计算机体系结构考试题型.docx

注：有*标记的重点题型判断题2. (X)根据Moore定律,DRAM的周期时间是每三年降低四倍。3. (X) MIPS是测量计算机性能的一致性指标。4. ()在计算机性能测量中，调和平均的含义是单位时间机器 能够执行的程序数。9. () CPU性能公式中指令条数()与指令集格式和编译器有 关。* 11.(")消除瓶颈的两种方法为细分瓶颈段和重复设置瓶颈段。* 13. (X)程序的时间局部性指程序即将用到的信息很可能与目 前正在使用的信息在空间上相邻或者临近。* 14. ()根据存储映像算法的不同，虚拟存储器有段式、页式 和段页式三种映像方式。16. () Amdahl定律中“部件加速比”指可改进部分改进以后 性能的提高。*20. (X) RISC结构的机器性能一定要比CISC结构的机器性能 局O23. (X)在Cache中，只要增加块容量，一定可以减小失效率。26. ()可以说向后兼容式系列机的根本特征。33. (X)现代CPU中已经没有堆栈型和累加型的指令集结构。简答题指出以下指令源操作数的寻址方式:Add R1, #3Add R3, (RI + R2)Add R4,(R3 )Add RI, 120(R3) Add RI, (R3) MOV RI, (1001) MOVR1(R3) MOVR1, #5 MOV RI, (R3) MOV RI, 110(R3)立即寻址索引寻址寄存器间接寻址偏移寻址存储器间接寻址直接寻址或绝对寻址存储器间接寻址立即寻址寄存器间接寻址偏移寻址常用的测试程序哪五类？1 .实际应用程序2 .修正的（或脚本化）应用程序3 .核心测试程序4 .小测试程序5 .合成测试程序并行处理机与多处理机的区别？1 .并行处理机主要是通过资源重复技术来实现并行处理的。2 .它属于单指令流多数据流(SIMD)计算机-类。3 .并行处理机的特点一资源重复，连接模式，专用性，复合性。4 .多处理机属于多指令流多数据流(MIMD)计算机，可实现任务, 作业级的并行。5 .多处理机的主要特点是各台处理机共享-组存储器和I/O设 备，结构灵活性，程序并行性，并行任务派生，进程同步，资源 分配和任务调度。MIPS基本流水线的5个时钟周期分别是什 么？(缩写不给分)1 .取指令周期2 .指令译码/读寄存器周期3 .执行/有效地址计算周期4 .存储器访问/分支完成周期5 .写回周期现在常用的表示分支的三种方法中条件码 和比较与分支的优缺点分别是什么？条件码。优点:可以自由设置分支条件。缺点:条件码是增设的状态。而且他限制了指令的执行顺序，因为他们要保证条件码能顺利的传送给分支指令。比较与分支。优点:用-条指令就能实现分支。缺点:当采用流水方式时，该指令的操作可能太多，在1拍内可能 做不完。地址映象方法中全相联和直接映像，各有什 么优缺点?地址映象第三种方法是什么？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。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。组相联映像计算机系统中有三个部件可改进，这三个 部件的部件加速比如下:部件加速比1二30部件加速比2二20部件加速比3二10如果部件1和部件2的可改进比例均为30%,那么当部件3 的可改进比例为多少时，系统加速比可以达到10?(2)如果三个部件的可改进比例分别为30%、30%和20%,三个 部件同时改进，那么系统中不可加速部分的执行时间在总执 行时间中占的比例是多少？% i=i 1 1) 根据Amdahl法则得系统加速比二总执行时间改进前/总执行时间改进后=可改进比例)+(可改进比例/部件加速比) 当部件3的可改进比例为x,10=_(1-。.3-0.3-x) +导春端设系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例为f仁不可加速部分的执行时间/总执行时间故改进后二(1-可改进比例)/(1-可改进比例)+(可改进比例/部件加速比)f=(l-0.3-0.3-0.2)/(l-0.3-0.3-0,2)+(0.3/30+0.3/20+0.2/10)=81.6%2 .有一条流水线如下所示:> S1一 S2 一 S3 一 S4 , 50ns50ns100ns200ns(1)求连续输入7条指令，该流水线的实际吞吐率和效率。采用设置细分瓶颈段消除瓶颈。计算连续输入10条指令时, 计算实际吞吐率和效率。 答：,T流水=XAti+(n-l) maxAti =50+50+100+200+(7-l)*200=1600(ns)TP=n/T 流水=7/1600(ns-i)E=TP*( lAti/n)E=TP* (50+50+100+200)/4=7/16(2)Tpipeiine=l)Ato =50 X 8+9 X 50=850(ns)TP =1/85 (ns-1)E= TP*Ato=lO/1758.82%3.假设某应用程序中4类操作，通过改进， 各操作获得不同的性能提高，具体数据参数 如下表：(1)单独改进操作123后，程序获得的加速比分别是多少？(2) 4类操作均改进后，整个程序的加速比是多少？S2=(10 X 2+30 X 20+3 5X 10+11=1.17'已是最后一张D X 2+30 X 15+3 5 X 10+15 X 4)答：设S为程序获得的加速比s=总执行时间改进前/总执行时间改进后S=(10X2+30X20+35X 10+15X4)/(10X 1+30X20+35X 10+15X4)=1.01S3=(10X 2+30X20+35X 10+15X4)/(10X2+30X20+35X3+15X4) =1.31(2)S=(10X2+30X20+35X 10+15X4)/(10X 1+30X 15+35X3+15X 1)= 1.78 (1 分)34. (X) Load/Store型机器体系机构设计一定要遵循指令集结构 的规整性要求。37. ()用时空图上n个任务所占的时空区与m个段总的时空 区之比可计算出流水线的效率。Ml. ()系列机的软件兼容主要包括向前兼容、向后兼容、向 下兼容和向上兼容四种类型的兼容。*43. (V) “Cache-主存”层次：弥补主存速度的不足。44. ()同步消息传递机制中，处理器一个请求发出后一直要等 到收到应答结果才能继续运行。49. ()消息传递通信机制的主要优点式硬件较简单,通信是显 式的；从而可引起编译者和编译程序的注意，着重处理开销大的 通信。*50. ()组相联或直接映像Cache中才可能存在冲突失效。58 (X)伪相联cache取直接映像及相联两者的优点，命中时间 小，失效开销低。59 . (X)由汇编语言写成的程序叫做汇编程序。70. ()当前的指令字长包16、32和64位。73. ()采用容量小、结构简单的Cache会减小cache的命中 时间。78. ()流水线吞吐率是指单位时间内流水线所完成的任务数。97. (V)"主存-辅存”层次：弥补主存容量的不足。98. (X)流水线的效率在满负荷运行时可达1。100. ()时空图从时间和空间两个方面描述流水线的工作过程, 横坐标表示时间，纵坐标表示各流水段。102. ()商品的价格构成因素包括原料成本、直接成本、毛利 和折扣。*103. (X)由于流水线的最大加速比等于流水线深度，所以增加 流水段数总可以增大流水线的加速比。104. ()每个操作需要的操作数个数为0-.3个不等。*105. ()对于大概率事件，赋予他优先处理权和资源使用权， 以获得全局的最优结果。选择题3. (A)是指流水线的各段串行连接，没有反馈回路。A.线性流水线B.非线性流水线C.动态流水线D.静态流水线5 .通过(C)可减少数据相关带来的暂停。A.设置回路B.发送技术C.定向技术D.跳转技术6 . (B)是使用事先约定好的单元。A.间接给出B.隐式给出C.显示给出D.直接给出*7.在计算机系统层次结构中，从底层到高层，各层相对顺序正确的是：(B)A.汇编语言机器级一操作系统机器级一高级语言机器级B彳散程序机器级一传统机器语言机器级一汇编语言机器级C.传统机器语言机器级一高级语言机器级一汇编语言机器级D.汇编语言机器级一应用语言机器级一高级语言机器级8.流水线的技术指标不包括(A)A.相应比B.吞吐率C.加速比D.效率11.存储层次的性能参数包括(D)oA.容量、速度、宽度B.体积、宽度、价格C.容量、位数、价格D.容量、速度、价格16.全相联映像是指（A）。A.主存中的任一块都可装入Cache中任一位置B.主存中的任一块可装入Cache中固定的一组中的任一位置C.主存中的任一块只能装入Cache中唯一的一个位置D.主存中的任一块可装入Cache中任意一个组中的固定位置21.在下面描述的RISC指令系统基本概念中不正确的表述是（A）。A.选取使用频率低的一些复杂指令，指令条数多B.指令长度固定C指令功能简单D.指令运行速度快。22.在数据流计算机中，一条指令能否执行的主要依据是（D）。A.PC程序计数器所指定B.操作数地址形成C下一条指令已准备好D.操作数全部到达23.计算机系统机构的外特性是指（C）所看到的外特性。A.应用程序员B.高级语言程序员C.机器语言程序员或编译程序编写者D.包括以上各级程序员填空题6.当处理及访问存储器时，需要访问的数据在Cache中，则称为 （Cache命中），这时系统自动将（存储地址）转换成（Cache地 址）。8.可以从三个方面改进Cache的性能：（降低失效率）、（减少失 效开销）、（减少cache命中时间）。*13.流水性性能分析中，三项性能指标（吞吐率）、（加速比）、（效 率）。*14.计算机系统结构是程序员所看到的计算机属性，即（概念性 结构）和（功能特性）。15 .（块号）用于查找该块在Cache中的位置。16 .存储器是计算机系统的核心部件之一，在冯诺依曼的体系结 构下，绝大多数程序访问的指令和依据都是（相对簇聚）的。23 .在设计指令系统时，有两种截然不同的设计策略（CISC）、（RISC）o*24.Amdahl定律表明系统的加速比依赖于（可改进比例）和（部 件加速比）两个因素。*28.高速通信网络将多台高性能工作站或微型机互连机构称机群 系统，其系统结构形成属于（多指令流数据流）计算机。30 .从位置上分计算机的存储器分为两大类：一类叫内部存储器， 简称为内存或主存；一类叫外部存储器，简称（外存）。31 .计算机体系结构经典定义中的程序员是指（汇编语言）程序员。32 .从主存的角度来看，Cache-主存层次：弥补主存（速度）的不 足。*33.多功能流水线按照同一时间段内各段之间的连接方式的不同, 还可以分（动态流水线）、（静态流水线）。37.提高计算机系统并行性的主要技术途径有（时间重叠）、（资源 重复）、（资源共享）。* 38.（相前后兼容）指的是按某个时期投入市场的某种型号机器 编制的程序，不加修改地就能运行于在它之（前后投入市场）的 机器。* 41.流水线相关有三种（控制相关）、（数据相关）和（结构相关）o 46.程序执行时所访问存储器在时-空上是相对地簇聚，这种簇聚 包括（指令）和（数据）两部分。* 47.存储层次的四个问题（映象规则）、查找算法、替换算法、写 京 Wn o48.（资源共享）是降低成本，提高设备的利用率，网络打印技术 就是分布系统中资源共享的典型实例。* 50CPU中用来存储操作数的存储单元主要有：（堆栈）、（累加 器）、（通用寄存器组）。* 56.流水线深度受限于流水线的（延迟）和（额外开销）。* 57.（系列机）是具有相同体系结构，但组成和实现不同的一系 列不同型号的计算机系统。* 61.在CPU中，（累加寄存器）可用于传送和暂存用户数据，为 ALU执行算术逻辑运算提供工作区。65.多层存储层次是利用（程序局部性）原理来设计的。68指令的执行可采用（顺序执行）、（重叠执行）和（流水线）三 种方式。*69.计算机系统可分为三大类-按系统结构的观点来看（单处理系 统）、（并行与多处理系统）、（分布式处理系统）。75.通道分为三种类型：（字节多路通道）、（选择通道）和（数组 多路通道）。77.计算机体系结构的软硬界面是（指令集）。80 .多台光盘机组合在一起有三种结构：（光盘库）、（光盘塔）和 （光盘阵列）。81 .光子计算机从调制方式来分有两种类：（模拟式）与（数字式）。83.反应存储外设可靠性能的参数有（可靠性）、（可用性）和（可 信性）。89 .光计算机以（集成光路）为基本组成部件。90 .（存储区）用来存储信息的部件，是计算机重要的组成部分。*91.研究计算机系统结构的重点是（空）软、硬件交界面（空）, 其主要的目的是提高（计算机的性能/价格比）。*92.量子计算机也可以通过（通用逻辑门路）操作组合实现。