系统结构试题

一、(20分)选择题:

1、在计算机系统结构来瞧,机器语言程序员瞧到的机器属性就是( 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)编程要用到的硬件知识D)计算机各部件的硬件实现

2、对汇编语言程序员透明的就是(A )。

A)I/O方式中的DMA访问方式B)浮点运算

C)程序性中断D)存取操作数

3、用循环表示PM2-1的互连函数,应该就是(A)。

A)(6 4 2 0)(7 5 3 1)B)(0 2 4 6)(1 3 5 7)

C)(0 1 2 3 4 5 6 7) D)(7 6 5 4 3 2 1 0)

4、在提高CPU性能的问题上,从系统结构角度,可以(C)。P10

A)提高时钟频率B)减少程序指令条数

C)减少每条指令的时钟周期数D)减少程序指令条数与减少每条指令的时钟周期数

5、能实现指令、程序、任务级并行的计算机系统属于( D)。

A)SISD B)SIMD C)MISD D)MIMD

6、计算机系统结构不包括(A )。P4

A)主存速度B)机器工作状态C)信息保护D)数据表示

7、"一次重叠"中消除"指令相关"最好的方法就是(A)。

A)不准修改指令B)设相关专用通路C)推后分析下条指令D)推后执行下条指令

8、重叠寄存器技术主要用于解决在RISC系统中因( B )而导致的问题。P121

A)JMP指令影响流水线B)CALL指令的现场保护

C)只有LOAD与STORE指令带来的访问存储器不便D)存储器访问速度

10、推出系列机的新机器,不能更改的就是(A )。

A)原有指令的寻址方式与操作码B)系统的总线的组成

C)数据通路宽度D)存储芯片的集成度

11、在流水机器中,全局性相关就是指( D)。

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

12、下列说法不正确的就是( D)。

A)线性流水线就是单功能流水线B)动态流水线就是多功能流水线

C)静态流水线就是多功能流水线D)动态流水线只能就是单功能流水线

13、结构不对称的静态互联网络就是就是(A)。

A)线性阵列B)环网C)立方体网络D)全连接网络

14、在系统结构设计中,提高软件功能实现的比例会( C)。

A)提高解题速度B)减少需要的存储容量C)提高系统的灵活性D)提高系统的性能价格比

15、多处理机主要实现的就是(B)。P500

A)指令级并行B)任务级并行C)操作级并行D)操作步骤的并行

16、虫蚀寻径以流水方式在各寻径器就是顺序传送的就是(C)。

A)消息B)包C)片D)字节

17、BSP计算机的并行处理机有16个处理单元,并行存储器的存储体个数为(D)。P463

A)16 B)1 C)32D)17

20、ILLIAC Ⅳ就是一种(C )。

A)流水线处理机B)指令重叠处理机C)阵列处理机D)多处理机

二、(10分)判断题:

1、对计算机系统中经常使用的基本单元功能,宜于用软件来实现,这样可降低系统的成本。(F

)

2、由于RISC简化了指令系统,因此,RISC上的目标程序比CISC上的目标程序要短一些,程序执行的时间就会少一些。(F)

3、流水线调度就是瞧如何调度各任务进入流水线的时间,使单功能线性流水线有高的吞吐率与效率。(T)

4、无论采用什么方法,只要消除流水线的瓶颈段,就能提高流水线的吞吐率与效率。( F)

5、在满足Cache与主存的一致性方面,写回比写直达法好。( F)

6、在多处理机上,各个任务的执行时间不同时,在个处理机总的运行时间均衡的前提下,取不均匀分配,让各处理机所分配的任务数要么尽量的多,要么尽量的少,这样,才可使总的运行时间减少。( F)

7、Cache组相联映象的块冲突概率比直接映象的高。( F)

8、要使线性流水线的实际吞吐率接近于理想的最大吞吐率,应将子过程数分得越多越好。(F)

9、在系列机内可以将单总线改为双总线,以减少公共总线的使用冲突。( F )

10、0-15共16个处理单元用Cube2单级互连网络互连,第10号处理单元将连到第8号处理单元。(F)

三、(10分)如果某计算机系统有3个部件可以改进,则这三个部件经改进后的加速比分别为:S1=30,S2=20,S3=10。

(1)如果部件1与部件2改进前的执行时间占整个系统执行时间的比例都为30%,那么,部件3改进前的执行时间占整个系统执行时间的比例为多少,才能使3个部件都改进后的整个系统的加速比Sn达到10？

(2)如果3个部件改进前执行时间占整个系统执行时间的比例分别为30%、30%与20%,那么,3个部件都改进后系统的加速比就是多少？未改进部件执行时间在改进后的系统执行时间中占的比例就是多少？

四、(10分)一台模型机共有7条指令,各指令的使用频率分别为35%,25%,20%,10%,5%,3%与2%,有8个通用数据寄存器,2个变址寄存器。

(1)要求操作码的平均长度最短,请设计操作码的编码,并计算所设计操作码的平均长度。

(2)设计8字长的寄存器-寄存器型指令3条,16位字长的寄存器-存储器型变址寻址方式指令4条,变址范围不小于±127。请设计指令格式,并给出各字段的长度与操作码的编码。

解：（1）要使得到的操作码长度最短，应采用Huffman 编码，构造Huffman树如下：

0、35 0、25 0、20 0、10 0、05 0、03 0、02

0、60

0、05

0、10

0、20

0、40

1、00