系统结构课上练习1

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1、A汇编程序，翻译C 微指令程序，解释3、软件和硬件在（BA.概念 B、逻辑C、算法D、指令1、从使用语言的角度，计算机系统的层次结构分为六级，其中最高层为（ 应用语言机器 级 ）,最低层（ 微程序机器级 ）。2、汇编语言程序经（ A ）的（ ）转换成机器语言程序。B. 编译程序，解释D.应用程序包，翻译）上是等效的4、透明性是指客观存在的事物或属性（ D ）看不到。A。从软件角度B。从硬件角度C。从任何角度D。从某种角度5、 用机器语言程序解释实现软件移植的方法称为（ CA、仿真 Bo翻译 C.模拟D解释 从机器（汇编）语言程序员看，以下哪些是透明的？（书本课后题）指令地址寄存器；指令缓冲器；

2、时标发生器；条件码寄存器；乘法器；主存地址寄存器；磁 盘外设；先行进位链；移位器；通用寄存器；中断字寄存器。假设高速缓存 Cache 工作速度为主存的 5 倍，且 Cache 被访问命中的概率为 90%，则采用Cache 后，能使整个存储系统获得多高的加速比？解：r=5,仁0.91、标志符数据表示将（A ）直接联系在一起。A、数据类型与数据本身B、数据表示与数据结构C、计算机系统结构与计算机组成D、高级语言语句与计算机组成2、 数据表示指的是能由（A ）直接识别和引用的数据类型A硬件B软件C机器语言D数据结构3、浮点数中的阶码位数主要影响（A ）A. 可表示数的范围B. 可表示数的精度C. 计

3、算机系统结构D. 计算机组成4、浮点数中的尾数的位数主要影响（DA. 可表示数的数轴上分布的离散程度B. 可表示数的范围和精度C. 可表示数的范围D 可表示数的精度5、在非负阶，正尾数，规格化的条件下，若机器数中阶码采用二进制p位，尾数采用rm进位制，则表示的最小值是( A )A. 1*rm-1B.1-1*rm-mC.rm-1 D.rm(2p-1)*(1-rm-m )某台处理机的各条指令使用频度如下所示（课本 63 页）士匕A 指令使用频度士匕A 指令使用频度士匕A 指令使丿ADD30%JOM6%CIL3%SUB24%ST07%CLA20%JMP7%SHR2%STP1%1）请分别设计这9 条指

4、令操作码的哈夫曼编码.2）设计两种码长的扩展操作码设主存由8个存储体按低位交叉编址方式组成，主存容量1MB, Cache容量4KB,要求一个 主存周期从主存取得一个块。采用全相联地址映像，用相联目录表实现地址变换，求出相联 目录表的行数,比较位数,宽度和总位数。1、对于总线的集中式独立请求方式，若在总线上连接N个部件，则总线控制器的控制线总 数为（B ）A 3,B3*N C 2 *N +1 D log2N+22、对于总线的集中式串行链接方式，若在总线上连接N个部件，则总线控制器的控制线总 数为（ A ）A 3,B3*N C 2 *N +1 D log2N+23、通常并行主存系统包括（A）A,单

5、体多字，多体单字，多体多字B 多体单字,多体多字,单体单字C Cache 、主存、辅存D 主存 、辅存。磁带例1：各级中断屏蔽位设置如下：中断级屏蔽位1 开发 0 屏蔽10 00021 01131 00041 0101）当中断响应次序1-2-3-4 时，处理次序为？2）所有中断响应需要3个单位时间，当机器运行用户程序时同时发生2，3 级中断请求，过 2 个单位时间又同时发生第 1 ，4 级中断请求1）字节多路通道，数组多路通道，选择通道一般用什么数据宽度进行通信？2）如果通道选择设备需9.8us,传送一个字节数据需0.2us,某低速设备每隔500us发一个字 节请求，问至多可接几台这样的设备？

6、3）如下6 台高速设备，一次传送字节数不少于1024，问那些设备可以挂在此通道上？设备名A B C D EF申请间隔时间 0.20.250.50.190.40.213. 7通道型I /0系统由一个字节多路通道A（其中包括两个子通道A1和A2）、两个数组多 路通道B1和B2及一个选择通道c构成.各通道所接设备和设备的数据传送速率如图所示。I所接设备的数据呻速率阿C字节多路子通拮A1503520 20503520 20通道A子通道A2503520 20503520 20数组多路通道500400350250|数组多路通道|500400350250选择通道匚1500斗00350250(1)分别求出各通

7、道应具有多大设计流量才不丢失信息；设I/O系统流量占主存流量的1 / 2时才算流量平衡，则主存流量应达到多少?1、存储器的总容量S是指（BA、存储单元数C、 CPU 访存空间大小2、 并行主存系统（）。A、 必须有多个存储体C、可以是一个存储体）。B、存储器的地址线数D、存放二进制总位数B、只需一个存储体D、不允许多个存储体3、采用组相联映象的 cache 存储器，为了提高等效访问速度应（ C ）。A.增加主存容量（cache大小不变）B. 减少组的大小（块的大小不变）C. 增加 cache 的块数（块的大小不变）D. 减少块的大小（组的大小不变）4、最容易实现的替换算法（ A）。A、FIFO

8、B、LRUC、OPTD、堆栈法5、与虚拟存贮器的等效访问速度无关的是（ D ）。A、页地址流B、页面调度策略C、主存的容量 D、辅存的容量6、 为扩充访存空间且具有高的性能价格比，采用（D ）A、两级存储器B、增加主存容量C、多体存储器D、虚拟存储器7、为提高访存速度而又提高性能价格比，采用（ A ）。A、引入cache存储器B、直接提高主存速度C、引入虚拟存储器D、主存采用多体结构例： 某虚拟存储器共8 个页面，每页为1024个字，实际主存为4096个字，采用页表进行 地址映像。映像表的内容如下1）列出会发生页面失效的全部虚页号2）按以下虚地址计算主存实地址：0,3728,1023,1024

9、,2055,7800,4096,6800对命中率有什么影响？1）增大辅存容量2）增大主存容量3）增大主、辅存的页面大小4）FIFO 改为 LRU5）FIF0改为LRU，同时增大主存容量（页数）6）FIFO改为LRU,同时增大主存页面大小4、有一个Cache主存存储层次，主存共8块，Cache共4块，采用组相联映像，每组2 块， LRU 替换算法。1）画出主存、 Cache 地址的各字段对应关系。2）画出主存、 Cache 块的映像对应关系图；3）对地址流 124137012546472使用情况；4）指出块失效同时块争用的时刻5）求出命中率。一、选择题1 重叠控制方式（ D ）。A、将两条指令同

10、时处理 B、对指令要划分过程段且时间要完全匹配 C、对指令不用划分过程段D、有两条或两条以上指令在不同过程段上重 叠执行2 动态流水线是（ A ）。A、 在不同时刻可组成数条流水线B、标量流水线C、不同时刻只能组成一条不同的流水线 D、向量流水线3 能顺利流水的关键是（ C ）。A、一条指令分为几个过程段B、要有相关发生C、各过程段时间要匹配D、只处理一个结果4 数相关是指相邻指令之间需要（ D ）。A、同一个功能部件B、同一源寄存器C、同一个目寄存器D、等待结果5 能进行向量链接的必要条件是各向量指令之间（ A ）。A、有相关B、无相关C、有功能部件冲突D、有寄存器冲突8下图所示的时空图对应

11、的处理机为：AA. 标量处理机B. 超标量处理机C. 超流水处理机D. 超标量超流水处理机三计算题（）1、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。（其中血=加）（8分）1有一个乘-加双功能静态流水线，“乘”由 1-2-3-4 完成，“加”由 1-5-4 完成，各段延时均为丄匕输出可直接返回输入或存入缓冲器缓冲，现要求计算 长度均为8的A,B两个向量逐对元素求和的连乘积8S=n（Ai+Bi）i=11）画出流水线完成此运算的时空图2）完成全部运算所需多少Zt,此期间流水线的效率是多少？2 在下列不同类型的处理机上做向量运算：D=（A+B）*C，

12、向量长度均为4,每个 周期的时间为10ns。分别计算所需的最短时间，写出简要计算过程。（15 分）1）.SISD 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。 （5 分）2）.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。 （5分）3）.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。 （5 分）设向量长度均为64,在CRAY-1机上所用浮点功能部件的执行时间分别为：相加6拍，相乘 7 拍,求倒数近似值14

13、拍,在存储器读数6 拍,打入寄存器及启动功能部件各1 拍,问下 列各指令组内的那些指令可以链接？那些指令不可链接,不能链接的原因是什么？分别计算 出各指令组全部完成所需的拍数。1) V0J存储器V1 JV2+V32)V2 JV0*V1V3 J存储器V4 JV5*V6V4 JV0+V33) V0 J存储器V2 i0*V1V3 JV2+V0V5 JV3+V44) V0 J存储器V1 J1/V0V3 J V1*V2V5 JV3+V4系统结构、组成和实现三者的相互关系 计算机体统结构是传统机器级的系统结构 组成是计算机系统结构的逻辑实现 实现是计算机组成的物理实现。1. 具有相同系统结构的计算机可以采

14、用不同的组成，一种计算机组成可以采用多种不同的计 算机实现；2. 采用不同的系统结构会使可以采用的组成技术产生差异，计算机组成也会影响系统结构；3. 一种计算机系统结构，可以采用不同的组成4. 计算机组成的设计，其上决定于计算机系统结构，其下又受限于所用的实现技术，它的发 展促进了实现技术的发展，也促进了结构的发展；5. 计算机实现，特别是器件技术的发展是计算机系统结构和组成的基础，促进了组成与结构 的发展；6. 随着技术的发展，三者关系融合于一体，难以分开，在相互促进中发展。 软件移植技术：统一高级语言，采用系列机，模拟和仿真。 模拟是机器语言程序解释实现软件移植的方法 仿真是微程序直接解释另一种机器指令系统的方法。可以同时进行运算或操作的特性为并行性执行程序角度：指令内部，指令之间，任务或进程之间，作业或程序之间 处理数据：位串字串，位并字串，位片串字并，全并行 步鄹阶段：存储器操作并行（相联处理机），处理器操作步骤并行（流水线处理