武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2004級(jí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試卷

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1、武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2004級(jí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試卷《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》期末考試試卷（A）一、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共20分）1.對(duì)匯編語(yǔ)言程序員透明的是()。A.指令寄存器B.中斷字寄存器C.通用寄存器D.條件碼寄存器2.RISC不采用的實(shí)現(xiàn)技術(shù)是（）。A.重疊寄存器窗口B.以固件為主C.優(yōu)化編譯D.優(yōu)化延遲轉(zhuǎn)移3.對(duì)于浮點(diǎn)數(shù)，在字長(zhǎng)和表數(shù)精度一定的條件下，尾數(shù)基值越大，表數(shù)效率（）。A.變低B.變高C.不變D.單調(diào)下降4.字節(jié)多路通道的“數(shù)據(jù)寬度”是（）。A.單字節(jié)B.雙字節(jié)C.定長(zhǎng)數(shù)據(jù)塊D.不定長(zhǎng)數(shù)據(jù)塊5.在有通道處理機(jī)的I/O系統(tǒng)中，用戶通過(guò)（）來(lái)向系統(tǒng)提出訪問(wèn)I/O設(shè)備的申請(qǐng)？A.通

2、道指令B.廣義指令C.無(wú)鏈通道指令D.中斷指令6.在先行控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)中，對(duì)主存儲(chǔ)器操作優(yōu)先級(jí)最高的部件是（）。A.先行讀數(shù)棧B.后行寫(xiě)數(shù)棧C.先行指令棧D.先行操作棧7.在處理數(shù)據(jù)相關(guān)時(shí)，采用相關(guān)專用通道（旁路）技術(shù)，主要是解決（）相關(guān)。A.RAWB.WARC.WAWD.任何8.在頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器中，頁(yè)面失效和頁(yè)面爭(zhēng)用有可能同時(shí)發(fā)生的條件是主存中的頁(yè)面數(shù)（）。（注：下式中的p為主存地址中的實(shí)頁(yè)字段）A.大于2p頁(yè)B.等于2p頁(yè)C.小于2p頁(yè)D.不等于2p頁(yè)9.在Cache-主存系統(tǒng)中，塊沖突概率最高的地址映像方式是（）。A.全相聯(lián)映像B.直接映像C.組相聯(lián)映像D.段相聯(lián)映像10.能

3、夠?qū)崿F(xiàn)矩陣轉(zhuǎn)置變換的單級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)是（）。A.立方體B.全混洗C.PM2ID.交換二、填空題（每小題2分，共20分）1．在30MHz的標(biāo)量處理機(jī)上執(zhí)行一目標(biāo)程序，設(shè)每條指令的平均CPI=1.9。其CPU速率為（）MIPS？2．8位十六進(jìn)制IEEE754單精度浮點(diǎn)數(shù)BE200000H，表示的十進(jìn)制數(shù)為（）。3．某I/O系統(tǒng)有兩個(gè)選擇通道，每個(gè)通道上都接有速率分別為500、450、600和500（KB/S）的四臺(tái)設(shè)備。則I/O系統(tǒng)的實(shí)際流量為（）KB/S。4．一模型計(jì)算機(jī)有7條指令，已知H=1.98，哈夫曼編碼的平均碼長(zhǎng)L哈=2.05（位），信息冗余量約為（）%。5．某單體四字（每個(gè)字長(zhǎng)

4、32位）的存儲(chǔ)器的訪問(wèn)周期為40ns，在不考慮任何沖突的情況下，其理想頻寬為（）MB/S？6．在N=16個(gè)處理器的單級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)互連函數(shù)為PM2-2時(shí)，第9號(hào)處理器將與（）號(hào)處理器相連？7．某用戶的段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器，虛地址中有2位段號(hào)、2位頁(yè)號(hào)，則該用戶共有（）個(gè)虛頁(yè)？8．一標(biāo)量指令流水線，有“取指”、“譯碼”、“執(zhí)行”和“寫(xiě)回”四個(gè)功能段，每段延遲分別為0.2、0.2、0.5、0.4(ns),流水線的最大吞吐率為（）MIPS？9．在某頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器中，用散列變換方法實(shí)現(xiàn)對(duì)快表的訪問(wèn)。已知虛地址中的用戶號(hào)為8位、虛頁(yè)號(hào)為12位?？毂碛?2行，每行1024位。那么，散列變換電路的

5、輸出位數(shù)應(yīng)為（）位？10．在CRAY-1型向量處理機(jī)上，設(shè)從存儲(chǔ)器讀數(shù)需6拍，打入寄存器需1拍，啟動(dòng)功能部件（包括存儲(chǔ)器）需1拍。完成一個(gè)N=64的向量由存儲(chǔ)器傳送到某一向量寄存器所需要的總時(shí)間是（）拍？三、（10分）有一字節(jié)多路通道連接磁盤(pán)，磁帶，打印機(jī)三個(gè)設(shè)備，磁盤(pán)以20μs的間隔向控制器發(fā)DMA請(qǐng)求，磁帶以25μs的間隔發(fā)DMA請(qǐng)求，打印機(jī)以40μs間隔發(fā)DMA請(qǐng)求。字節(jié)多路通道選擇設(shè)備的時(shí)間為4.5μs，傳送一個(gè)字節(jié)需要的時(shí)間為0.5μs。(設(shè)起始時(shí)刻三個(gè)設(shè)備同時(shí)發(fā)出請(qǐng)求，且速率越快的設(shè)備優(yōu)先級(jí)別越高)（1）試問(wèn)該通道能否正常工作?（2）畫(huà)出通道工作時(shí)的示意圖。四、（10分

6、）設(shè)某程序包含5個(gè)虛頁(yè)，其頁(yè)地址流為4，5，3，2，5，1，3，2，2，5，1，3。（1）為獲得最高的命中率，至少應(yīng)該分配給該程序幾個(gè)實(shí)頁(yè)？其可能的最高命中率為多少？（2）假設(shè)在程序執(zhí)行過(guò)程中每訪問(wèn)一個(gè)虛頁(yè)，平均要對(duì)該虛頁(yè)所在主存實(shí)頁(yè)內(nèi)的存儲(chǔ)單元訪問(wèn)1024次，求訪問(wèn)主存存儲(chǔ)單元的命中率。五、（10分）在一個(gè)5功能段的流水線處理機(jī)上需經(jīng)9△t才能完成一個(gè)任務(wù)，各段執(zhí)行時(shí)間均為△t，任務(wù)處理過(guò)程對(duì)各段使用時(shí)間的預(yù)約表如下所示。T1T2T3T4T5T6T7T8T9S1√√S2√√S3√√√S4√√S5√√(1)畫(huà)出流水線的狀態(tài)有向圖，并由狀態(tài)圖得出流水線的最優(yōu)調(diào)度策略和最大吞吐率。(2

7、)按最優(yōu)調(diào)度策略輸入6個(gè)任務(wù)，求流水線的實(shí)際吞吐率、加速比和效率。六、（10分）在64個(gè)處理器的STARAN網(wǎng)絡(luò)中，求：（1）網(wǎng)絡(luò)共有多少級(jí)？每級(jí)有多少個(gè)交換開(kāi)關(guān)？（2）若將3號(hào)處理器連到第31號(hào)處理器，求級(jí)控信號(hào)。并說(shuō)明各級(jí)開(kāi)關(guān)的工作狀態(tài)。（3）在（2）所求的級(jí)控信號(hào)下，31號(hào)處理器連到幾號(hào)處理器？七、（10分）分別計(jì)算下列兩種情況下，在8個(gè)處理單元的雙向環(huán)互連的并行處理機(jī)中，計(jì)算點(diǎn)積S=所需要的時(shí)間：（1）n=8；（2）n=16；設(shè)相鄰處理單元之間傳送一次數(shù)據(jù)需要