2022年暨南大学计算机科学与技术专业《计算机系统结构》科目期末试卷B(有答案)

2022年暨南大学计算机科学与技术专业《计算机系统结构》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、浮点数尾数下溢处理时，最大误差最大，但下溢处理不需要时间，平均误差又趋于0的方法是( )。

A.截断法B.舍入法C.ROM查表法D.恒置"1"法2、程序员编写程序时使用的地址是( )。

A.有效地址B.逻辑地址C.辅存实地址D.主存地址3、在流水机器中，全局性相关是指( )。

A.先写后读相关B.先读后写相关C.指令相关D.由转移指令引起的相关4、与流水线最大吞吐率高低有关的是( )A.各个子过程的时间B.最快子过程的时间C.最慢子过程的时间D.最后子过程的时间5、微指令由（）直接执行。

A.微指令程序B.硬件C.汇编程序D.编译程序6、下列说法中不正确的是（）A.软件设计费用比软件重复生产费用高B.硬件功能只需实现一次，而软件功能可能要多次重复实现C.硬件的生产费用比软件的生产费用高D.硬件的设计费用比软件的设计费用低7、对汇编语言程序员透明的是（）A.I/O方式中的DMA访问B.浮点数据表示C.访问方式保护D.程序性中断8、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9、指令间“一次重叠”说法有错的是( )A.仅“执行k”与“分析k+1”重叠B."分析k”完成后立即开始“执行k”C.应尽量使“分析k+1”与“执行k”时间相等D.只需要一套指令分析部件和执行部件10、与全相联映象相比，组相联映象的优点是( )A.目录表小B.块冲突概率低C.命中率高D.主存利用率高11、汇编语言程序经（）的（）成机器语言程序。

A.编译程序，翻译B.汇编程序，翻译C.汇编程序，解释D.编译程序，解释12、在系统结构设计中，提高软件功能实现的比例会( )。

A.提高解题速度B.减少需要的存贮容量C.提高系统的灵活性D.提高系统的性能价格比13、不同系列的机器之间，实现软件移植的途径不包括（）。

A.用统一的高级语言B.用统一的汇编语言C.模拟D.仿真14、下列关于虚拟存贮器的说法，比较正确的应当是( )A.访主存命中率随页面大小增大而提高B.访主存命中率随主存容量增加而提高C.更换替换算法能提高命中率D.在主存命中率低时，改用堆栈型替换算法，并增大主存容量，可提高命中率15、属计算机系统结构考虑的是（）A.主存采用MOS还是TTLB.主存采用多体交叉还是单体C.主存容量和编址方式D.主存频宽的确定二、填空题16、虚拟存贮器主要是为解决主存________满足不了要求发展出来的。

17、系列机软件兼容必须做到向________兼容，尽可能争取向________兼容。

18、基于寄存器-寄存器的向量指令是指________来自________或把操作后的结果写入向量寄存器。

这类指令是向量指令集中最重要的指令。

19、解决重叠和流水中的操作数相关，不外乎是推后法和设置________法两种基本方法。

20、程序在时间上的局部性表现在，最近未来要用的信息可能就是现在正在使用的信息，这是因为程序中有________循环21、段页式虚拟存储器的内部地址映象表机构有________表和________表两部分。

22、一个程序在计算机上运行，花费的CPU时间为CPU的时钟周期乘以该程序所有机器指令使用CPU的时钟周期数，即CPU时间=________×________23、按照流水线使用的级别，可以把流水线分为________、________和处理机间级三大类。

24、计算任何一个程序的执行时间的公式可表示为P=I•CPI•T，其中I是________ CPU是________T是一个周期的时间长度。

25、基于存储器-存储器的向量指令是指________来自________，两种结或把而且把操作后的结果直接写入存储器。

三、判断题26、在一种机器的系统结构上实现另一种机器的指令系统，采用模拟方法比采用仿真方法更快捷。

（）27、多处理机中，两个程序段之间若有先写后读的数据相关，则不能并行，但任何情况下可以交换串行。

（）28、延迟转移技术是RISC关键技术之一。

（）29、按弗林（Michael J.Flynn）的观点，计算机系统可分为单指令流单数据流、单指令流多数据流、多指令流单数据流和多指令流多数据流四大类。

（）30、指令存储器的作用是存放并执行指令。

（）31、监听协议用来保持 Cache一致性的两种策略分别是写无效(Write-Invalidate）策略和写更新(Write-Update）策略。

（）32、由于Cache存贮器的地址变换和块替换算法是用软件实现的，因此Cache存贮器对应用程序员是透明的，而且Cache对处理机和主存间的信息交往也是透明的。

（）33、Cache存贮器等效访问速度达不到接近于第一级Cache的，可以增加Cache容量来解决。

（）34、硬件上设置多条相同的流水线，可实现超标量流水线。

（）35、经常用的基本单元功能，宜于用软件实现，以降低实现费用。

（）四、名词解释36、虚拟机：37、指令调度：38、静态互连网络：39、写后写冲突：40、流水线的加速比：41、尽早重启动：五、简答题42、从执行程序的角度来看，并行性等级从低到高可分为：43、简述通道完成一次数据传输的主要过程。

44、区别不同指令集结构的主要因素是什么？根据这个主要因素可将指令集结构分为哪3类？45、简述减小Cache失效开销的几种方法。

46、在“Cache—主存”层次中，主存的更新算法有哪两种？它们各有什么特点？六综合题47、计算机系统字长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了两台磁盘机和两台磁带机，多路通道上连接了了两台行式打印机，两台读卡机，10台终端，假定各设备的传输率如下：磁盘机：800KBps磁带机：200KBps行打机：6.6KBps读卡机：1.2KBps终端：1KBps计算该计算机系统的最大I/O数据传输率。

48、某向量处理机有16个向量寄存器，其中V0~V5中分别放有向量A、B、C、D、E、F，向量长度均为8，向量各元素均为浮点数；处理部件采用两条单功能流水线，加法功能部件时间为2拍，乘法功能部件时间为3拍。

采用类似于CARY-1的链接技术，先计算（A+B）*C，在流水线不停流的情况下，接着计算（D+E）*F。

（1）求此链接流水线的通过时间？（设寄存器入、出各需1拍）（2）假如每拍时间为50ns，完成这些计算并把结果存进相应寄存器，此处理部件的实际吞吐率为多少MFLOPS？49、用一个N=8的三级Omega网络连接8个处理机（P0~P7），8个处理机的输出端分别依序连接Omega网络的8个输入端0~7，8个处理机的输入端分别依序连接Omega网络的8个输出端0~7。

如果处理机P6要把数据播送给处理机P0~P4，处理机P3要把数据播送给处理机P5~P7，那么，Omega网络能否同时为它们的播送要求实现连接？画出实现播送的Omega网络的开关状态图。

50、对于两路超标量处理器，从存储器取数据有两拍附加延迟，其它操作均有1拍附加延迟，对于下列代码，请按要求进行指令调度。

LW R4,(R5)LW R7,(R8)DADD R9,R4,R7LD R10,(R11)DMUL R12,R13,R14DSUB R2,R3,R1SW R15,(R2)DMUL R21,R4,R7SW R23,(R22)SW R21,(R24)（1）假设两路功能部件中同时最多只有一路可以是访问存储器的操作，同时也最多只有一路可以是运算操作，指令顺序不变。

（2）假设两路功能部件均可以执行任何操作，指令顺序不变。

（3）假设指令窗口足够大，指令可以乱序（out-of-order）流出，两路功能部件均可以执行任何操作。

参考答案一、选择题1、【答案】D2、【答案】B3、【答案】D4、【答案】C5、【答案】B6、【答案】D7、【答案】A8、【答案】A9、【答案】B10、【答案】A11、【答案】B12、【答案】C13、【答案】B14、【答案】D15、【答案】C二、填空题16、【答案】容量17、【答案】后上18、【答案】参加运算操作的向量向量寄存器19、【答案】相关专用通路20、【答案】循环21、【答案】快慢22、【答案】CPU时钟周期数，时钟周期23、【答案】功能部件级处理机级24、【答案】程序的指令条数每条指令执行的平均周期数25、【答案】参加运算操作的向量存储器三、判断题26、【答案】错27、【答案】错28、【答案】对29、【答案】对30、【答案】错31、【答案】对32、【答案】错33、【答案】对34、【答案】对35、【答案】错四、名词解释36、答：用软件实现的机器。

37、答：通过在编译时让编译器重新组织指令顺序或通过硬件在执行时调整指令顺序来消除冲突。

38、答：各结点之间有固定的连接通路、且在运行中不能改变的网络。

39、答：考虑两条指令i和j，且i在j之前进入流水线，，指令j和指令i的结果单元（寄存器或存储器单元）相同，而且j在i写入之前就先对该单元进行了写入操作，从而导致写入顺序错误。

这时在结果单元中留下的是i写入的值，而不是j写入的。

40、答：使用顺序处理方式处理一批任务所用的时间与按流水处理方式处理同一批任务所用的时间之比。

41、答：在请求字没有到达时，CPU处于等待状态。

一旦请求字到达，就立即发送给CPU，让等待的CPU尽早重启动，继续执行。

五、简答题42、答：（1）指令内部并行：单条指令中各微操作之间的并行；（2）指令级并行：并行执行两条或两条以上的指令；（3）线程级并行：并行执行两个或两个以上的线程，通常是以一个进程内派生的多个线程为调度单位；（4）任务级或过程级并行：并行执行两个或两个以上的过程或任务（程序段），以子程序或进程为调度单元；（5）作业或程序级并行：并行执行两个或两个以上的作业或程序。

43、答：（1）在用户程序中使用访管指令进入管理程序，由CPU通过管理程序组织一个通道程序，并启动通道。

(2) 通道处理机执行CPU为它组织的通道程序，完成指定的数据I/O工作。

(3) 通道程序结束后向CPU发中断请求。

CPU响应这个中断请求后，第二次进入操作系统，调用管理程序对I/O中断请求进行处理。

44、答：区别不同指令集结构的主要因素是CPU中用来存储操作数的存储单元。

据此可将指令系统结构分为堆栈结构、累加器结构和通用寄存器结构。

45、答：让读失效优先于写、写缓冲合并、请求字处理技术、非阻塞Cache或非锁定Cache技术、采用二级Cache。

46、答：（1）写直达法。

易于实现，而且下一级存储器中的数据总是最新的。

（2）写回法。

速度快，“写”操作能以Cache存储器的速度进行。