试卷代号：1048 座位☐ 中央广播电视大学2009一2010学年度第二学期“开放本科”期末考试 计算机系统结构 试题 2010年7月 题 号 二 三 总 分 分数 得分 评卷人 一、名词解释(15分，每题5分) 1.命中率 2.静态流水线 3.存储器带宽 得 分 评卷人 二、选择题(45分，每题3分) 1.为使虚存系统有效地发挥其预期的作用，所运行的程序应具有的特性是()。 A.该程序不应含有过多的I/O操作 B.该程序的大小不应该超过实际的内存容量 C.该程序应具有较好的局部性 D.该程序的指令相关不应过多 2.软件和硬件在()意义上是等效的。 A.系统结构 B.功能 C.性能 D.价格 351
试卷代号 0 4 8 座位号 中央广播电视大学 0 0 0学年度第二学期"开放本科"期末考试 计算机系统结构试题 2010 年7 • 总分 分数 得分|评卷人 一、名词解释 5分，每题 5分) 1.命中率 2. 3. 器带宽 得分|评卷人 二、选择题 5分，每题 3分) 1.为使虚存系统有效地发挥其预期的作用，所运行的程序应具有的特性是( )。 A. 不应含 I/O B. 大小不应该超过实 容量 c.该程序应具有较好的局部性 D. 指令相 不应过 2. 硬件在 )意义上是等效的。 A. 统结构 B. c.性能D.价格 351
3.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()。 A.仿真机 B.宿主机 C.虚拟机 D.目标机 4.在计算机系统层次结构图中，下列四个级别机器由下到上应按( )排列。 (1)汇编语言机器 (2)微程序控制机器 (3)传统机器语言机器 (4)操作系统机器 A.(2)(3)(4)(1) B.(2)(4)(3)(1) C.(3)(2)(1)(4) D.(1)(2)(3)(4) 5.SIMD是指()。 A.单指令流单数据流 B.单指令流多数据流 C.多指令流单数据流 D.多指令流多数据流 6.下列哪种存储设备不需要编址？( A.通用寄存器 B.主存储器 C.输入输出设备 D.堆栈 7.MIMD是指()。 A.单指令流单数据流 B.单指令流多数据流 C.多指令流单数据流 D.多指令流多数据流 8.按照计算机系统层次结构，算术运算、逻辑运算和移位等指令应属于( )级机器语言。 A.传统机器语言机器 B.操作系统机器 C.汇编语言机器 D.高级语言机器 9.对输入输出系统的组织产生决定性影响的是哪些基本要求？( 1)异步性 2)同步性 3)分时性 4)实时性 5)设备相关性 6)设备无关性 A.2,3,5 B.1,4,6 C.2,4,6 D.1,3,5 10.下面哪个页面替换算法实际上是不能够实现的？() A.随机页面替换算法 B.先进先出替换算法 C.最久没有使用算法 D.最优替换算法 352
B. D. 堆枝 B. 流多数据 D. 数据 3. 对A 执行 由B 一段 序解 释 行，则 A称为( )。 A.仿真机 .宿主机 c.虚拟机 .目标机 4. 统层 图 中 个级 )排列。 (1)汇编语言机器 )微程序控制机器 (3) 统机 器(4) A. (2)(3)(4) (1 ) B. (2)(4)(3) (1 ) c. (3) (2) (1) ( 4) D. (1) (2) ( 3) ( 4) 5. SIMD )。 A. 单数 c.多指令流单数据流 6. 下列 哪种存储设备不需 ( ) A.通用寄存器 c.输入输出设备 7. MIMD )。 A. 单数据流B. c.多指令流单数据流 .多指令流多数据流 8. 按照 算机 统层次结 逻辑 令应属 于 )级机器语言。 A. 传统机器语 器B. 机器 c.汇编语言机器 .高级语言机器 9. 入输 产生 本要 ( ) 1)异步性 )同步性 )分时性 的实时性 )设备相关性 )设备元关性 A. 2 ,3 ,5 C. 2 ,4 ,6 B. 1,4 ,6 D. 1,3 ,5 10. 算法实 际上是不 能够 ( ) A. 算法 B. 进先 替换算 法 c.最久没有使用算法 .最优替换算法 352
11.在早期冯·诺依曼计算机特征中，机器以()为中心。 A.存储器 B.输入输出设备 C.运算器 D.控制器 12.指令优化编码方法，就编码的效率来讲，哪种方法最好？( A.固定长度编码 B.扩展编码法 C.huffman编码法 D.以上编码都不是 13.按照Amdahl定律，假设将某系统的某一部件的处理速度加快到原来的5倍，但该部 件的原处理时间仅为整个运行时间的20%，则采用加快措施后能使整个系统的性能提高到原 来的( )倍。 A.1/0.36 B.1/0.24 C.1/0.45 D.1/0.84 14.一到多的通信情况，即一个源结点发送同一个消息到多个目的结点，叫做()。 A.单播 B.选播 C.广播 D.会议 15.假设一条指令的执行过程可以分为“取指令”、“分析”和“执行”三段，每一段的执行时 间分别为△t、2△t和3△t,顺序执行n条指令至少需要花费的时间为()。 A.3n△t B.2n△t C.6n△t D.n△t 得 分 评卷人 三、计算题(40分) 1.某计算机的Cache-主存层次采用组相联映象方式，块大小为l28字节，Cache容量为64 块，按4块分组，主存容量为4096块。那么主存地址共需几位？(10分) 2.(10分) 一条流水线连接图如下所示，画出200条指令连续通过该流水线的时空图，并计算该流水 线的加速比。（其中△t=lns) 输入 S S2 S 输出 t=△t t=△3t t=△t te△t 353
1. 在早期冯 机特征 机器 )为中心。 A.存储器B.输入输出设备 c.运算器D.控制器 12. 优化 码方 率来讲 方法最好 ( ) A. 定长度编码B.扩展 码法 C. huffman 法D. 上编码都不是 13. 照Amdahl 某一部件 度 加 原来 的5 件的原处理时间仅为整个运行时间的 ，则采用加快措施后能使整个系统的性能提高到原 来的( )倍。 A. 1/0. 36 B. 1/0. 24 C. 1/0.45 D. 1/0.84 14. 点发 息到多 )。 A. 播B.选播 c.广播 .会议 15. 假设一条 过程 执行 一段 执行 间分别为t:.t， M和 3缸，顺序执行n条指令至少需要花费的时间为( )。 A. 3nt:.t C. t:. B. 2nt:.t D. nM 得分|评卷人 三、计算题 0分) 1.某计算机的 e主存层次采用组相联映象方式，块大小为 8字节， e容量为 6 4 块，按 4块分组，主存容量为4 0 6块。那么主存地址共需几位 ( 1 0分) 2. (1 一条流水线连接图如下所示，画出 2 0 0条指令连续通过该流水线的时空图，并计算该流水 线的加速比。(其中t:.t = Ins) 输入 Sj S3 S4 t= 6 t 3t 二6t t= 6 t 353
3.(20分) 在下列不同类型的处理机上做向量运算：D=(A十B)C,向量长度均为4，每个周期的时 间为I0ns。分别计算所需的最短时间，写出简要计算过程。 1)(5分)SSD单处理机，有一个通用运算部件，每3个周期做完一次加法，或每4个周期 做完一次乘法。 2)(5分)流水线处理机，有一条两功能静态流水线，加法经过其中的3段，乘法经过其中 的4段，每段的延迟时间均为一个周期。 3)(10分)向量处理机，有独立的加法器和乘法器，加法器采用3段流水线，乘法器采用4 段流水线，每段的延迟时间均为一个周期，采用向量链接方式工作。 354
3. (20 在下列不同类型的处理机上做向量运算 C，向量长度均为 4，每个周期的时 间为 s。分别计算所需的最短时间，写出简要计算过程。 1)(5 SISD 运算部件 每3 每4 周期 做完-次乘法。 2)(5 流水线处 功能 水线 过其 的3 乘法经过 4段，每段的延迟时间均为一个周期。 3) (10 处理机 加法 乘法 加法 用3 乘法器采用4 段流水线，每段的延迟时间均为一个周期，采用向量链接方式工作。 354
试卷代号：1048 中央广播电视大学2009一2010学年度第二学期“开放本科”期末考试 计算机系统结构 试题答案及评分标准 (供参考) 2010年7月 一、名词解释(15分，每题5分)】 1.命中率 【答案】命中率是为存储器层次结构中任意两个相邻层次而定义的一个概念，当在Mⅰ中 找到一个信息项时，称之为命中，反之称之为缺失。在Mⅰ层的命中率就是信息项可在Mi中 找到的概率。 2.静态流水线 【答案】在同一时间内，多功能流水线中的各个功能段只能按照一种固定的方式连接，实现 一种固定的功能。只有当按照这种连接方式工作的所有任务都流出流水线之后，多功能流水 线才能重新连接，以实现其他功能。 3.存储器带宽 【答案】存储器带宽为存储器在连续访问时的数据吞吐速率。带宽的单位通常是每秒钟传 送的位数或字节数。 二、选择题(45分，每题3分) 1.C 2.B 3.D 4.A 5.B 6.D 7.D 8.A 9.A 10.D 11.C 12.C 13.D 14.B 15.C 三、计算题(40分)} 1.(10分) 【答案】A(区号6十组号4十块号2十块内地址7) 2.(10分) 解：顺序执行的时间为T。=6×200=1200ns 355
试卷代号 0 4 中央广播电视大学 0 0 2010 学年 期 末考 计算机系统结构试题答案及评分标准 (供参考) 2010 年7 一、名词解释 5分，每题 5分} 1.命中率 【答案】命中率是为存储器层次结构中任意两个相邻层次而定义的一个概念，当在 i中 找到一个信息项时，称之为命中，反之称之为缺失。在 i层的命中率就是信息项可在 i中 找到的概率。 2. 静态 水线 【答案】在同一时间内，多功能流水线中的各个功能段只能按照一种固定的方式连接，实现 一种固定的功能。只有当按照这种连接方式工作的所有任务都流出流水线之后，多功能流水 线才能重新连接，以实现其他功能。 3. 器带 【答案】存储器带宽为存储器在连续访问时的数据吞吐速率。带宽的单位通常是每秒钟传 送的位数或字节数。 二、选择题 5分，每题 3分) I. e 6. D 11. e 2. B 7. D 12. e 3. D 8. A 13. D 4. A 9. A 14. B 5. B 10. D 15. e 三、计算题 0分) 1. (1 0 【答案】 (区号 6十组号 4十块号 2十块内地址7) 2. (1 解:顺序执行的时间为 = 6 X 200= 1200ns 355
采用流水方式执行的时间为T1=3×200+6一1=605ns 加速比S=T0/T1=1200/605=1.98 空 间 2 3 3 n 1 2 3 n 3 n 0123456 时间(ns) 3.(20分) 解：1)10ns×4×(3+4)=280ns,4次加法和4次乘法串行执行 2)10ns×(6十7)=130ns,流水线执行4次加法需要6个周期，流水线执行4次乘法需要7 个周期 3)10ns×(7+3)=100ns,得到第1个结果需要7个周期，另外3个结果需要3个周期 356
采用流水方式执行的时间为 =3X200 十6-1=605ns 加速比 = 1200/605= 1. 98 ······ES·a·- •••••••• • • • • • • n n • •• •• • 2 3 n • • • n • • • • • • • • • • • • O 2 3 54 6 时间 3. (20 解: l)10ns X 4 X (3 十4) =280ns ，4 和4 行执行 2)lOnsX (6 十7)=130ns 流水线执行4 次加 要6 流水线 行4 次乘法需要7 个周期 3)lOnsX (7+3) =100ns 第1 个结 要7 外3 个结 要3 356