计算机系统结构考试计算题

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《计算机组成与系统结构》课程考试试卷(01卷)

《计算机组成与系统结构》课程考试试卷(01卷)

)分; CRT,_C_A,超大规模集成电路B,集成电路C,晶体管D,电子管3.微型计算机中控制总线提供的完整信息是_D__A,存储其和I/O设备的地址码B,所有存储其和I/O设备的时序信号和控制信号C,来自I/O设备和存储器的响应信号D,上述各项4.某计算机字长是32位,它的存储容量是356KB,按字编址,它的寻址范围是__B__。

A,128K B,64K C,64KB D,128KB5.主机与I/O设备传送数据时,采用_A__,CPU 的效率最高。

A,DMA方式B,程序查询方式C,中断方式D,以上都可以6.DMA方式中,周期窃取是窃取一个__A___。

A,存取周期B,指令周期C,CPU 周期D,总线周期7.两个十六进制数7E5和4D3相加,得__C___。

A,(BD8)16 B,(CD8)16 C,(CB8)16 D,以上都不对8.运算型指令的寻址和转移型指令的寻址不同点在于_B___A,前者是短指令,后者是长指令B,前者取操作数,后者决定程序转移地址C,后者是短指令,前者是长指令D,后者取操作数,前者决定程序转移地址9.某机有四级中断,优先级从高到低依次为1,2,3,4。

若将优先级顺序修改,改后1级中断的屏蔽字是1011,2级中断的屏蔽字是1111,3级中断的屏蔽字是0011,4级中断的屏蔽字是0001,则修改后的优先顺序从高到低为_D_。

A,3,2,1,4B,1,3,4,2C,4,2,1,3D,2,1,3,410.在中断周期中,将允许中断触发器置“0”的操作由__A___完成。

A,硬件B,软件C,关中断指令D,开中断指令三,判断题(1*10=10分)1,控制器能理解、解释并执行所有的指令及存储结果。

(错)2,Zilog Z80是16位微处理器。

(错)3,总线的半同步通信方式既采用时钟信号,又采用握手信号。

(对)4,可编程的只读存储器不一定是可改写的。

(对)5,大多数个人计算机中可配置的最大主存容量受指令中地址码位数的限制。

计算机体系结构试卷试题(答案全)

计算机体系结构试卷试题(答案全)

一填空题(每空1分,共30分)1、系列机是指具有相同的体系结构,但具有不同组织和实现的一系列不同型号的机器。

2、存储程序计算机结构上的主要特点之一是以运算器为中心。

3、从计算机系统结构的多级层次结构可知,通常情况下,第1、2、3级用解释方法实现,第4或更高级用翻译方法实现。

4、对于最常见的事件,通常赋予它优先的处理权和资源使用权,这是计算机体系结构设计中的大概率事件优先原则。

5、容量为64块的Cache采用组相联方式映像,字块大小为128字节,每4块为一组,若主存容量为4096块,且以字编址,那么主存地址为 19 位,主存区号为 6 位。

6、可改进比例的值总是小于等于1 。

7、一般有两种策略来保存寄存器的内容,即:调用者保存和被调用者保存。

8、DLX指令集提供了立即数寻址、寄存器寻址、偏移寻址和寄存器间接寻址4种寻址方式。

9、对某流水线处理器测试时发现其存在结构冲突,通常可采用资源重复和流水化功能单元方法解决该问题。

10、编译器通过重新组织代码顺序消除暂停的技术被称为指令调度。

11、按照流水的级别可以把流水线分为部件级流水线、处理机级流水线和处理机间流水线。

12、为解决流水线使用非流水数据通路的寄存器引起冲突,在流水线设计中采用寄存器文件技术解决该问题。

13、Cache的替换算法常见的有 FIFO 、LRU 和随机法。

14、改进Cache性能的方法主要有降低失效率、减少失效开销和减少Cache命中时间。

15、减少流水线处理分支暂停时钟周期数的途径包括尽早判断分支转移是否成功和尽早计算出分支成功转移的PC值。

二、选择题(1—15题,每题1分,共15分)1、下面的指令中, A 不属于RISC处理器指令集。

A.ADD R4,[1000] B.LD R3,(R4) C.SUB R4,R3 D.SD 0(R3),R42. 在其它部件性能保持不变的情况下,对CPU性能的不断改进并没有获得期望的结果,这主要是受到了 A 的影响。

计算机系统结构考试试题

计算机系统结构考试试题

计算机系统结构考试试题一、选择题(每题 2 分,共 40 分)1、以下关于计算机系统结构的说法中,错误的是()A 计算机系统结构是指计算机系统的软、硬件的界面B 计算机系统结构是对计算机系统中各级界面的定义及其上下的功能分配C 计算机系统结构是指计算机系统的概念性结构和功能特性D 计算机系统结构与计算机组成和计算机实现无关2、提高并行性的技术途径不包括()A 时间重叠B 资源重复C 资源共享D 增加指令3、指令流水线中出现数据相关时,通常采用的解决办法不包括()A 停顿B 分支预测C 数据旁路D 指令预取4、以下关于存储系统的说法中,正确的是()A Cache 是为了弥补主存速度的不足B 虚拟存储器是为了扩大主存容量C 相联存储器是按地址访问的D 主存是按内容访问的5、以下关于中断的说法中,错误的是()A 中断是指计算机在执行程序过程中,遇到突发事件而中断当前程序的执行B 中断响应的过程包括关中断、保存断点、识别中断源、保护现场等C 中断向量是中断服务程序的入口地址D 中断处理的过程包括恢复现场、开中断、返回原程序等6、以下关于总线的说法中,错误的是()A 总线是连接计算机各部件的公共信息传输线B 总线可以分为数据总线、地址总线和控制总线C 同步总线的传输效率高于异步总线D 总线的带宽等于总线的时钟频率乘以总线的宽度7、以下关于输入输出系统的说法中,正确的是()A 程序查询方式的效率最高B 中断方式需要 CPU 不断查询设备状态C DMA 方式可以直接在内存和外设之间传输数据D 通道方式的功能比 DMA 方式强大8、以下关于多处理机系统的说法中,错误的是()A 多处理机系统是指由两个或两个以上的处理机组成的计算机系统B 多处理机系统的并行性比单处理机系统高C 多处理机系统的通信方式包括共享存储器和消息传递D 多处理机系统的性能只取决于处理机的数量9、以下关于流水线的说法中,正确的是()A 流水线的段数越多,流水线的效率越高B 流水线的吞吐率与流水线的段数无关C 流水线的加速比等于流水线的段数D 流水线的效率与任务的类型有关10、以下关于 RISC 指令集的说法中,错误的是()A RISC 指令集的指令长度固定B RISC 指令集的指令格式种类少C RISC 指令集的寻址方式简单D RISC 指令集的指令功能强大11、以下关于 CISC 指令集的说法中,正确的是()A CISC 指令集的指令长度可变B CISC 指令集的指令格式种类多C CISC 指令集的寻址方式复杂D 以上都是12、以下关于超标量技术的说法中,错误的是()A 超标量技术是指在一个时钟周期内同时发射多条指令B 超标量技术可以提高指令的并行度C 超标量技术需要增加硬件的复杂度D 超标量技术可以在任何指令集架构上实现13、以下关于向量处理机的说法中,正确的是()A 向量处理机是专门用于处理向量数据的计算机B 向量处理机的运算速度比标量处理机快C 向量处理机的并行性主要体现在指令级并行D 以上都是14、以下关于存储层次的说法中,错误的是()A 存储层次的目的是为了提高存储系统的性能价格比B 存储层次的性能由命中率、访问时间和失效开销决定C 增加 Cache 的容量可以提高命中率D 降低主存的访问时间可以提高存储层次的性能15、以下关于虚拟存储器的说法中,正确的是()A 虚拟存储器的容量等于主存容量加上辅存容量B 虚拟存储器的页面大小是固定不变的C 虚拟存储器的地址转换是由硬件完成的D 虚拟存储器的页面替换算法对系统性能有很大影响16、以下关于多总线结构的说法中,错误的是()A 多总线结构可以提高系统的性能B 多总线结构可以增加系统的可靠性C 多总线结构可以减少系统的成本D 多总线结构可以提高系统的可扩展性17、以下关于 I/O 接口的说法中,正确的是()A I/O 接口是 CPU 与外设之间的桥梁B I/O 接口可以实现数据格式的转换C I/O 接口可以实现数据缓冲和锁存D 以上都是18、以下关于 DMA 控制器的说法中,错误的是()A DMA 控制器可以接管总线控制权B DMA 控制器可以在内存和外设之间直接传输数据C DMA 控制器可以减少 CPU 的干预D DMA 控制器可以提高系统的并行性19、以下关于通道的说法中,正确的是()A 通道是一种具有特殊功能的处理器B 通道可以实现对 I/O 设备的统一管理C 通道可以提高系统的 I/O 性能D 以上都是20、以下关于计算机系统性能评价的说法中,错误的是()A MIPS 是衡量计算机性能的常用指标之一B MFLOPS 是衡量浮点运算性能的指标C 基准测试程序可以用来评价计算机系统的性能D 计算机系统的性能只取决于硬件的性能二、填空题(每题 2 分,共 20 分)1、计算机系统结构的经典定义是由提出的。

计算机组成原理与系统结构试卷

计算机组成原理与系统结构试卷

《计算机组成与系统结构》课程考试试卷( A 卷) 本试卷适用专业 :计科、网络、物联、软工 年级 : 考试时间:110分钟 考试方式: 闭卷 一、 单项选择题(每小题1分,共10分) 1.用于直接给出内存地址寻找内存中操作数的寻址方式称为______寻址。

A. 直接 B. 间接 C. 寄存器直接 D. 寄存器间接 2.______可区分存储单元中存放的是指令还是数据。

A .用户 B .运算器 C .存储器 D .控制器 3.系统总线中地址线的功用是 。

A. 用于指定主存单元和I/O 设备接口电路的地址 B. 用于传送主存物理地址和逻辑地址 C. 用于选择进行信息传输的设备 D. 用于选择主存单元 4.某计算机字长是16位,它的存储容量是512KB ,按字编址,它的寻址范围是______。

A .128K ;B .256K ;C .256KB ;D .128KB 。

5.在小数定点机中,下述第______种说法是正确的。

A .原码和反码不能表示 -1,补码可以表示 -1 B .三种机器数均可表示 -1 C .三种机器数均可表示 -1,且三种机器数的表示范围相同 D .三种机器数均不可表示 -1 6.相对寻址方式中,操作数的有效地址是______。

A .基址寄存器内容加上形式地址(位移量) B .程序计数器内容加上形式地址 C .变址寄存器内容加上形式地址 D .以上都不对 7.一个节拍信号的宽度是指______。

A .存储周期 B .时钟周期 C .机器周期 D .指令周期 8.将微程序存储在EPROM 中的控制器是______控制器。

A .硬布线 B .毫微程序 C .静态微程序 D .动态微程序 9.地址总线的宽度由总线的 定义。

A. 功能特性B. 电气特性C. 物理特性D. 时间特性10.三种集中式总线控制中,______方式对电路故障最敏感。

A .以下都不对B .计数器定时查询C .独立请求D .链式查询二 填空题(每小题3分,共15分)1.存储器和CPU 连接时,要完成______的连接、______的连接和______的连接,方能正常工作。

计算机系统结构试题及答案—西安理工大学

计算机系统结构试题及答案—西安理工大学

C分布式处理系统 D时间重叠
4. 开发并行性的途径有时间重叠,( )和资源共享。
A 重叠流水
B 共享主存
C资源重复
D软件共享
5. 开发并行性的途径有时间重叠,资源重复和( )。
A指令流水线
B资源共享
C 双工系统
D 机群系统
6. 计算机系统的层次结构按照有高到低的顺序分别为( )。
A 高级语言机器级,汇编语言机器级,传统机器语言机器级,微程序机器级
3. 某机器指令字长 16 位,设有单地址指令和双地址指令两类。若每个地址字段为 6 位,且 双 地址指令有 x 条。问单地址指令最多可以有多少条?
4. 简述三种面积的寻址方式的关系。
5. 堆栈型机器与通用寄存器型机器的主要区别是什么?
解答: 1. 2. 3. 4.
5. 五.应用题 1. 浮点数系统使用的阶基 rp=2,阶值位数 p=2,尾数基值 rm=4,以 rm 为基的尾数尾数 m’ =2 ,试计算在非负阶、正尾数、规格化情况下的最小尾数值、最大尾数值、可表示的最小值和 最大值及可表示数的个数。
7. 浮点数系统使用的阶基 rp=2,阶值位数 p=2,尾数基值 rm=10,以 rm 为基的尾数尾数 m’ =1 ,试计算在非负阶、正尾数、规格化情况下的最小尾数值、最大尾数值、可表示的最小值和 最大值及可表示数的个数。
8. 指令中常用下列寻址方式来得到操作数:立即操作数、间接寻址、直接寻址、 寄存器寻址、自相对寻址。请分别说明这些寻址方法的原理,井对它们在如下 4 个方
3. 自定义数据表示中有_标__识___符__数_、据数表据示描述等。
4. 扩展操作码编码仍利用哈__夫__曼___压__缩__思想,一般其平均码长要比全 Haffman 编码的平均码 长大。

(完整版)计算机系统结构考试题目及参考答案

(完整版)计算机系统结构考试题目及参考答案

一:名词解释1:虚拟机:由软件实现的机器。

2:CPI:是衡量CPU执行指令效率的重要标志,指执行每条指令所需的平均时钟周期数。

3:摩尔定律:当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。

4:并发性:指两个或多个事件在同一时间间隔内发生的并行性。

5:程序局部性原理:是指程序在执行时呈现出局部性规律,即在一段时间内,整个程序的执行仅限于程序中的某一部分。

相应地,执行所访问的存储空间也局限于某个内存区域。

局部性原理又表现为:时间局部性和空间局部性。

6:CISC/RISC:CISC:即复杂指令系统计算机,指在系统中增加更多和复杂的指令,来提高操作系统效率的计算机。

RISC:即精简指令系统计算机,指在系统中选取使用一些频率最高的、长度固定的、格式种类少的简单指令的计算机。

7:计算机系统结构:指对机器语言计算机的软、硬件功能的分配和对界面的定义。

8:系列机:指先设计好一种系统结构,而后就按这种系统结构设计它的系统软件,按器件状况和硬件技术研究这种结构的各种实现方法,并按照速度、价格等不同要求,分别提供不同速度、不同配置的各档机器。

9:模拟:用机器语言程序解释实现程序移植的方法。

10:仿真:用微程序直接解释另一种机器的指令系统。

11:寻址方式:寻找操作数或指令的有效地址的方式。

12:替换算法:在存储体系中,当出现页面失效时或者主存的所有页面已经全部被占用而又出现页面失效时,按照某种算法来替换主存中某页。

[由于主存中的块比Cache中的块多,所以当要从主存中调一个块到Cache中时,会出现该块所映象到的一组(或一个)Cache块已全部被占用的情况。

这时,需要被迫腾出其中的某一块,以接纳新调入的块。

]二:选择题1,直接执行微指令的是(C)A 汇编程序B 编译程序C 硬件D微指令程序2,对汇编语言程序员不透明的是(C)A 程序计数器B主存地址寄存器C条件码寄存器D指令寄存器3,最早的冯·诺依曼型计算机是以(B)为中心的A运算器B控制器C存储器 D I/O设备4,计算机系统结构的角度的结构来看,机器语言程序员看到的机器属性是(C )A 计算机软件所要完成的功能B 计算机硬件的全部组成C 编程要用到的硬件组织D计算机各部分硬件的实现5,不同系列计算机之间实现可移植性的途径,不包括(B )A 采用统一的高级语言B采用统一的汇编语言C 模拟D仿真6,利用时间重叠原理,实现并行处理的是(A)A流水处理机B多处理机 C 阵列处理机D集群系统7,多处理机实现的并行主要是(B)A指令级并行 B 任务级并行C 操作级并行D操作步骤的级并行8计算机系统结构不包括(B)A信息保护B存储速度C数据表示D机器工作状态9,不需要编址的数据存储空间(D )A CPU通用寄存器B 主存储器C I/O寄存器D堆栈10,RISC执行程序的速度比CISC 快的原因是(C)A RISC指令系统中条数较少B 程序在RISC编译生成的目标程序较短C RISC指令平均执行周期数较少D RISC中只允许LOAD和STORE指令存储11,程序员在编写程序时,使用的访存地址是(B)A主存地址B逻辑地址C物理地址D有效地址12,虚拟存储器主要是为了(A)A扩大存储器系统容量B提高存储器系统速度C扩大存储器系统容量和提高存储器系统速度D便于程序的访存操作13,与全相联映像相比,组相联映像的优点是(B)A目录表小B块冲突概率低C命中率高D主存利用率高14,输入输出数据不经过CPU内部寄存器的输入输出方式是(C )A程序控制方式B中断 C DMA方式D上述三种方式15,在配置了通道的计算机系统中,用户程序需要输入输出时引起的中断是(A)A访管中断 B I/O中断C程序性中断D外部中断16,当计算机系统通过执行通道程序,完成输入输出工作时,执行通道程序的是(B)A CPUB 通道C CPU和通道D指定的外设三:填空1,常见的计算机系统结构的分类法有两种:Flynn分类法,冯氏分类法冯氏分类法是根据系统的最大并行度对计算机系统结构进行分类,大多数的位并行的单处理机属于字串位并的处理机方式2,由软件实现的机器称为:虚拟机3,在一个计算机系统中,低层机器的属性往往对高层机器的程序员是透明的。

计算机体系结构复习计算题

计算机体系结构复习计算题

1. 将计算机系统中某一功能的处理速度加快10倍,但该功能的处理时间仅为整个系统运行时间的40%,则采用此增强功能方法后,能使整个系统的性能提高多少?根据Amdahl 定律可知: 系统加速比 = ==由题可知: 可改进比例 = 40% = 部件加速比 = 10 系统加速比 =采用此增强功能方法后,能使整个系统的性能提高倍。

2. 假设一台计算机的I/O 处理占10%,当其CPU 性能改进到原来的10倍时,而I/O 性能仅改进为原来的两倍时,系统总体性能会有什么改进?加速比=1/(10%/2+90%/10)=本题反映了Amdahl 定律,要改进一个系统的性能要对各方面性能都进行改进,不然系统中最慢的地方就成为新系统的瓶颈。

3. 双输入端的加、乘双功能静态流水线有1、2、3、4四个子部件,延时分别为Δt, Δt, 2Δt, Δt ,“加”由1→2→4组成,“乘”由1→3→4组成,输出可直接返回输入或锁存。

现执行∑=*+41])[(i iiic b a(1) 画出流水时空图,标出流水线输入端数据变化情况。

(2) 求运算全部完成所需的时间和流水线效率。

(3) 找出瓶颈子过程并将其细分,重新画出时空图并计算流水时间和效率。

(1)(2)由上图可知,全部运算完的时间是23Δt 。

923723437=∆⨯∆=t t η(3)部件 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 结果输入 a 1 a 2 a 3 a 4 a 1+b 1 a 2+b 2 a 3+b 3 a 4+b 4 ① ③ ⑤ b 1 b 2 b 3 b 4 c 1 c 2 c 3 c 4 ② ④ ⑥Δt4 3 2 1由上图可知,流水时间为20Δt 。

1003720537=∆⨯∆=t t η4. 有一条流水线如下所示。

50ns50ns100ns200ns(1) 求连续输入5指令,该流水线的实际吞吐率和效率;(2) 该流水线的瓶颈在哪一段?请采取两种不同的措施消除此“瓶颈”。

计算机系统结构考试计算题

计算机系统结构考试计算题

3.12 有一指令流水线如下所示(1) 求连续输入10条指令,该流水线的实际吞吐率和效率;(2) 该流水线的“瓶颈”在哪一段?请采取两种不同的措施消除此“瓶颈”。

对于你所给出的两种新的流水线,连续输入10条指令时,其实际吞吐率和效率各是多少? 解:(1)2200(ns)2009200)10050(50t )1n (t T maxm1i i pipeline =⨯++++=∆-+∆=∑= )(ns 2201T nT P 1pipeline-==45.45%1154400T P mtT P E m1i i≈=⋅=∆⋅=∑= (2)瓶颈在3、4段。

⏹ 变成八级流水线(细分)850(ns)509850t 1)(n t T maxm1i i pipeline =⨯+⨯=∆-+∆=∑=)(ns 851T nT P 1pipeline-==58.82%17108400T P mtiT P E m1i ≈=⋅=∆⋅=∑= ⏹ 重复设置部件出50ns 50ns 100ns 200ns)(ns 851T nT P 1pipeline-==58.82%1710885010400E ≈=⨯⨯=3.134段组成,3段时,一次,然4段。

如果需要的时间都是,问:(1) 当在流水线的输入端连续地每时间输入任务时,该流水线会发生什么情况?(2) 此流水线的最大吞吐率为多少?如果每输入一个任务,连续处理10个任务时的实际吞吐率和效率是多少?(3) 当每段时间不变时,如何提高该流水线的吞吐率?仍连续处理10个任务时,其吞吐率提高多少?(2)t ∆t ∆254.35%925045T P E 2310T nT p 23T 21T P pipelinepipeline max ≈=∆⋅=∆∆==∆=∆=t tt t(3)重复设置部件tt ∆⋅=∆⋅==751410T nT P pipeline吞吐率提高倍数=tt ∆∆231075=1.643.14 有一条静态多功能流水线由5段组成,加法用1、3、4、5段,乘法用1、2、5段,第3段的时间为2△t ,其余各段的时间均为△t ,而且流水线的输出可以直接返回输入端或 )(41i i i B A +∏=23段t∆ 14暂存于相应的流水寄存器中。

计算机系统结构练习题(第二章)

计算机系统结构练习题(第二章)

★1.确定哪些数据类型用数据表示来实现,下面几项中不重要的是:A.能够缩短程序运行的时间B.数据表示能够有良好的通用性和利用率C.最可能多的用硬件实现,提高性能D.减少CPU和主存储器之间的通讯量【答案】C★2.早期的计算机系统只有定点数据表示,因此硬件结构可以很简单。

但是这样的系统有明显的缺点,下面哪一个不是它的缺点:A.数据表示范围小B.单个需要的计算时钟周期多C.编程困难D.存储单元的利用率很低【答案】B★3. 简述采用标志符数据表示方法的主要优缺点。

【答案】优点有:(1)简化了指令系统(2)由硬件自动实现一致性检查和数据类型的转换。

(3)简化程序设计(4)简化编译器(5)方便软件调试(6)支持数据库系统缺点有:(1)数据和指令的长度不能一致(2)指令的执行速度降低(3)硬件的复杂性增加★4.有效的缩短地址码的长度,主要采用的有哪些方法?【答案】(1)用间址寻址方式缩短地址码长度(2)用变址寻址方式缩短地址码长度(3)用寄存器间接寻址方式缩短地址码长度是最有效的方法★5.随着计算机技术的不断发展和对指令系统的合理性的研究,精简的指令系统(RISC)出现并且逐步取代CISC的重要位置。

下面所述不是CISC的主要缺点的是:A.20%与80%规律B.VLSI技术的不断发展引起的一系列问题C. 软硬件功能分配的问题D. 由于指令众多带来的编码困难【答案】D★★★6. 某台计算机只有Load/Store 指令能对存储器进行读/写操作,其它指令只对寄存器进行操作。

根据程序跟踪实验结果,已知每种指令所占的比例及CPI 数如下: 指令类型 指令所占比例 CPI 算逻指令 43% 1 Load 指令 21% 2 Store 指令 12% 2 转移指令 24% 2(1)求上述情况下的平均CPI 。

(2)假设程序由M 条指令组成。

算逻运算中25%的指令的两个操作数中的一个已在寄存器中,另一个必须在算逻指令执行前用Load 指令从存储器取到寄存器。

计算机组成原理期末考试试题及答案

计算机组成原理期末考试试题及答案

计算机组成原理期末考试试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 计算机硬件系统主要由哪两部分组成?A. 控制器和运算器B. 输入设备和输出设备C. 中央处理器和外部设备D. 存储器和输入输出设备答案:C2. 下面哪个不是计算机的五大组成部分?A. 控制器B. 运算器C. 输入设备D. 电源答案:D3. 下面哪个寄存器用于存放将要执行的下一条指令的地址?A. 指令寄存器B. 程序计数器C. 地址寄存器D. 数据寄存器答案:B4. 下面哪个不是计算机的数据表示方法?A. 二进制B. 十进制C. 八进制D. 十六进制答案:B5. 下面哪个不是计算机的存储器层次结构?A. 寄存器B. 高速缓存C. 主存储器D. 硬盘答案:D6. 下面哪个不是计算机的输入设备?A. 鼠标B. 键盘C. 扫描仪D. 显示器答案:D7. 下面哪个不是计算机的输出设备?A. 显示器B. 打印机C. 扬声器D. 键盘答案:D8. 下面哪个不是计算机的总线类型?A. 数据总线B. 地址总线C. 控制总线D. 通信总线答案:D9. 下面哪个不是计算机的指令类型?A. 数据传输指令B. 算术运算指令C. 逻辑运算指令D. 中断指令答案:D10. 下面哪个不是计算机的并行计算技术?A. 流水线技术B. 向量处理技术C. 多线程技术D. 分布式计算技术答案:D二、填空题(每题2分,共20分)1. 计算机硬件系统主要由______和______组成。

答案:中央处理器,外部设备2. 计算机的五大组成部分包括:控制器、运算器、______、______和______。

答案:存储器,输入设备,输出设备3. 计算机的数据表示方法有:二进制、八进制、十六进制等,其中计算机内部使用的是______。

答案:二进制4. 计算机的存储器层次结构包括:寄存器、高速缓存、______和______。

答案:主存储器,硬盘5. 计算机的指令分为:数据传输指令、算术运算指令、逻辑运算指令和______。

计算机体系结构期末考试题(A卷)

计算机体系结构期末考试题(A卷)

福建师大网络教育学院《计算机体系结构》期末复习题系别_________ 班级_________ 姓名__________ 学号__________一、填空题(每空1分)1.按照弗林(Flynn)分类法,计算机系统可以分为4类:SISD计算机、______计算机、_______计算机和_______计算机。

2. 改进之后的冯•诺依曼计算机的只要特点是__________。

3. 当前计算机系统中的存储系统是一个层次结构,其各层分别为__________。

4.高速缓冲存储器的地址映象方式有三种,它们分别是:__________、__________、__________。

5.虚拟存储器的三种管理方式是__________,__________和__________6.目前计算机中常用数据有__________,__________和__________三种类型。

7.通常可能出现的流水线的相关性有__________。

8.解决中断引起的流水线断流的方法有_______和________。

9.目前向量处理机的系统结构有两种:__________和__________。

10.通用计算机基本指令分为5类,它们分别是:__________。

11.执行指令x1=x2+x3;x4=x1-x5会引起__________类型的数据相关,执行指令x5=x4*x3;x4=x0+x6会引起__________类型的数据相关,执行指令x6=x1+x2;x6=x4*x5会引起__________类型的数据相关。

12.多计算机网络中,通常出现的4种通信模式是__________。

13.传统的冯•诺依曼计算机是以控制驱动方式工作,以数据驱动方式工作的典型计算机是_______,以需求驱动方式工作的典型计算机是_______,以模式匹配驱动方式工作的典型计算机是_______。

二、名词解释(每题2分)1.计算机体系结构:2.系列机:3.模拟:4.程序的局部性原理:5.MIPS:6.高速缓冲存储器:7.虚拟存储器:8.快表:9.程序定位:10.延迟转移技术:11.窗口重叠技术:12.流水线技术:13.动态流水线:14.静态流水线:15.线性流水线:16.非线性流水线:17.流水线的吞吐率:18.超流水线计算机:19.向量的分段开采技术:20.基准测试程序:三、简答题(每题5分)1.什么是存储系统?2.简述全相联映象规则。

(整理)自考计算机系统结构试题及答案

(整理)自考计算机系统结构试题及答案

全国2010年4月自学考试计算机系统结构试题课程代码:02325一、单项选择题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均不得分。

1.在计算机系统结构设计中,提高软件功能实现的比例可( )A.提高解题速度B.减少需要的存储器容量C.提高系统的灵活性D.提高系统的性能价格比2.浮点数表示的尾数的基r m=16,尾数长度p=8,可表示的规格化最大正尾数的值是( )A.1/256 B.1/2C.15/16 D.255/2563.下列数据存储空间为隐含寻址方式的是( )A.CPU中的通用寄存器B.主存储器C.I/O接口中的寄存器D.堆栈4.当计算机系统执行通道程序完成输入输出工作时,执行通道程序的是( )A.CPU B.通道C.CPU和通道D.指定的外设5.下列有关中断的叙述正确的是( )A.中断响应的次序是由硬件决定的B.中断处理的次序是由硬件决定的C.中断处理的次序是不可改的D.中断响应的次序是可灵活改变的6.与虚拟存储器的等效访问速度无关..的是( )A.访存页地址流B.页面替换算法C.主存的容量D.辅存的容量7.非线性流水线的特征是( )A.一次运算中使用流水线中的多个功能段B.一次运算中多次使用流水线中的某些功能段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不同的运算中可以有不同的连接8.属于集中式共享存储器结构的SIMD计算机是( )A.ILLIAC IV B.BSP精品文档C.CM-2 D.MP-19.指令执行结果出现异常而引起的中断是( )A.程序性中断B.I/O中断C.机器校验中断D.外部中断10.下列关于脉动阵列机的描述,错误..的是( )A.脉动阵列机是由一组内部结构相同的处理单元构成的阵列B.脉动阵列机结构简单、规整,模块化强,可扩充性好C.脉动阵列机不适用于要求计算量大的信号/图像的处理D.脉动阵列机各PE间数据通信距离短、规则,使数据流和控制流的设计、同步控制等均简单、规整二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)请在每小题的空格中填上正确答案。

计算机组成原理与体系结构考试试卷

计算机组成原理与体系结构考试试卷

计算机组成原理与体系结构考试试卷(答案见尾页)一、选择题1. 计算机组成原理的主要研究对象是什么?A. 计算机的指令集B. 计算机的硬件组成及其工作原理C. 操作系统的工作原理D. 计算机网络的工作原理2. 下列哪个部件是计算机的核心部件,负责执行程序指令?A. CPUB. 内存C. 显卡D. 硬盘3. 在冯·诺依曼体系结构中,以下哪个不是必要的组成部分?A. 输入设备B. 输出设备C. 控制单元D. 数据总线4. 计算机的存储系统通常包括哪几个层次?A. 缓存B. 主存C. 外存D. 以上都是5. 在计算机组成原理中,常用的数据表示方法有哪些?A. 原码B. 补码C. 反码D. 移码6. 以下哪个是计算机的输入/输出设备?A. 键盘B. 显示器C. 打印机D. 网络接口卡7. 在计算机组成原理中,CPU的主要功能是什么?A. 存储数据B. 进行算术运算和逻辑运算C. 控制和管理计算机其他部件D. 传输数据8. 下列哪种存储器具有最快的读写速度?A. RAMB. 硬盘C. 缓存D. CD9. 在计算机组成原理中,中断是指什么?A. 计算机在执行程序时,由于某些紧急事件需要立即处理,而暂时中止当前程序的执行过程B. 计算机在执行程序时,由于某些紧急事件需要立即处理,而将程序的执行顺序暂时改变C. 计算机在执行程序时,由于某些紧急事件需要立即处理,而将程序的执行状态暂时保存D. 计算机在执行程序时,由于某些紧急事件需要立即处理,而将程序的执行内容暂时复制到另一个部件10. 在计算机组成原理中,为了提高计算机的性能,通常会采用多种技术手段,如并行处理、流水线技术等。

以下哪种技术不是常见的提高计算机性能的技术手段?A. 多核处理器B. 缓存技术C. 串行通信D. 异步I/O11. 计算机组成原理的主要内容包括哪些?A. 信息的表示与存储B. 控制器的设计与实现C. 总线与接口技术D. 操作系统的基本原理E. 以上都是12. 下列哪个部件不属于计算机的中央处理器(CPU)?A. 寄存器B. 运算器C. 控制器D. 缓存E. 输入/输出设备13. 在冯·诺依曼体系结构中,计算机由哪五个主要部分组成?A. 输入设备、输出设备、控制器、算术逻辑单元、内存B. 输入设备、输出设备、运算器、内存、外部存储器C. 输入设备、输出设备、控制器、算术逻辑单元、内存D. 输入设备、输出设备、运算器、内存、硬盘E. 输入设备、输出设备、控制器、内存、缓存14. 以下哪个不是计算机内部的信息表示方式?A. 原码B. 补码C. 反码D. ASCII码E. 二进制编码15. 在计算机组成原理中,通常使用哪种寻址方式来访问内存中的数据?A. 索引寻址B. 间接寻址C. 直接寻址D. 寄存器寻址E. 堆栈寻址16. 计算机的存储系统通常分为哪两部分?A. 主存储器B. 辅助存储器C. 随机存取存储器D. 磁盘存储器E. 光盘存储器17. 在输入/输出(I/O)系统中,中断的作用是什么?A. 提高系统的运行效率B. 实现多任务处理C. 允许计算机在等待I/O操作完成时继续执行其他任务D. 增加I/O设备的利用率E. 以上都是18. 在计算机组成原理中,为了提高指令的执行速度,通常会采用哪种技术?A. 流水线技术B. 哈希技术C. 缓存技术D. 动态调度技术E. 以上都是19. 以下哪个是计算机的输入设备?A. 显示器B. 键盘C. 打印机D. 扬声器E. 数字相机20. 在计算机体系结构中,超标量处理器的主要特点是什么?A. 支持分支预测B. 提高指令流水线的执行速度C. 增加寄存器数量D. 支持浮点运算E. 减少指令周期21. 在计算机组成原理中,以下哪个不是计算机的基本逻辑电路?A. 与门B. 或门C. 异或门D. 触发器E. 计数器22. 计算机的存储系统通常包括哪几个部分?A. 寄存器B. 缓存C. 主存储器D. 辅助存储器E. 高速缓冲存储器F. 以上都是23. 在计算机体系结构中,以下哪个是用于解释指令执行过程的概念?A. 指令集B. 指令流水线C. 数据通路D. 控制单元E. 以上都不是24. 下面关于冯·诺依曼结构的描述,哪个是正确的?A. 存储器只用于存储数据和指令B. 控制单元负责解释指令并控制整个计算机系统C. 输入/输出设备只能位于计算机的主板上D. 堆栈是用于数据存储的E. 以上都不对25. 在计算机组成原理中,以下哪个是用于表示字符的编码方式?A. ASCII码B. 汉字编码C. 国际码D. 以上都是E. 以上都不是26. 计算机的指令集是指什么?A. 计算机能够执行的全部指令的集合B. 计算机内部所有硬件部件的总和C. 计算机程序的集合D. 计算机内存中的数据集合E. 以上都不是27. 在计算机体系结构中,以下哪个是用于提高指令执行效率的技术?A. 流水线技术B. 循环展开技术C. 指令乱序执行D. 以上都是E. 以上都不是28. 计算机组成原理中的“存储程序”概念是由谁提出的?A. 图灵B. 冯·诺依曼C. 比尔·盖茨D. 以上都不是E. 以上都是29. 在计算机组成原理中,以下哪个是用于描述计算机系统各部件之间连接方式的模型?A. 系统总线B. 数据总线C. 控制总线D. 以上都是E. 以上都不是30. 计算机组成原理的主要目的是什么?A. 计算机内部电路的设计与优化B. 计算机硬件的逻辑设计C. 描述计算机硬件系统的组成和工作原理D. 计算机软件的开发与维护31. 在冯·诺依曼体系结构中,以下哪个部分不是必需的?A. CPUB. 内存C. 磁盘D. 输入输出设备32. 在计算机组成原理中,存储器的编址单位通常是:A. 字节B. 字C. 块D. 位33. 下列哪个部件不属于CPU的内部组成部分?A. 寄存器B. 指令寄存器C. 数据寄存器D. 输出缓冲器34. 在计算机的存储系统中,缓存通常位于哪个层次?A. L1缓存B. L2缓存C. 主存D. 硬盘35. 在计算机组成原理中,以下哪个概念是指CPU一次能处理的二进制数据的位数?A. 字长B. 总线宽度C. 主频D. 进程数36. 在冯·诺依曼体系结构中,程序和数据通常存储在哪里?A. RAMB. 硬盘C. ROMD. CD37. 在计算机组成原理中,以下哪个设备不是输入设备?A. 键盘B. 鼠标C. 打印机D. 显示器38. 在计算机组成原理中,以下哪个术语描述了CPU执行指令的速度?A. 主频B. 延迟C. 吞吐量D. 时序39. 在计算机的存储系统中,RAM的特点是什么?A. 速度快,但断电后数据会丢失B. 速度慢,但断电后数据不会丢失C. 速度快,断电后数据不会丢失D. 速度慢,断电后数据会丢失二、问答题1. 远程通信模块:如Wi-Fi、蓝牙等,用于与远程设备通信。

计算机体系结构期末考试试题及答案

计算机体系结构期末考试试题及答案

填空题1.从2002年以来,计算机性能的年增长率下降到了约30%。

其主要原因是:①大功耗问题;②可以进一步有效地开发的指令级并行性已经很少;③存储器访问速度的提高缓慢。

2. 可移植性是指一个软件可以不经修改或者只需少量修改就可以由一台计算机移植到另一台计算机上运行。

实现可移植性的常用方法有3种:系列机,模拟和仿真,统一高级语言。

2.通用寄存器型指令集结构计算机在灵活性和提高性能方面有明显的优势。

主要体现在①寄存器的访问速度比存储器快;②对编译器而言,能更加容易有效地分配和使用寄存器;③寄存器可以用来存放变量。

3.MIPS的数据寻址方式只有立即数寻址和偏移量寻址。

4.向量处理机的结构由所采用的向量处理方式决定。

有两种典型的结构;存储器-存储器型结构和寄存器-寄存器型结构。

5.Cache-主存层次的工作由硬件实现,对系统程序员是透明的。

6.降低Cache不命中率最直接的方法是增加Cache的容量。

不过,这种方法不但会增加成本,而且还可能增加命中时间,这种方法在片外Cache中用得比较多。

7.大多数磁盘阵列的组成可以由以下两个特征来区分:数据交叉存放的粒度、冗余数据的计算方法以及在磁盘阵列中的存放方式。

8.时延和带宽是用来评估互连网络性能的两个基本指标。

时延包括通信时延和网络时延。

9.计算机系统可分为SISD、SIMD、MISD和MIMD四类,许多早期并行处理机是SIMD计算机,近年来,MIMD已经成为通用多处理机系统结构的选择。

这是因为MIMD具有灵活性,并且MIMD能充分利用现有微处理器的性价比优势。

判断题1.从计算机语言的角度,系统结构把计算机系统按功能划分成多级层次结构,其中,第2级是操作系统虚拟机,第3级是汇编语言虚拟机。

(错)2.计算机系统中提高并行性的3种途径中,资源重复是在并行性概念中引入时间因素,加快硬件周转而赢得时间。

(错)3.指令集结构中采用多种寻址方式可能会增加实现的复杂度和使用这些寻址方式的指令的CPI。

计算机系统结构试题汇总(带答案)

计算机系统结构试题汇总(带答案)

______,调出有关处理该中断服务程序,准备运行。
19.设多体单字低位交叉的存贮器,单体容量为 I 的 m 个分体,其 Mj 的编址模式为 m×i+j,
其中 i=0,1,…,I-1;j=______,如 m=4,M2 体对应二进制地址码最低二位的状态为______。 20.自定义数据表示包括标志符数据表示和______两类,标志符应由编绎程序建立,对______
I1: RI←A1+A2 I2: R2←A3+A4 I3: R3←A5+A6 I4: R4←A7+A8 I5: R5←A9+A10 I6: R6←R1+n2 I7: R7←R3+R4 I8: R8←R5+R6 I9: F←R7+R8 这并不是唯一可能的计算方法。假设功能段的延迟为△t。 1.画出流水线时空图。(8 分) 2.计算流水线的实际吞吐率、加速比和效率。(每个 4 分,共 12 分)
6. 透明性:指一种本来存在的事物或属性,从某种角度看似乎不存在的现象。 7. LRU 算法:即近期最少使用算法,它选择近期最少访问的页面作为被替换的页面。 8.RISC:精简指令系统计算机,这种系统中,尽量简化指令功能,只保留那些功能简 单,能在一个节拍内执行完成指令,较复杂的功能用一段子程序来实现。 9.超标量处理机:通常把一个时钟周期内能够同时发射多条指令的处理机称为超标量 处理机。 10.流水线的链接技术:指一条指令的结果寄存器可能成为后继指令的操作数寄存器的 技术。
五、(10 分) 已知四个程序在三台计算机上的执行时间(s,秒)如下:
程序
执行时间(s,秒)
计算机 A
计算机 B
计算机 C
程序 1
1
10

计算机系统结构考试题

计算机系统结构考试题

计算机系统结构试题第一部分选择题在每小题的四个备答案中有一个正确的答案,一、单项选择题(每小题 1 分,共 10 分)在每小题的四个备答案中有一个正确的答案,将正确单项选择题每小题在每小题的四个备答案中有一个正确的答案答案的序号写在题干后的括号内) 答案的序号写在题干后的括号内1.计算机使用的语言是( B )A.专属软件范畴,与计算机体系结构无关B.分属于计算机系统各个层次C.属于用以建立一个用户的应用环境D.属于符号化的机器指令2.动态数据流机最突出的特点是使( C )A.数据流令牌无标号B.需要程序记数器来实现C.令牌带上标号D.同步由门(Latch)寄存器来实现3.多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关,则( B )A.可以并行执行B.不可能并行C.任何情况均可交换串行D.必须并行执行4.多处理机的各自独立型操作系统( D )A.要求管理程序不必是可再入的B.适合于紧耦合多处理机C.工作负荷较平衡D.有较高的可靠性5.输入输出系统硬件的功能对( B )是透明的。

A.操作系统程序员B.应用程序员C.系统结构设计人员D.机器语言程序设计员6.“启动I/O”指令是主要的输入输出指令,是属于( B )A.目态指令B.管态指令C.目态、管态都能用的指令D.编译程序只能用的指令7.全相联地址映象是指( A )A.任何虚页都可装入主存中任何实页的位置B.一个虚页只装进固定的主存实页位置C.组之间是固定的,而组内任何虚页可以装入任何实页位置D.组间可任意装入,组内是固定装入8.( C )属于 MIMD 系统结构。

A.各处理单元同时受同一个控制单元的管理B.各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令C.松耦合多处理机和多计算机D.阵列处理机 9.设 16 个处理器编号分别为 0, 2, 15 用 Cube3 互联函数时, 10 号处理机与第( D 1,…,第号处理机相联。

A.11B.8C.14D.210.若输入流水线的指令既无局部性相关,也不存在全局性相关,则( A )A.可获得高的吞吐率和效率B.流水线的效率和吞吐率恶化C.出现瓶颈D.可靠性提高 )第二部分非选择题二、填空题(每空 1 分,共 20 分) 填空题每空11.标志符与每个数据相连,合存于_______,用于描述单个数据的_______。

计算机系统结构模拟试题(3)(精)

计算机系统结构模拟试题(3)(精)

计算机系统结构模拟试题(3)一、单选题:15分,每题03分1、一台模型机共有7条指令,各指令的使用的频率分别为45%,30%,15%,5%,3%,1%,1%。

要求操作码的平均长度最短,那么该值应该是:A: 2B: 1.87C: 2.1D: 1.972、设a为一个计算机系统中n台处理机可以同时执行的程序代码的百分比,其余代码必须用单处理机顺序执行。

而单个节点机的处理效率是4MIPS,那么在a=0.8的条件下,要让系统的效率达到20MIPS,则至少需要多少台节点机?A: 8B: 16C: 32D: 以上均错误3、一条流水线的可分为k段,各段的执行时间都是,共向该流水线输入n个任务,求该流水线实际吞吐率为:A:B:C:D:4、一条4段的流水线可以由以下时空图来表示,求该流水线的实际吞吐率(假设n=100)A:B:C:D:5、在超标量,超流水线,超标量超流水线等不同结构的指令级并行处理机上运行矩阵乘法C=A×B(假设A是m×n阶的矩阵,B是n×l阶的矩阵),最少需要进行多少次乘法和多少次加法?A: mn, nlB: mnl, ml(n-1)C: mnl, mn(l-1)D: mnl, mnl二、多选题:04分,每题04分6、下列功能,那些一般由硬件实现?A : 第一次关CPU中断B : 返回中断点C : 第一次开CPU中断D : 保存中断点三、填空选择题:04分,每题04分7、星形网络的网络直径和链路数分别为()和()。

选项 1 :N-1N/22N(N-1)/2选项 2 :N-1N/22N(N-1)/2四、大型计算题:10分,每题10分8、假设我们考虑条件分支指令的两种不同设计方法如下:CPU1:通过比较指令设置条件码,然后测试条件码进行分支。

CPU2:在分支指令中包括比较过程。

在两种CPU中,条件分支指令都占用2个时钟周期而所有其他指令占用1个时钟周期,对于CPU1,执行的指令中分支指令占20%;由于每个分支指令之前都需要有比较指令,因此比较指令也占20%。

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或者你才在上一个洞吞了柏忌,下一个洞你就为抓了老鹰而兴奋不已。

只有凭借毅力,坚持到底,才有可能成为最后的赢家。

这些磨练与考验使成长中的青少年受益匪浅。

在种种历练之后,他们可以学会如何独立处理问题;如何调节情绪与心境,直面挫折,抵御压力;如何保持积极进取的心态去应对每一次挑战。

往往有着超越年龄的成熟与自3.12 有一指令流水线如下所示(1) 求连续输入10条指令,该流水线的实际吞吐率和效率;(2) 该流水线的“瓶颈”在哪一段?请采取两种不同的措施消除此“瓶颈”。

对于你所给出的两种新的流水线,连续输入10条指令时,其实际吞吐率和效率各是多少? 解:(1)2200(ns)2009200)10050(50t )1n (t T maxm1i i pipeline =⨯++++=∆-+∆=∑= )(ns 2201T nTP 1pipeline-==45.45%1154400TP mtTP E m1i i≈=⋅=∆⋅=∑= (2)瓶颈在3、4段。

⏹ 变成八级流水线(细分)850(ns)509850t 1)(n t T maxm1i i pipeline =⨯+⨯=∆-+∆=∑=)(ns 851T nTP 1pipeline-==58.82%17108400TP mtiTP E m1i ≈=⋅=∆⋅=∑= ⏹ 重复设置部件出 50ns 50ns 100ns 200ns或者你才在上一个洞吞了柏忌,下一个洞你就为抓了老鹰而兴奋不已。

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往往有着超越年龄的成熟与自)(ns 851T nTP 1pipeline-==58.82%1710885010400E ≈=⨯⨯=3.134段组成,3段时,一次,然后才能流到第4段。

如果每段经过一次所需要的时间都是,问:(1) 当在流水线的输入端连续地每时间输入任务时,该流水线会发生什么情况?(2) 此流水线的最大吞吐率为多少?如果每输入一个任务,连续处理10个任务时的实际吞吐率和效率是多少?(3) 当每段时间不变时,如何提高该流水线的吞吐率?仍连续处理10个任务时,其吞吐率提高多少?t t ∆t ∆2或者你才在上一个洞吞了柏忌,下一个洞你就为抓了老鹰而兴奋不已。

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往往有着超越年龄的成熟与自(2)54.35%925045TP E 2310T nTp 23T 21TP pipelinepipeline max ≈=∆⋅=∆∆==∆=∆=t tt t(3)重复设置部件tt∆⋅=∆⋅==751410T nTP pipeline段t∆ 14或者你才在上一个洞吞了柏忌,下一个洞你就为抓了老鹰而兴奋不已。

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往往有着超越年龄的成熟与自吞吐率提高倍数=tt ∆∆231075=1.643.14 有一条静态多功能流水线由5段组成,加法用1、3、4、5段,乘法用1、2、5段,第3段的时间为2△t ,其余各段的时间均为△t ,而且流水线的输出可以直接返回输入端或 暂存于相应的流水寄存器中。

现要在该流水线上计算 ,画出其时空图,并计算其吞吐率、加速比和效率。

解:首先,应选择适合于流水线工作的算法。

对于本题,应先计算A 1+B 1、A 2+B 2、A 3+B 3和A 4+B 4;再计算(A 1+B 1) ×(A 2+B 2)和(A 3+B 3) ×(A 4+B 4);然后求总的结果。

其次,画出完成该计算的时空图,如图所示,图中阴影部分表示该段在工作。

由图可见,它在18个△t 时间中,给出了7个结果。

所以吞吐率为:tTP ∆=817如果不用流水线,由于一次求积需3△t ,一次求和需5△t ,则产生上述7个结果共需(4×5+3×3)△t =29△t 。

所以加速比为:乘法加法)(41i i i B A +∏= 时间段输 入A 1B 1 A 2 B 2 A 3 B 3 A 4 B 4A B CDA ×BC ×D61.18192=∆∆=tt S或者你才在上一个洞吞了柏忌,下一个洞你就为抓了老鹰而兴奋不已。

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往往有着超越年龄的成熟与自该流水线的效率可由阴影区的面积和5个段总时空区的面积的比值求得:3.15 动态多功能流水线由6个功能段组成,如下图:其中,S1、S4、S5、S6组成乘法流水线,S1、S2、S3、S6组成加法流水线,各个功能段时间均为50ns ,假设该流水线的输出结果可以直接返回输入端,而且设置有足够的缓冲寄存器,若以最快的方式用该流水计算:∑=51i i i i z y x(1) 画出时空图;(2) 计算实际的吞吐率、加速比和效率。

解:机器一共要做10次乘法,4次加法。

乘法 加法223.01853354=⨯⨯+⨯=E或者你才在上一个洞吞了柏忌,下一个洞你就为抓了老鹰而兴奋不已。

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往往有着超越年龄的成熟与自3.16 在MIPS 流水线上运行如下代码序列:LOOP : LW R1,0(R2) DADDIU R1,R1,#1 SW R1, 0(R2) DADDIU R2,R2,#4 DSUB R4,R3,R2 BNEZ R4,LOOP其中:R3的初值是R2+396。

假设:在整个代码序列的运行过程中,所有的存储器访问都是命中的,并且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”。

问:(1) 在没有任何其它定向(或旁路)硬件的支持下,请画出该指令序列执行的流水线时空图。

假设采用排空流水线的策略处理分支指令,且所有的存储器访问都命中Cache ,那么执行上述循环需要多少个时钟周期?(2) 假设该流水线有正常的定向路径,请画出该指令序列执行的流水线时空图。

假设采用预测分支失败的策略处理分支指令,且所有的存储器访问都命中Cache ,那么执行上述循环需要多少个时钟周期?(3) 假设该流水线有正常的定向路径和一个单周期延迟分支,请对该循环中的指令进行调度,你可以重新组织指令的顺序,也可以修改指令的操作数,但是注意不能增加指令的条数。

请画出该指令序列执行的流水线时空图,并计算执行上述循环所需要的时钟周期数。

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解:寄存器读写可以定向,无其他旁路硬件支持。

排空流水线。

指令12345678910111213141516171819202122 LW IF ID EX M WBDADDIU IF S S ID EX M WBSW IF S S ID EX M WBDADDIU IF ID EX M WBDSUB IF S S ID EX M WBBNEZ IF S S ID EX M WBLW IF S S IF ID EX M WB第i次迭代(i=0..98)开始周期:1+(i×17)总的时钟周期数:(98×17)+18=1684有正常定向路径,预测分支失败。

指令12345678910111131415LW IF ID EX M WBDADDIU IF ID S EX M WBSW IF S ID EX M WBDADDIU IF ID EX M WBDSUB IF ID EX M WBBNEZ IF ID EX M WBLW IF miss miss IF ID EX M WB第i次迭代(i=0..98)开始周期:1+(i×10)总的时钟周期数:(98×10)+11=991有正常定向路径。

单周期延迟分支。

LOOP: LW R1,0(R2)DADDIU R2,R2,#4DADDIU R1,R1,#1DSUB R4,R3,R2BNEZ R4,LOOPSW R1,-4(R2)第i次迭代(i =0..98)开始周期:1+(i ×6 )总的时钟周期数:(98×6)+10=598只有凭借毅力,坚持到底,才有可能成为最后的赢家。

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指令1234567891011LW IF ID EX M WBDADDIU IF ID EX M WBDADDIU IF ID EX M WBDSUB IF ID EX M WBBNEZ IF ID EX M WBSW IF ID EX M WBLW IF ID EX M WB3.17 假设各种分支指令数占所有指令数的百分比如下:出来,而条件分支要到第三个时钟周期结束时才能够被解析出来。

第一个流水段是完全独立于指令类型的,即所有类型的指令都必须经过第一个流水段的处理。

请问在没有任何控制相关的情况下,该流水线相对于存在上述控制相关情况下的加速比是多少?解:没有控制相关时流水线的平均CPI=1存在控制相关时:由于无条件分支在第二个时钟周期结束时就被解析出来,而条件分支要到第3个时钟周期结束时才能被解析出来。

所以:(1)若使用排空流水线的策略,则对于条件分支,有两个额外的stall,对无条件分支,有一个额外的stall:CPI = 1+20%*2+5%*1 = 1.45加速比S=CPI/1 = 1.45(2)若使用预测分支成功策略,则对于不成功的条件分支,有两个额外的stall,对无条件分支和成功的条件分支,有一个额外的stall 1:CPI = 1+20%*(60%*1+40%*2) +5%*1 = 1.33加速比S=CPI/1 = 1.33(3)若使用预测分支失败策略,则对于成功的条件分支,有两个额外的stall;对无条件分支,有一个额外的stall;对不成功的条件分支,其目标地址已经由PC 值给出,不必等待,所以无延迟:CPI = 1+20%*(60%*2 + 40%*0) +5%*1 = 1.29加速比S=CPI/1 = 1.295.10 假设对指令Cache的访问占全部访问的75%;而对数据Cache的访问占全部访问的25%。

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