计算机系统结构-第五章自考练习题答案

(效率：3/8△t 效率：3/8)
同步强化练习
一．单项选择题。

1. 重叠机器局部相关的处理方法有两类：推后后续指令对相关单元的读和〔 C 〕。

A.异步流动
B.采用顺序流动
C.设置相关直接通路
D.调整指令流动的顺序
2. CRAY-1的流水线是〔 C 〕。

A. 多条单功能流水线
B.一条单功能流水线
C.一条多功能流水线
D.多条多功能流水线
3. 指令间的“一次重叠〞是指〔 B 〕。

A.“K 执行〞与“1+K 取指〞重叠
B.“1+K 分析〞与“K 执行〞重叠
C.“1+K 取指〞与“K 分析〞重叠
D. “K 分析〞与“1+K 执行〞重叠
4. 指令缓冲器的容量越大，发生指令相关的概率将〔 A 〕。

A.增大
B.降低
C.不变
D.不定
5. “取指〞、“分析〞、“执行〞之间的流水属于〔 B 〕。

A.系统级流水
B.处理机级流水
C.部件级流水
D.作业级流水
6. 非线性流水线是指〔 B 〕。

A.流水线中某些功能段在各次运算中的作用不同
B.一次运算中要屡次使用流水线中的某些功能段
C.一次运算中使用流水线的多个功能段
D.流水线的各个功能段在各种运算中有不同的组合
7. 关于标量流水机的说法有错的是〔 B 〕。

A.没有向量数据表示
B.不能对向量数据进展运算
C.可对标量数据进展流水处理
D.可以对向量、数组进展运算
8. 与流水线最大吞吐率有关的是〔 D 〕。

A.最后子过程的时间
B.各个子过程的时间
C.最快子过程的时间
D.最慢子过程的时间
9. 在流水线的相关处理中，会发生“写一写〞相关和“先读后写〞相关的是〔 C 〕。

A.猜想法
B.顺序流动
C.异步流动
D.相关专用通路
10. 在流水机器中，全局性相关是指〔 D 〕。

A.先读后写相关
B.指令相关
C.先写后读相关
D.由转移指令引起的相关
11. IBM360/91机对指令中断的处理方法是〔 A 〕。

A.不准确断点法
B.指令复执法
C.准确断点法
D.对流水线重新调度
12. CRAY-1机的两条向量指令
V1←V2+V3
V4←V1*V5
属于〔 B 〕。

A.没有功能部件冲突和i V 冲突，可以并行
B. 没有功能部件冲突和i V 冲突，可以
C.有向量i V 冲突，只能串行
D.没有源i V 冲突，可以交换执行顺序
1.流水有部件、处理机、系统等不同等级，多个处理机之间的流水属〔系统〕级流水，
也称〔宏〕流水。

2.根据流水线中各功能段之间是否有反应回路，可把流水线分为〔线性〕流水和〔非线性〕流水。

3.为提高流水线的〔最大〕吞吐率，首先要找出〔瓶颈〕，然后设法消除它。

4.CRAY-1向量机的技术，表现于只要不发生〔V1 〕冲突和〔功能部件〕冲突，向
量指令之间即使有数据相关，也能大局部时间并行。

5.衡量流水线性能的主要指标是〔吞吐率〕和〔效率〕。

6.指令顺序解释的优点是〔控制简单〕，缺点是程序解释的速度低，机器各部件的〔利用〕率低。

7.始终只让第K+1条指令的“分析〞与第K条指令的“执行〞在时间上重叠的方式称为“〔一
次〕重叠〞，为了不降低重叠效率，应使“分析〞和“执行〞的时间〔相等〕。

8.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〔静〕态流水线，同时可按不同运算或功能联接工作的称为〔动〕态流水线。

9.流水线流出任务的顺序始终保持与流入流水线的顺序一样的流水线称为〔同步〕流动
的流水线，可以允许与流入的顺序不同的流水线称为〔异步〕流动流水线。

10.非线性流水线调度要解决的问题是让前后多个任务既不发生争用〔同一流水段〕，又
能使流水线有尽可能高的〔吞吐率和效率〕。

11.以D﹦A*(B+C)的向量运算为例，适合流水处理的方式有〔纵向〔垂直〕〕处理方式和〔分组纵横〕处理方式，CRAY-1向量机用的是后者。

12.超标量处理机的度m是指在每个〔△t 〕时间内能同时流出〔m 〕条指令。

13.“一次重叠〞解释时，第K+1条指令需等K条指令执行后才能形成，称此时发生了“〔指
令〕相关〞。

假设第K条指令的结果数地址与第K+1条指令的源数地址一样时，称发生了“〔先写后读〕相关〞。

14.解析一条指令的微操作可归并为〔取指令〕、〔分析〕、执行三局部。

15.已进入流水线的转移指令和其后续指令之间的相关，称为〔全局〕性相关。

16.为同时解释两条和多条指令，常用的控制方式是〔重叠〕和〔流水〕。

17.非线性流水的重要问题是〔流水线调度〕。

18.异步流动流水线会出现顺序流动流水线不可能发生的“〔先读后写〕〞相关和“〔写-写〕〞相关。

19.要实现两条指令在时间上重叠，首先需要付出〔空间代价〕，其次，要处理好指令之
间可能存在的〔关联〕。

20.在重叠机器一样，流水机器在遇到〔转移〕指令，尤其是〔条件转移〕指令时，效
率也会显著下降。

21.超长指令字〔VLIW〕构造是将〔水平微型码〕和〔超标量处理〕两者相结合。

22.假设一次重叠方式解释指令仍达不到〔速度〕要求时，可用同时解释〔多条指令〕
的流水方式。

23.指令相关、〔访存操作数〕相关和〔通用存放器组〕相关等局部相关都是由于机器要
同时解释的多条指令之间出现了对同一主存单元或存放器要求“先写后读〞。

三．简答题。

1.在“一次重叠〞的机器中，“一次重叠〞的含义是什么？并指出在这种机器中会出现哪些相关？〔P126-131〕
2.试分析通过何种方法可以解决通用存放器组数相关的问题？〔P130〕
3.流水线的特点是什么？〔P132〕
4.向量运算为什么最适合流水处理？向量的处理有哪三种方式？CRAY-1采用的是什么方式？〔P149-150〕
5.列举指令重叠解释对访主存冲突可采用的三种解决方法及其问题，目前多数机器采用的是什么方法？
6. 在“一次重叠〞解释时，会出现哪些指令之间的关联？如何处理？〔P129〕
7.流水线按级别分成几类？线性流水线志非线性流水线有什么区别？动态流水线和静态流水线有什么区别？〔P133 135 134〕
8.流水处理的主要技术途径是什么？在CPU中可以有哪两类流水？在存储系统或存储体系
中举出两个应用流水的例子。

〔P140〕
9.什么是流水线的速度瓶颈？消除流水线速度瓶颈的方法有哪两种？举例示意说明。

〔P136〕
10.简述流水机器处理全局性相关时，加快短循环程序的处理方法。

〔P146〕
11.为处理流水机器的全局性相关，可以加快或提前形成条转指令所需的条件码，那么可从
哪两方面考虑？举例说明。

〔P146〕
12.流水机器的中断处理有哪两种方法？各有什么优缺点？〔P147〕
13.简述向量的流水处理所要解决的问题，以D﹦A*(B+C)的向量运算为例，可有哪些处理方
式？其中哪些是向量的流水处理方式？
14.列举CRAY-1向量流水处理机，向量指令之间串行与并行及执行的条件。

四、综合应用题
假设一条指令的执行过程分为“取指令〞、“分析〞和“执行〞3段，每一段的时间分别为△t、2△t和3△t。

在以下种情况下，分别写出连续执行n条指令所需要的时间表达式。

〔1〕顺序执行方式。

〔6△t〕
〔2〕“取指令〞、“分析〞和“执行〞重叠。

( 3(n+1) △t )。