计算机系统结构试卷a答案

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1、《计算机系统结构A卷》一、填空题(每小题1.5分，共30分)。1．机器语言2.时间重叠3.任务分布4.层次结构性5.变址相关6.预处理技术7.控制相关8.禁止启动距离9.端口带宽10.12个11.多级交叉开关12.结点间的物理通道13.硬件能直接识别14.Huffman15.寄存器窗口重叠16.多发射17.容量不命中18.速度19.一20.全部或部分内容二、简答题(每小题6分，共30分)。1答：并行性是指处理问题过程中具有可以并行进行运算或操作的特性。(2分)常用的并行性度量标准有4个：指令级并行度、线程级并行度、数据级并

2、行度和多机级耦合度。(4分)2答：衡量线性流水线性能指标有吞吐率（TP）、加速比（S）和效率（E）。（2分）E=TP×△t，E=S/K（△t和K分别为流水线功能段的执行时间和段数）。（4分）3答：静态互联网络是指在各结点间有专用的连接通路，且在运行中不能改变的互联网络。(3分)互联网络依据维数可分为一维、二维和多维。(3分)4答：RISC结构的主要特点有：①指令系统结构简单且规整，②机器的执行速度与效率高，③成本低且可靠性高。(各2分)5答：并行存储器是指通过设置多个存储器或存储体，使它们并行工作，在一个存储周期内可以访问

3、到多个存储字。(3分)并行存储器有单体多字并行存储器、多体多字交叉访问并行存储器、无访问冲突并行存储器和相联存储器等。(3分)三、分析题(第一小题8分，第二小题10分，共18分)。1解：该程序代码中存在数据相关有：I1与I2存在对R2的先读后写和对R1的先写后读；(2分)I1与I3存在对R1的写后写；(2分)I2与I3存在对R1的先读后写。(2分)若只有一个加法器，还会存在资源相关。(2分)2解：①需要经过3次交换置换和3次均匀洗牌。(2分)②0（0001B）号处理器与15（1111B）号处理器相连要对三位取反，交换置换一

4、次只能对一位取反，所以要三次交换置换。交换置换每次取反只对最低位，要有三次次移位，所以要三次均匀洗牌置换。（5分）即变换为0001(σ)→0010(E)→0011(σ)→0110(E)→0111(σ)→1110(E)→1111。(3分)四、计算题(第一小题10分，第二小题12分，共22分)。1解：理想Cache情况下指令的平均时钟周期数CPI为：CPI理想==1×40%+2×20%+2×15%+2×25%=1.6(3分)实际Cache情况下指令的平均时钟周期数CPI为：CPI实际==3×40%+8×20%+8×15%+4×

5、25%=5.0(3分)S=实际CacheCPU执行时间/理想CacheCPU执行时间=（IC×时钟周期×CPI实际）/（IC×时钟周期×CPI理想）=CPI实际/CPI理想=5.0/1.6=3.12(4分)2解：（1）组内替换算法采用LRU时，Cache块0～3的使用过程如下表所示。时间：123456789101112131415主存块地址流：124137012546472111*1111*111*4444444*4*4*00*0*55*5*5*5*5*2222*7777*7*7*666*233*3*3*2222*2*77

6、*Cache块0Cache块1Cache块2Cache块3命中命中命中（4分）可见命中三次，且命中时刻分别为4、8和13，Cache块命中率为Hi=3/15=0.20。（3分）（4）程序执行过程中共访问15个块，每块访问14次，字访问次数为：15×14=210。当块命中时，对该块的14次字访问都在Cache，即均命中；当块不命中时，对该块的14次字访问除第一次字访问不命中外，其余13次字访问都在Cache，即命中。由上可知，在访问的15个块中，3个块命中，12个块未命中，显然在总的字访问中，有12次字访问未命中。所以，Ca

7、che的字命中率为：Hi=（210-12）/210=0.94。（5分）