《计算机系统结构》练习题A

《计算机系统结构》练习题A

一. 简要回答下列各题

1．什么是翻译？什么是解释？

2．什么是CISC？什么是RISC？CISC指令集结构功能设计的主要目标是什么？

3．什么是静态流水线？什么是动态流水线？

4.请简述程序局部性原理。

5.请简述定向技术的主要思想。

6.以“Cache-主存”层次为例，简述存储层次的4个主要问题。

请简述计算机系统设计的4个定量原理。

2. 请简述流水线的三种冲突，并分别给出至少一种解决方法。

3. Cache的3C失效是哪三种失效？针对每种失效给出一种降低失效率的方法。

二. 选择题（请选择一个最为准确的答案）

1．关于流水线的下列说法，错误的是：

（a）流水线能够提高吞吐率

（b）流水线提高了器件的利用率

（c）流水线提高了单个任务的处理速度

（d）消除流水线瓶颈的方法有“瓶颈段细分方法”和“瓶颈段重复设置方法”

2．寄存器换名技术可以减少如下相关带来的暂停：

（a）读后写相关（b）结构相关（c）写后读相关（d）控制相关

3．假设对于DLX流水线，由取指令（IF）、指令译码读寄存器（ID）、执行（EX）、存储器访问（MEM）、写寄存器（WB）五段组成。在一个时钟周期中对同一个寄存器的读操作和写操作可以通过寄存器文件“定向”，有正常定向路径。转移指令在EX段计算目标地址，在MEM段检测分支条件。

指令SUB R4, R3, R2 和BNEZ R4, LOOP之间应暂停的周期数为：

（a）3 （b）2 （c）1 （d）0

4．虚拟存储器中，可采用如下映像规则：

（a）直接映像（b）组相联映像（c）全相联映像（d）上述三者均可

5．在页式管理的虚拟存储器中，如果没有快表TLB，一次虚拟存储器访问至少需要几次主存访问来完成？

（a）3 （b）2 （c）1 （d）0

三. 填空题

1．系列机的软件兼容包括（）、（）、（）和（）四个方面。

2．大多数RISC机器的CPU中都设有大量寄存器，让每个过程使用一个有限量的寄存器窗口，并让各过程的寄存器窗口（）。

3．流水线中的相关主要分为以下3种类型：（）、（）和数据相关，其中数据相关又分为如下3类：（）、（）和（）。

4．存储层次中的写策略主要有两种，它们是：（）和（）。

5．控制外部设备的输入输出方式分为：（）、（）、（）、（）和（）。

四、某计算机主存为1KB，采用两路组相联（2-Way）映像，指令Cache容量为32B，每个块为8B。在该机执行如下循环程序：

OK: LD F2，0(R1)

MULTD F4，F2，F0

LD F6，0(R2)

ADDD F6，F4，F6

SD 0(R2)，F6

ADDI R1，R1，#8

ADDI R2，R2，#8

SGTI R3，R1，DONE

BEQZ R3，OK

每条指令长度均为4B，程序执行前指令Cache的内容为空，Cache采用LRU替换算法。

（1）假设该程序加载道0010100000地址上，试给出该循环推出前每个Cache块所对应的主存区号标识，以及其组内块号；

（2）如果该循环执行20次，则Cache命中率为多少？