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1、1、解释下列术语计算机系统结构计算机组成计算机实现【答案】计算机系统结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念。系统结构定义为由程序设计者所看到的一个计算机系统的属性，即概念性结构和功能特性，这里的程序设计者是指为机器语言或编译程序设计者所看到的计算机属性，是硬件子系统的概念结构及其功能特性，它是计算机系统的软、硬件的界面。计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现，包括机器内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。计算机实现是指计算机组成的物理实现。2、解释下列术语系列机兼容机模拟仿真【答案】所谓系列机是指在一个厂家内生产的具有相同的系统结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。不同公司
2、厂家生产的具有相同系统结构的计算机成为兼容机。系列机方法能够在具有相同系统结构的各种机器之间实现软件移植，为了实现软件在不同系统结构的机器之间的相互移植，可以采用模拟和仿真。模拟方法是指用软件方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。仿真是指用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法。3、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【答案】B4、从执行程序的角度看，并行性等级可分为哪些？【答案】指令内部并行、指令级并行、任务级或过程级并行、作业或程序级并行。5、名词解释Amdahl定律、CPI【答案】Amdahl定律：系统中某一部件由
3、于采用某种更快的执行方式后整个系统性能的提高与这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。Fe=（改进前可改进部分占用的时间）/（改进前整个任务的执行时间）Se=（改进前可改进部分的执行时间）/（改进后改进部分的执行时间）则，改进后整个系统加速比为。每条指令平均时钟周期数CPI=CPU时钟周期数/IC（指令的条数）=其中=指令i在程序中执行的次数6、名词解释MIPS、MFLOPS【答案】MIPS=MFLOPS=7、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【答案】B8、按照Flynn分类法
4、，多处理机属于（）。A、SISDB、SIMDC、MISDD、MIMD【答案】D9、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、1/0.36B、1/0.24C、1/0.45D、1/0.84【答案】D10、对计算机系统结构，下列（）是透明的。A、浮点数据表示B、程序性中断C、访问方式保护D、阵列运算部件【答案】D11、对汇编语言程序员，下列（）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【答案】A12、下列（）兼容方式对系列机来说是必须做到的。A、向
5、前兼容B、向后兼容C、向上兼容D、向下兼容【答案】B13、如果某一个计算任务用向量方式求解比用标量方式求解要快10倍，称可用向量方式求解部分所花费时间占总时间的百分比为可向量化百分比。请画出加速比与可向量化比例两者关系的曲线，并回答加速比为2和5时，可向量化百分比分别为多少。【答案】解：设可向量化百分比为x，加速比为y，根据Amdahl定律，有 。图略则，。y=2时，x= y=5时，x=14、用一台433MHz的处理器执行标准测试程序，它包含的各类指令和相应的时钟周期数如下表，求有效CPI、MIPS速率和程序的执行时间。指令类型指令数时钟周期数整数运算50 0001数据传送35 0002浮点运
6、算12 0002控制传送 7 0002【答案】解：=(50000*1+35000*2+12000*2+7000*2)/(50000+35000+12000+7000)=1.52周期/指令=执行时间t=(50000*1+35000*2+12000*2+7000*2)/(433*)=3.649*15、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【答案】D16、假设用软件方法在A计算机上实现B计算机的指令系统，则B称为（）。A、仿真机B、宿主机C、虚拟机D、目标机【答案】C17、在计算机系统层次结构图中，下列四个级
7、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）【答案】A18、在计算机系统设计的方法中，“由中间开始”设计方法通常把“中间”取在（）。A、传统机器级和操作系统机器级之间B、操作系统机器级和汇编语言机器级之间C、传统机器级和汇编语言机器级之间D、微程序控制机器级和传统机器级之间【答案】A19、在系列机的软件兼容中，按某档机器编制的程序，不加修改就能运行于比它高档的机器，叫做（）。A、向下兼容B、向上兼容C、向前兼容D、
8、向后兼容【答案】B20、什么是访问的局部性原理，有哪两种，分别是什么？【答案】局部性原理是指根据程序的最近情况，可以较精确地预测出最近地将来将要用到哪些指令和数据。局部性分为时间上的局部性和空间上的局部性。时间上的局部性是指最近访问过的代码是不久将被访问的代码。空间上的局部性是指那些地址上相邻近的代码可能会被一起访问。21、用于科学计算的计算机中，标志系统性能的主要参数是（）。A、提高CPU主频B、扩大主存容量C、采用非冯.诺依曼结构D、采用并行处理技术【答案】A22、下列体系结构中，最适合多个任务并行执行的体系结构是（）。A、流水线向量机结构B、堆栈处理机结构C、共享存储多处理机结构D、分布
9、存储多计算机结构【答案】C23、对计算机系统结构按照Handler法分类，PEPE表示为t(ILLIAC )= (1，64，64)，则在Flynn分类法中，它属于（）。A、SISDB、SIMDC、MISDD、MIMD【答案】B24、在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【答案】C25、如果有一个经解释实现地计算机，可以按功能划分为3级。每一级为了执行一条指令需要下一级的M条指令解释。若执行第一级的一条指令需要Kns的时间，那么执行第三级的一条指令需要用（）ns时间。A、KMB、KMC、KMD、KM【答案】D26、从用户的观点看，评价计算机系统性
10、能的综合参数是（）。A、指令系统B、吞吐率C、主存容量D、主频率【答案】B27、主频为400MHz的微处理机，平均每条指令的执行时间为两个机器周期，每个机器周期由两个时钟脉冲组成，则当存储器为“零等待”时，机器运行速度为（）MIPS。A、100B、200C、300D、400【答案】A28、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【答案】C29、下列哪个方法不能提高并行性？A、时间重叠B、资源重复C、资源共享D、分布存储【答案】D30、在采
11、用基准测试程序来测试评价机器的性能时，下列方法按照评价准确性递增的顺序排列是（）。（1）、实际的应用程序方法（2）、核心程序方法（3）、玩具基准测试程序（小测试程序）（4）、综合基准测试程序A、（1）（2）（3）（4）B、（2）（3）（4）（1）C、（3）（4）（1）（2）D、（4）（3）（2）（1）【答案】D31、每秒百万指令条数为（）。A、ICB、CPIC、MIPSD、MFLOPS【答案】C32、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【答案】B33、机器工作状态的定义和切换对（）来说是透明的。A、操作系统操作员B、机器语言程序员C、逻辑设计员D、硬件维护员设计
12、员【答案】A34、某台计算机只有Load/Store 指令能对存储器进行读/写操作，其它指令只对寄存器进行操作。根据程序跟踪实验结果，已知每种指令所占的比例及CPI数如下： 指令类型 指令所占比例 CPI 算逻指令43 1 Load指令21 2 Store指令12 2 转移指令24 2 (1)求上述情况下的平均CPI。(2)假设程序由M条指令组成。算逻运算中25%的指令的两个操作数中的一个已在寄存器中，另一个必须在算逻指令执行前用Load指令从存储器取到寄存器。因此有人建议增加另一种算逻指令，其特点是一个操作数取自寄存器，另一个操作数取自存储器，即寄存器存储器类型，假设这种指令的CPI等于2。
13、同时，转移指令的CPI变为3。求新指令系统的平均CPI。【答案】（1） CPI旧(0.4310.2120.122+0.242)=1.57（2） 原算逻指令中的25变成了寄存器存储器型指令，所以算逻指令(寄存器寄存器型)少了(0.250.43)M 条，Load指令少了(0.250.43)M 条，而(0.250.43)M 条的新指令为寄存器存储器型指令。指令总数少了(0.2543%)M条。设执行算逻指令(寄存器寄存器型) 、 Load指令、算逻指令(寄存器存储器型) 、 Store指令和转移指令的周期总数分别为C1，C2，C3，C4，C5，所以:C1=(0.43-(0.250.43)M1=0.3225M C2=(0.21-(0.250.43)M2=0.205M C3=(0.250.43)M2=0.215M C4=0.12M2=0.24M C5=0.243M=0.72M 新指令总数N=（1-(0.250.43)）M=0.8925M CPI新=（C1+C2+C3+C4+C5）/ N=1.7025M/0.8925
