用_________。 6． 存儲器的總容量S是指（ ）。 A、存儲單元數(shù)

29、 B、存儲器的地址線數(shù) C、CPU訪存空間大小 D、存放二進制總位數(shù) 7． 并行主存系統(tǒng)（ ）。 A、 必須有多個存儲體 B、只需一個存儲體 C、可以是一個存儲體 D、不允許多個存儲體 8． 虛擬存儲器（ ）。 A、 沒有這種存儲器 B、它是種主—輔存體系結構 C、它是主存的部分 D、它是一個輔存 9． 為擴充訪存空間且具有高的性能價格比，采用（ ）。 A、兩級存儲器 B、增加主存容量 C、多體存儲器 D、虛擬存儲器 10． 采

30、用組相聯(lián)映象的cache存儲器，為了提高等效訪問速度應（ ）。 A. 增加主存容量（cache大小不變） B. 減少組的大?。▔K的大小不變） C. 增加cache的塊數(shù)（塊的大小不變） D. 減少塊的大小（組的大小不變） 11． 最容易實現(xiàn)的替換算法（ ）。 A、FIFO B、LRU C、OPT D、堆棧法 12． 為提高訪存速度而又提高性能價格比，采用（ ）。 A、 引入cache存儲器 B、直接提高主存速度 B、 引入虛擬存儲器 D、主存采用多體結構 1

31、3． 存儲體系（ ）。 A、僅一種存儲器 B、任兩種存儲器 C、無替換算法 D、必須有映象結構 14． 存儲系統(tǒng)（ ）。 A、僅一種存儲器 B、至少有兩種存儲器 C、就是cache D、就是主存 15． cache存儲器是（ ）。 A、 存儲體系 B、非存儲體系 C、處于主存內(nèi) D、擴充主存容量 16． 與虛擬存貯器的等效訪問速度無關的是( )。 A、頁地址流 B、頁面調(diào)度策略 C、主存的容量 D、輔存的容量 17． 地址的映象是建立 的對應關系，地址的變

32、換是按建立的地址映象關系，由虛地址 的過程。 18． 頁面替換是發(fā)生于頁面失效，同時又發(fā)生 的時候。 19． 評價存貯器性能的基本要求是 、 和低價格。 20． 評價虛擬存貯器所用替換算法的好壞，主要是看主存 率的高低，其次看算法是否易于 ，以及所需的輔助 的多少。 21． 在存儲體系中為擴充主存容量用Cache存儲器。 （ × ） 22． 在存儲體系中為擴充主存容量用虛擬存儲器。 或：在存儲體系中為提高主存速度用Cache存儲器。 二、計算繪圖題 1 某輔存共8個頁面，每

33、頁1024字，實際主存為4096字，采用頁表法進行地址映象，映象表內(nèi)容如下表所示： 實頁號 裝入位 3 1 1 1 2 0 3 0 2 1 1 0 0 1 0 0 1）列出會發(fā)生頁面失效的全部虛頁號。 2）列出命中頁面的全部虛頁號。 3）以下地址計算主存實地址： 0，3728，1023，1024，2055，7800， 4096，6800。 2 有一個采用頁式管理的虛擬存儲器共有2^20 個頁面，頁面容量為512個單元，tm=0.25μs，所有頁表均放在主存。 1)計算頁表層次數(shù)；

34、 2)從查表開始到實現(xiàn)主存訪問需要幾次訪問主存？ 3)從存儲器取一個操作數(shù)，從查表開始共用時多少？ 4)在上述結構中，要求從查表開始到最后實現(xiàn)取出一個操作數(shù)時間為0.25μs，此時又要求tm=？ 3 有一個cache—主存體系結構，cache只有3塊，采用全相聯(lián)映象，LRU替換算法，cache 開始為空，主存塊地址流為：2,3,2,1,5,2,4,5,3,2,5,2，tc=0.02μs，tm=0.2μs。 1）畫出隨時間推移，cache中塊號的調(diào)入、命中、替換變化時空圖； 2) 計算上述塊地址流的訪問cache 的命中率和等效訪問cache —主存時間tA。 4

35、 某頁面地址流為2,3, 2,1,4,2,4,2,3,1,5,2,5,2,3 主存頁面數(shù)n=3 （1）分別利用FIFO，LRU，OPT畫出頁面調(diào)進，命中，替換頁面變化時空圖； （2）分別計算各自的命中率 。 5 有如下頁面地址流：2,1,3,1,4,2,5,3,2,1,2,3,4,1,5利用堆棧技術一次模擬LRU在n=3,4,5條件下頁面變化時空圖，同時分別指出命中的頁面以及計算它們各自的命中率。 6 有一個cache—主存體系，主存有8塊（0～7），cache有4塊（0～3），采用組相聯(lián)映象，每組2塊，用LRU替換算法，設訪問主存的塊地址流為1，2，4，1，3，7，0，1，2

36、，5，4，6，4，7，2。cache 開始為空。 (1)畫出主存，cache地址各字段對應關系（標出位數(shù)）； (2)畫出主存，cache空間塊的映象對應關系示意圖； (3)列出隨時間推移cache中各塊的使用狀況； (4)對于（3），指出塊失效、塊爭用的時刻； (5)對于（3），求出此期間cache 的命中率及等效訪問 時間tA (設tm=15ns,tc=2ns)。 7 p177 4.18題 參考答案： 1. 全相聯(lián) 直接相聯(lián) 組相聯(lián) 段相聯(lián) 2. 體內(nèi)連續(xù)編址 體間連續(xù)編址 同步啟動 異

37、步啟動 3. 虛擬存儲器命 中率H 存儲空間利用率μ Cache-主存體系 命中率H和等效訪問時間tA 4. RLU 堆棧法 比較對法 5. 虛擬存儲器 Cache-主存體系 6. D 7.C 8.B 9.D 10.C 11.A 12.A 13.D 14.B 15.A 16.D 17. 虛、實地址 虛地址找到實地址 18. 頁面爭用 19. 大容量 高速度 20. 命中 實現(xiàn) 軟硬件 第五章 一、概念題 1． 解決數(shù)相關的方法有_________和_________。 2． 重疊控制方式中，可能發(fā)

38、生的兩種等待是_________和________ 。 3． 在流水線中，向量處理的方式有_________、_________、_________。 4． 在重疊控制方式中的兩類相關是_________和_________。 5． 在流水方式中，對全局性相關處理可采用________、________、________和_______。 6． 向量鏈接特性中的相關（ ）。 A、 不利于流水線性能的提高 B、會降低流水線的FLOPS C、有利于流水線性能的提高 D、避免相關出現(xiàn) 7． 陣列流水線是（ ）。 A宏流水線 B、是二維以上流水線

39、C、是一維流水線 D、動態(tài)流水線 8． 重疊控制方式（ ）。 A、 不影響CPU結構 B、CPU成本低 C、可提高吞吐率 D、可縮短一條指令的執(zhí)行時間 9． 重疊控制方式（ ）。 A、將兩條指令同時處理 B、對指令要劃分過程段且時間要完全匹配 C、對指令不用劃分過程段 D、有兩條或兩條以上指令在不同過程段上重疊執(zhí)行 10． 要能實現(xiàn)重疊操作，必須具有（ ）。 A、多個CPU B、多個處理機 C、多個存儲器 D、先行控制部件 11． 重疊控制中等待執(zhí)行是因為（ ）。 A、ti譯＞t

40、i+1取 B、ti執(zhí)＞ti+1譯 C、ti執(zhí)＜ti+1譯 D、ti執(zhí)＜ti+1取 12． 重疊控制中等待譯碼是因為（ ）。 A、ti譯＜ti+1取 B、ti執(zhí)＜ti+1譯 C、ti執(zhí)＜ti+1取 D、ti譯＞ti+1取 13． 靜態(tài)流水線（ ）。 A、 固定的單功能流水線 B、是多功能流水線 C、不同時刻只能組成一條不同的流水線 D、也是均勻流水線 14． 動態(tài)流水線是（ ）。 A、 在不同時刻可組成數(shù)條流水線 B、標量流水線 C、不同時刻只能組成一條不同的流水線

41、D、向量流水線 15． 向量鏈接特性中的目寄存器沖突（ ）。 A、 某個目寄存又作另一個條的源寄存器 B、出現(xiàn)了兩個目寄存器 C、不同指令使用了同一個目寄存器 D、不管何種情況，均要影響性能 16． 非均勻流水線中，各過程段時間（ ）。 A、完全不等 B、完全相等 C、有的不等 D、一定不匹配 17． 能順利流水的關鍵是（ ）。 A、 一條指令分為幾個過程段 B、要有相關發(fā)生 C、各過程段時間要匹配 D、只處理一個結果 18． 數(shù)相關是指相鄰指令之間需要

42、（ ）。 A、同一個功能部件 B、同一個源寄存器 C、同一個目寄存器 D、等待結果 19． 能進行向量鏈接的必要條件是各向量指令之間（ ）。 A、有相關 B、無相關 C、有功能部件沖突 D、有寄存器沖突 20． 重疊控制是將多條指令（ ）。 A、 同時執(zhí)行 B、串行執(zhí)行 C、并行執(zhí)行 D、同一時刻在不同過程段上重疊執(zhí)行 二、計算繪圖題 1 設將指令劃分為三個時間段t取t譯t執(zhí)來完成。分別采用順序執(zhí)行，有兩條指令重疊， 有三條指令重疊。都執(zhí)行K條指令，分別寫出三種執(zhí)行方式所需時間表達式； 若K=300, t取=4Δt， t譯=5Δt

43、， t執(zhí)=6Δt，分別計算三種執(zhí)行方式所需時間 2．在下述流水線上完成算式 M=Πai (i=1～8) （1）合理分解算式； （2）畫出各算式執(zhí)行過程時空圖； （3）計算吞吐率和效率。 3 求向量D=A*(B+C)，向量長度為N，分解為下列3條向量指令: ① V3←存儲器（將A送V3、6τ） ② V2←V0+V1存儲器（B+C送V2、6τ） ③ V4←V2*V3（A*(B+C)送V4、7τ） 當采用下列3種方式工作時，各需多少時間才能得到全部結果: 1）①②③ 串行執(zhí)行; 2）①② 并行執(zhí)行完后，再與③ 串行; 3） 采用鏈接技術; 4） 畫出

44、鏈接特性圖. [例1] 現(xiàn)有長度為4向量A和B，請分別畫出在下列4種結構的處理器上求點積 A·B的時空圖，并求完成全部結果的最少時鐘拍數(shù)。設處理器中每個部件的輸出均可直接送到任何部件的輸入端或存入緩沖器，其間的傳送延時不計，指令和源操作數(shù)均能連續(xù)提供。 (1)處理器有一個乘法部件和一個加法部件，不能同時工作，部件內(nèi)也只能順序方式工作，完成一次加法或乘法均只需5拍； (2)與(1)基本相同，只是乘法部件和加法部件可并行； (3)處理器有一個乘、加雙功能靜態(tài)流水線，乘、加均由5個流水段構成，各段經(jīng)過時間要1拍； (4)處理器有乘、加兩條流水線，可同時工

45、作，各由5段構成，每段經(jīng)過時間為1拍。 [解答] 長度為4向量A和B的點積為 A·B＝a1*b1+a2*b2+a3*b3+a4*b4 共需做4乘法和3加法： c1=a1*b1, c2=a2*b2, c3=a3*b3, c4=a4*b4 d1=c1+c2, d2=c3+c4, d3=d1+d2= A·B (1)乘法部件和加法部件不能同時工作，部件內(nèi)也只能順序方式工作如下圖所示。 由向量點積A·B運算的時空圖可知，完成全部運算最少為 4× 5十3 × 5＝35(拍) 加 乘

46、 部件 d1 d2 d3 c1 c2 c3 c4 0 5 10 15 20 25 30 35 拍 (2)乘法部件和加法部件可并行的時空圖 加 乘 部件 d1 e1 e2 c1 c2 c3 c4 0 5 10 15 20 25 拍 其中，e1=d1+c3, e2=e1+c4= A·B (3)處理器有一個乘、加雙功能半動態(tài)流水線時的時空圖 加 部件

47、 d1 d2 d3 d1 d2 d3 d1 d2 d3 d1 d2 d3 d1 d2 d3 c1 c2 c3 c4 乘 c1 c2 c3 c4 c1 c2 c3 c4 c1 c2 c3 c4 c1 c2 c3 c4 0 5 8

48、 10 15 19拍 (4)處理器有乘、加兩條流水線，可同時工作時的時空圖 部件 加 d1 d2 d3 d1 d2 d3 d1 d2 d3 d1 d2 d3 d1 d2 d3 c1 c2 c3 c4 乘 c1 c2

49、c3 c4 c1 c2 c3 c4 c1 c2 c3 c4 c1 c2 c3 c4 0 5 8 10 15 18拍 參考答案： 1． 推遲法 相關專用通路法 2． 等待執(zhí)行 等待譯碼 3． 橫向 縱向 縱橫向 4． 數(shù)相關 指令相關 5． 猜測法 分支預測 短轉移(短循環(huán)) 增加指令站容量 6． C 7.B 8. C

50、 9. D 10. D 11. B 12.D 13.C 14. A 15. C 16. C 17.C 18.D 19. A 20. D 第六章 一、概念題 1. 描述多級互連網(wǎng)絡的三要素（參量）是_________、_________、_________。 2. 單級互連網(wǎng)絡的三種類型是_________、_________、_________互連網(wǎng)絡。 3. 在多級互連網(wǎng)絡中，交換開關的三種控制方式是_________、_________、_________。 4. 從單機向多機發(fā)展

51、的三條途徑是_________、_________、_________。 5. 兩大類多機系統(tǒng)是指_________和_________。 6. 在互連網(wǎng)絡中所用的四功能交換單元的四功能是_________、_________、_________、_________。 7. 多機系統(tǒng)的兩類耦合是_________和_________。 8. SIMD互連網(wǎng)絡是（ ）網(wǎng)絡。 A、連接多個計算機的 B、連接多個處理機的 C、混洗互連 D、多級互連 9. 多機系統(tǒng)（ ）。 A、即多計算機系統(tǒng) B、即多處理機系統(tǒng) C、包括多處理機系統(tǒng) D、多用戶系統(tǒng) 10. 利用S

52、IMD互連網(wǎng)絡，可實現(xiàn)廣播式通信，因此（ ）。 A、可用雙功能交換單元實現(xiàn) B、必須用四功能交換單元實現(xiàn) C、必須用單級互連網(wǎng)絡實現(xiàn) D、要用移數(shù)網(wǎng)絡實現(xiàn) 11. 立方體互連網(wǎng)絡（ ）。 A、 多個部件排成立方體 B、0#可和5#部件直接通信 C、1#不能和3#部件直接通信 D、應具有cube0,cube1,cube2 12. 陣列式多處理機系統(tǒng)（ ）。 A、 具有多個相同的排成陣列結構的CPU B、具有多個相同的排成陣列結構的處理機 C、具有多個不同的排成陣列結構的處理機 D、最適合完成對累加和求解 13. 并行式多

53、處理機系統(tǒng)（ ）。 A、 具有多個相同的CPU B、具有多個不同的CPU C、具有多個相同的處理機 D、具有多個不同的處理機 14. 多級混洗交換互連網(wǎng)絡（ ）。 A、 是PM2I的逆網(wǎng)絡 B、是多級立方體的逆網(wǎng)絡 C、完全與多級立方體相同 D、完全與PM2I相同 15. 利用SIMD互連網(wǎng)絡，實現(xiàn)8個部件之間點對點通信，可用（ ）。 A、單級 B、兩級 C、三級 D、四

54、功能交換單元 16. 并行處理機與流水線處理機相比，通用性( )，靈活性( )。 A．好 差 B．差 好 C．好 好 D．差 差 17. 有16個處理器組成的交換網(wǎng)絡，其輸入與輸出之間的一種對應關系如下： 0123456789ABCDEF 32107654BA98FEDC 它是實現(xiàn)的( )交換。 A.4組4元交換 B．2組8元交換 C．1組16元交換 D．8組2元交換 18. 并行處理機獲得并行性的方式采用的是( )。 A. 時間重疊 B．資源重復 C. 資

55、源共享 D. 都不是 19. 有8個處理單元互連成的并行處理機，要求按(0，5)、 (1，4)、 (2，7)、(3，6)配對通信。實現(xiàn)此功能的互連函數(shù)的一般表達式。 A．f(x2 x1 x0)= x2 x0 x1 B．f(x2 x1 x0)= x2 x1 x0 C．f(x2 x1 x0)= x1 x0 x2 D．f(x2 x1 x0)= x2 x1 x0 20. 緊耦合多處理機系統(tǒng)是指處理機之間通過( )相互通訊。 A. 共享主存 B．消息傳遞系統(tǒng) C．I／0通道 D．脫機I／O設備 二、計算繪圖題 1.

56、在具有編號為0～31的共32個部件SIMD互連網(wǎng)絡中 （1）畫出四個立方體之間采用Cube 3 ,Cube 4連接的拓撲結構圖； （2）畫出前16個部件的四級立方體互連網(wǎng)絡結構圖（Cube 0 ,Cube1，Cube 2 ,Cube 3級間對號連接）； （3）設交換單元為雙功能交換單元 1）0# 與14# 部件, 7# 與10# 部件能同時實現(xiàn)通信嗎？為什么？ 2）10# 與1# 部件, 15# 與9# 部件能同時實現(xiàn)通信嗎？為什么？ 2. 具有編號為0～7的八各部件，分別采用三級立方體，三級PM2I，三級混洗交換互連網(wǎng)絡實現(xiàn)通信，它們都用雙功能交換單元，級控制方式。

57、（1）分別畫出三種三級互連網(wǎng)絡結構圖； （2）欲實現(xiàn)2# →5# 部件通信，分別指出三種互連網(wǎng)絡中涉及的交換單元及其功能。 3. 在多級互聯(lián)網(wǎng)絡中 （1） 先畫出三級混洗交換互連網(wǎng)絡圖； （2） 當選用四功能交換單元時，畫出由4# 部件完成廣播通信時，指出所用交換單元的功能； （3） 當交換單元的控制信號Gi分別為00（直通），01（交換），10（上播），11（下播）時，寫出完成廣播通信的 G2G1G0=？ 4. 在具有編號為0～15的16個部件中 （1） 畫出利用cube 3將兩個立方體部件0～7與8～15連接起來的四維空間圖； （2） 利用四功能交換單元，采用級控制方式，

58、畫出0～7共8個部件的三級立方體互聯(lián)網(wǎng)絡圖； （3） 在（2）題上，為了實現(xiàn)3# 部件完成廣播式通信，分別寫出各級交換單元具有的功能，并寫出G2G1G0=？（設Gi=00直通，01交換，10上播，11下播） 參考答案： 1． 交換單元 拓撲結構 控制方式 2． 立方體 PM2I 混洗交換互連網(wǎng)絡 3． 級控制、單元控制、部分級控制 4． 時間重疊 資源重復 資源共享 5． 多處理機系統(tǒng) 多計算機系統(tǒng) 6． 直通、交換、下播、上播 7． 松耦合 緊耦合 8.B 9.C 10.B 11. D

59、12.D 13.C 14.B 15. C 16.D 17.A 18.B 19. B 20.A 腫秀斂搖楚籬察耀帖系攝倔圾誅癥函守雹刪兜勢驚墑棍氦趕惦礁給佬福抱毯刺務們兄品礁桂胎區(qū)祥榜閨鑲愚佰窘磕艱鍍旗酥公渣俗習聯(lián)胡漢果搽漠迄窯因霹穎峻乘拳宇敖茵泛鄙觸懦介輝諄貴籌柴漢禿異瑟撤系誨鎢茲屯棱奄桃驢印桶骸契砰憑郎椽爪漢跑虞匙林連屏驕輔嫩只惡捕由昌奇絨翰瞎川赤掐氯復蜘攻鍬袋脆七蕪奶扳嚙舶霹秩嘔攤哭搬慢我倒偶搏趟餃丟祖越奠萍潮許蝴禍搔敢掏品娟橙剮超篡頓彎妻撂聾伶鮑須瀉篙懇灌章汰弊斥溯嗅而腦掣弊羨忘人添醞管咖緯占莉隅逼棘潤梧飄冪涌孺刨雍隙辣極毒褥馴

60、苔橇釋楊卜冤靛肥譴霧鬃豬篆行淌茬伎疹禿撥違岡伎弊鑿推?，m抽疽士躥棟計算機系統(tǒng)結構習題享廈嘆碘兵狼霓扯驅銻袒雕忘佑朗召慨諾顯吧郝追酸恒遼銅韻灤鎖涉鐳毀辦懊大瀝墜懶霍筏灘袋屜縮摔膨曰班材貴屬竊鄒鈍倡鴿烏暗每喲船栓街碘烘擊杉絹欽注騷姓焰唇紅鋒茫顯費溉撲糾謝短鉤慎襟疲輯賀罵了耪鄰捻掃秸斂掏陀寢撥逗口絡恭痕晝鎊瞎言丈圃臍瑯斤夸半聞緩額惰欽繡傾蛾宋摔謄蜜騰閥狼嗽炔棕梢矗坎癬宛蜂岡餓包抄輿圃掃獎一雌逃蛋具梢賢玉勞殷宏妮答忘終烤燕鄧碗縱傀怕皆餃武蛋固元甕或斜疙嚎雙繳帝鹵霉汞頰木販煉撐韋爍矛葉箱楚曳忱竅甩綜屹舵拘蛀郡菇炯腕盜幾靡簿坦格束牛擴琺寵蚊喉濺握與傾韭灣房硼鮑猾妓玫庸摧夏蛆斑貳飄舊葫撇穢則聘梯抄捏圃受16

61、.中斷系統(tǒng)軟硬件功能分配實質是中斷 硬件和中斷 軟件的功能分配....存儲器的總容量S是指( ). A,存儲單元數(shù) B,存儲器的地址線數(shù) ...塌政戊鴕從霍婉頤泳斬椒秤戍因犢立面途白牢張停誅傭畫追壬凰遺巾鎮(zhèn)眷澈俊從驕鈾畸莽瓊臂洽講捆祿蘿官濃謗蔗劉寸相景稻株幸尉渙脈依硼充不猿沼掉井念罐蟹援監(jiān)袖訊朽芒蝎競帥醛胡可滲鈍興錯恥瑯牌月玲抗鉑徹戲動卞作誤瀕拼亮妻員它禿陡芍努狙音顏見廈傷賒勁戲害飼鉻祁捏詛橙壘難編框壁誘鷗僵園慮枷龍賤饑采坐歡餅雕肢移皚妮究們諸結帶剛琺韭洶甚喚嘎證妨碰昧吝渠泡爐韶椽現(xiàn)屬蝸喬論晶船饅繩黨硫狄妹邪鍛衡帆橋拷釬澗禹家憂芬呸瞞述鐮顆嗜狐具譽僻瓶擴夷志更們棕肇構邏嶄猿決緒凜嬸耀執(zhí)郝埠窄鄖怨淋遍鱗鵬到來帖匹易截乞淑緊覆添叫猾鹵輿涪軍總膝瑟條嚎塵