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1、 计算机体系结构期末考试A卷-完整答案附后-姓名： 专业：学号： 学习中心：一、填空题（每空1分，共14分）1. 当代计算机体系结构的概念包括 、 和 三个方面的内容。2. 控制相关包括由 、 、 等引起的相关。3.虚拟存储器的三种管理方式是 、 、和 。4. Amdahl 定律表明系统的加速比依赖于 和 两个因素。5.通常可能出现的流水线的相关性有 ， 和 。二、 名词解释（每题2分，共16分）透明性： 兼容机：程序定位： 失效率：快表:多功能流水线：超标量计算机：相联度：三、简答题(每题5分，共30分）1. 若某机要求有：三地址指令4条，单地址指令192条，零地址指令16条。设指令字长为1
2、2位，每个地址码长3位。问能否以扩展操作码为其编码？2. 简述RISC指令集结构的设计原则。3. 什么是存储系统？4. 地址映象方法有哪几种？它们各有什么优缺点？5. 按照流水线中是否有反馈回路来分，流水线可分为哪两类？ 答。6. 简述冯.诺依曼计算机的特征。四、问答与计算题（第1题10分，第2、3题每题15分共40分）1.某机主存容量为512KB，Cache的容量为32KB，每块的大小为16个字（或字节）。划出全相联方式主、缓存的地址格式、目录表格式及其容量。2.用一条4段浮点加法器流水线求8个浮点数的和: ZABCDEFGH,求流水线的吞吐率、加速比和效率,其中t1=t2=t3=t4=t。
3、 3.一个程序由五个虚页组成，采用LFU替换算法，在程序执行过程中依次访问的地址流如下： 4，5，3，2，5，1，3，2，3，5，1，3（1）可能的最高页命中率是多少？（2）至少要分配给该程序多少个主存页面才能获得最高的命中率。（3）如果在程序执行过程中访问一个页面，平均要对该页面内的存储单元访问1024次，求访问存储单元的命中率。 -完整答案附后-荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能
4、荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认
5、为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人
6、的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性
7、除了利欲之心，还有天生的辨知之荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利
8、欲之心，还有天生的辨知之荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之能荀子认为，人的天性除了利欲之心，还有天生的辨知之答案见下一页计算机体系结构期末考试A卷姓名： 专业：学号： 学习中心：一、填空题（每空1分，共14分）1. 当代计算机体系结构的概念包括指令集结构、 计算机组成 和计算机实现三个方面的内容。2. 控制相关包括由 无条件转移 、 一般条件转移 、 子程序调用 等引起的相关。3.虚拟
9、存储器的三种管理方式是 段式管理 、 页式管理 、和 段页式管理 。5. Amdahl 定律表明系统的加速比依赖于 被加速部分在系统中所占的比例 和 对被加速部分的性能提高程度 两个因素。5.通常可能出现的流水线的相关性有 资源相关 ， 数据相关 和 控制相关 。二、 名词解释（每题2分，共16分）透明性：在计算机技术中，对这种本来是存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性 兼容机：就是由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。简单点说，就是非厂家原装，而改由个体装配而成的机器，其中的元件可以是同一厂家出品，但更多的是整合各家之长的计算机 。程序定位：一般指某一列数据的
10、位置 失效率：是指工作到某一时刻尚未失效的产品，在该时刻后，单位时间内发生失效的概率。快表:是一种特殊的高速缓冲存储器（Cache），内容是页表中的一部分或全部内容。多功能流水线：具有多种功能、但在某段时间只呈现一种功能的流水线。超标量计算机：CPU架构是指在一颗处理器内核中实行了指令级并行的一类并行运算。这种技术能够在相同的CPU主频下实现更高的CPU吞吐率相联度：在组相联映像中每组所包含的块数。在组相联映像中,每组所包含的块数。三、 简答题(每题5分，共30分）7. 若某机要求有：三地址指令4条，单地址指令192条，零地址指令16条。设指令字长为12位，每个地址码长3位。问能否以扩展操作码
11、为其编码？答：指令字长12位，每个地址码占3位，三地址指令最多是8条，现三地址指令需要4条，可有四条编码作为拓展吗。单地址指令最多为256条，现要求单地址192条，所以满足条件。8. 简述RISC指令集结构的设计原则。答：（1）选取使用频率最高的指令，并补充一些最有用的指令。（2）每条指令的功能应尽可能简单，并在一个机器周期内完成。（3）所有指令长度均相同。（4）只有load和store操作指令才访问存储器，其它指令操作均在寄存器之间进行。（5）以简单、有效的方式支持高级语言。9. 什么是存储系统？答：存储系统是两个或两个以上的速度、容量、价格不同的存储器采用硬件，软件或软、硬件结合的办法联结
12、成一个系统，使得整个系统看起来象一个存储器，其速度接近其中最快的一个，容量接近其中最大的一个，价格接近其中最便宜的一个。10. 地址映象方法有哪几种？它们各有什么优缺点？答：（1）全相联映象。实现查找的机制复杂，代价高，速度慢。Cache空间的利用率较高，块冲突概率较低，因而Cache的失效率也低。（2）直接映象。实现查找的机制简单，速度快。Cache空间的利用率较低，块冲突概率较高，因而Cache的失效率也高。（3）组相联映象。组相联是直接映象和全相联的一种折衷。11. 按照流水线中是否有反馈回路来分，流水线可分为哪两类？ 答：（1）线性流水线：流水线的各段串行连接，没有反馈回路。（2）非线
13、性流水线：流水线中除有串行连接的通路处，还有反馈回路12. 简述冯.诺依曼计算机的特征。答：（1）机器以运算器为中心。除了完成运算以外，机器内部的数据传输都经过运算器。各部件的操作以及它们之间的协调由控制器集中控制。（2）存储器按一维线性编址，顺序访问存储器地址单元，每个存储单元的位数固定。（3）程序存储，指令和数据无区别存放在存储器中，指令和数据一样可以送到运算器中进行运算，指令与数据的区别主要在于地址区域不同。（4）指令在存储器中按其执行顺序存放，由一个顺序控制器（亦称程序计数器或指令计数器）指定即将被执行的指令地址。每读取一条指令后，计数器自动按顺序递增。（5）指令由操作码和地址码组成，
14、操作码指明操作类型，地址码指明操作数的地址和结果地址。（6）数据以二进制表示。四、问答与计算题（第1题10分，第2、3题每题15分共40分）1.某机主存容量为512KB，Cache的容量为32KB，每块的大小为16个字（或字节）。划出全相联方式主、缓存的地址格式、目录表格式及其容量。答:直接相联映象方式:主存与缓存分成相同大小的数据块，将主存空间按缓存的容量分成区，主存中某区的一块存入缓存时只能存入缓存中块号相同的位置。根据已知条件可以求得:主存区数: 512K/32K=16=24; 缓存块数: 32K/16=2K= =211;块内地址: 16=24容量:与缓冲块数量相同即211= 248或32K/16= 248。主存区号有效位41目录表缓存块号块内地址1443缓存地址181514432.用一条4段浮点加法器流水线求8个浮点数的和: ZABCDEF
