计算机系统结构试题2

一、选择题1、对汇编语言程序员，下列（A ）不是透明的。

A: 中断字寄存器 B: 乘法器 C: 移位器 D: 指令缓冲器2、假设对A机器指令系统的每条指令的解释执行可直接由B机器的一段微程序解释执行，则A称为（D ）。

A: 仿真机 B: 宿主机 C: 虚拟机 D: 目标机3、 1. 查看下面三条指令：V3←A；V2←V0+V1；V4←V2*V3；假设向量长度小于64,且前后其他的指令均没有相关性，数据进入和流出每个功能部件，包括访问存储器都需要一拍的时间，假设向量的长度为N。

三条指令全部采用串行的方法，那么执行的时间是：A: 3N+20 B: 3N+21 C: 3N+22 D: 3N+234、某向量处理机有16个向量寄存器，其中V0-V5种分别存放有向量A,B,C,D,E,F,向量的长度是8,向量各元素均为浮点数；处理部件采用两个单功能流水线，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CRAY-1的链接技术，先计算(A+B)*C,在流水线不停的情况下，接着计算(D+E)*F。

求此链接流水线的通过时间是多少拍?（设寄存器出入各需1拍）A: 8 B: 9 C: 17 D: 185、设有一个4个处理器的MIMD系统，假设在系统中访存取指和取数的时间可以忽略不计；加法与乘法分别需要2拍和4拍；在MIMD 系统中处理器（机）之间每进行一次数据传送的时间为1拍；在MIMD 系统中，每个PE都可以和其它PE有直接的的通路。

求利用此系统计算表达式所需的节拍数。

A: 23 B: 12 C: 11 D: 106、以下哪些是周期窃取方式的特点？A : 硬件结构简单B : 硬件结构复杂C : 数据输入或输出过程中占用了CPU时间D : 数据输入或输出过程中不占用CPU时间7、从下列有关Cache的描述中，选出应填入空格中的正确答案：(1)今有甲、乙两台计算机，甲计算机的Cache存取时间为50ns，主存储器为2us；乙计算机的Cache存储时间为100ns，主存储器为1.2us。

设Cache的命中率均为95％，则甲计算机的平均存取时间为__A_ns；乙计算机的平均存取时间为__B_ns。

(2)在Cache中，经常采用直接映象或组相联映象两种方式，在Cache 容量相等的情况下，前者比后者的命中率__C__。

选项 A :147.5 153.5 155 180选项 B :147.5 153.5 155 180选项 C :高低相等8、有研究人员指出，如果在采用通用寄存器指令集结构的计算机里加入寄存器—存储器寻址方式可能提高计算机效率，做法就是用指令ADD R2,0(Rb)代替指令序列LOAD R1,0(Rb) ADD R2,R2,R1假定使用新的指令能使时钟周期增加10％,并且假定只对时钟产生影响，而不影响CPI那么采用新指令，要达到与原来同样的性能需要去掉的LOAD操作所占的百分比？（提示：去掉的是与ADD指令连用的LOAD 指令，假定未采用新指令前LOAD指令占总指令的22.8％）A: 39％ B: 36％ C: 40％ D: 39.8％9、下述的几个需要解决的问题中，那个是向量处理机所最需要关心的？A: 计算机指令的优化技术B: 设计满足运算器带宽要求的存储器C: 如何提高存储器的利用率，增加存储器系统的容量D: 纵横处理方式的划分问题10、一台单处理机可以以标量方式运行，也可以以向量方式运行。

在向量方式情况下，计算可比标量方式快18倍。

设某基准程序在此计算机上运行的时间是T。

另外，已知T的25%用于向量方式，其余机器时间则以标量方式运行。

那么在上述条件下与完全不用向量方式的条件下相比的加速比是：A: 3 B: 3.43 C: 3.33 D: 以上均不正确11、给定1个采用完全混洗互连网络，并有256个PE的SIMD机器，加入执行混洗互连函数10次，则原来在PE123中的数据将被送往何处？A: PE237 B: PE222 C: PE111 D: PE17512、设计一种采用加、乘和数据寻径操作的算法，计算表达式。

假设加法和乘法分别需要2个和4个单位时间，从存储器取指令、取数据、译码的时间忽略不计，所有的指令和数据已经装入有关的PE。

现有一台串行计算机，有一个加法器，一个乘法器，问最短多少单位时间计算出s？A: 192ns B: 130ns C: 128ns D: 以上结果都不对13、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14、星形网络的网络直径和链路数分别为（）和（）。

选项 1 :N-1 N/2 2 N(N-1)/2选项 2 :N-1 N/2 2 N(N-1)/216、在计算机系统结构来看，机器语言程序员看到的机器属性是（D）。

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17、在提高CPU性能的问题上，从系统结构角度，可以（D）。

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)减少程序指令条数和减少每条指令的时钟周期数18、计算机系统结构不包括（C）。

A)主存速度B)机器工作状态C)信息保护D)数据表示19、推出系列机的新机器，不能更改的是（A）。

A)原有指令的寻址方式和操作码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20、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21、重叠寄存器技术主要用于解决在RISC系统中因（ C ）而导致的问题。

A)JMP指令影响流水线B)CALL指令的现场保护C)只有LOAD和STORE指令带来的访问存储器不便D)存储器访问速度22、不属于堆栈型替换算法的是（C）。

A)近期最少使用法B)近期最久未用法 C)先进先出法D)页面失效频率法23、与全相联映象相比，组相联映象的优点是（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24、最能确保提高虚拟存储器访主存的命中率的改进途径是（D）。

A)增大辅存容量B)采用FIFO替换算法并增大页面C)改用LRU替换算法并增大页面D)改用LRU替换算法并增大页面数25、"一次重叠"中消除"指令相关"最好的方法是( 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26、在流水机器中，全局性相关是指（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27、下列说法不正确的是（D）。

A)线性流水线是单功能流水线B)动态流水线是多功能流水线C)静态流水线是多功能流水线D)动态流水线只能是单功能流水线28、16个处理器编号为0、1、…、15，采用单级Cube3互连网络互连，与13号处理器相连的处理器号是（）。

A)2 B)3C)4 D)529、经多级网络串联来实现全排列网络，只能用（C）。

A)多级立方体网络B)多级PM2I网络C)多级混洗交换网络D)上述任何网络30、经3级立方体网络对0-7八个端子（0 1 2 3 4 5 6 7）排列，进行模8移4变换，得到的这八个端子新的排列应当是（）。

A)（2 3 4 5 6 7 0 1）B)（4 56 7 0 1 2 3）C)（1 2 3 0 5 6 7 4）D)（1 03 2 54 7 6）31、虫蚀寻径以流水方式在各寻径器是顺序传送的是（C）。

A)消息B)包C)片D)字节32、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)MISDD)MIMD33、多处理机主要实现的是（B）。

A)指令级并行B)任务级并行C)操作级并行D)操作步骤的并行34、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）。

A)16 B)1 C)32D)1735、S2MP（可扩展共享存储器）系统的存储器结构是（D）。

A)交叉编址的并行存储器B)均匀访问存储器C)非均匀访问存储器D)基于NUMA的虚拟共享存储器1.存储系统：计算机中由存放程序和数据的各种存储设备、控制部件及管理信息调度的设备（硬件）和算法（软件）所组成的系统。

2.兼容机：又叫组装机，是计算机用户根据需求，自己购买计算机硬件设备，并组装到一起的计算机。

3.平均启动距离：4.堆栈型替换算法：对任意一个程序的页地址流作两次主存页面数分配，分别分配m个和n个主存页面，并且有m≤n。

如果在任何时刻t，主存页面数集合Bt都满足关系：Bt（m）í Bt（n），则这类算法称为堆栈型替换算法。

简单地说，堆栈型算法的基本思想是：随着分配给程序的主存页面数增加，主存的命中率也提高，至少不下降。

最久没有使用法LRU算法、最优替换法OP T算法、页面失效频率法PFF5.直接网络：是指网络中的处理器是点到点连接的，也被称作静态网络，可称作基于寻径器的网络，因为所有的结点都有一个寻径器用来处理结点间的消息通信。

6.仿真：用A机(宿主机)中的一段微程序来解释实现B机(目标机)指令系统中每一条指令而实现B机指令系统的方法称仿真，它是有部份硬件参与解释过程的。

7.Amdahl定律：系统优化某部件所获得的系统性能的改善程度，取决于该部件被使用的频率，或所占总执行时间的比例。

8.MFLOPS：每秒百万个浮点操作)衡量计算机系统的主要技术指标之一。

MF LO PS=操作浮点数/（执行时间*10E6）（10E6位10的6次方）。

9.Flynn分类法：计算机系统结构的一种分类方法．按照同时执行的指令流与数据流在系统中的数目，将系统结构分为：SISD单指令单数据流，SIMD多指令流多数据流，MISD多指令流单数据流，MIMD多指令流多数据流。

10.动态互连网络：设置有源开关，可以根据需要借助控制信号对连接通路加以重新组合实现所所要求通信模式的网络11.结点度：与节点相连接的边（即链路或通道）数。

12.间接网络：网络中的结点不是通过直接相连的通道进行消息通信，而是通过网络的开关机构进行。

五、简述题1．超标量处理机的特点超标量处理机一般具有多于一条的流水线，一台m度的超标量处理机可同时发射m条指令，指令的发射等待时间为1个时钟，指令的并行度为m。

2．程序中有哪两类相关，分别可以采取什么方法来解决？程序中可能出现下两类相关：数据相关：数据相关指在执行本条指令的过程中，如果用到的指令、操作数、变址偏移量等是前面指令的执行结果，则必须等待前面的指令执行完成，并把结果写到主存或通用寄存器中之后，本条指令才能开始执行。

可以采取设置专用数据通路、延迟执行等方法来解决数据相关。