1、四川大學(xué)期末考試試題（閉卷）（2006-2007學(xué)年第2學(xué)期）課程號(hào)：30403430 課程名稱： 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) （B卷） 任課教師：黃彥輝、倪云竹、熊勇適用專業(yè)年級(jí)：計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)2004級(jí) 學(xué)號(hào)： 姓名： 考試須知四川大學(xué)學(xué)生參加由學(xué)校組織或由學(xué)校承辦的各級(jí)各類考試，必須嚴(yán)格執(zhí)行四川大學(xué)考試工作管理辦法和四川大學(xué)考場(chǎng)規(guī)則。有考試違紀(jì)作弊行為的，一律按照四川大學(xué)學(xué)生考試違紀(jì)作弊處罰條例進(jìn)行處理。四川大學(xué)各級(jí)各類考試的監(jiān)考人員，必須嚴(yán)格執(zhí)行四川大學(xué)考試工作管理辦法、四川大學(xué)考場(chǎng)規(guī)則和四川大學(xué)監(jiān)考人員職責(zé)。有違反學(xué)校有關(guān)規(guī)定的，嚴(yán)格按照四川大學(xué)教學(xué)事故認(rèn)定及處理辦法進(jìn)行處理。題 號(hào)一二三四五六

2、卷面成績得 分閱卷教師閱卷時(shí)間一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無分1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的內(nèi)容不包括（ ）A） 指令系統(tǒng)的定義B） 軟硬件界面的定義C） 加法器的結(jié)構(gòu)D） 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的評(píng)價(jià)2依據(jù)Michael J.Flynn提出的按指令流和數(shù)據(jù)流的多倍性對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分類，INTEL 8086計(jì)算機(jī)屬于（ ）A）SISDB）SIMDC）MISDD）MIMD3非線性流水線是指（ ）A）存在分叉連接的流水線B）存在反向連接的流水線C）一個(gè)任務(wù)使用多個(gè)功能段的流水線D）動(dòng)態(tài)連接

3、的流水線4可以解決全局（控制）相關(guān)問題的方法是（ ）A）延遲形成條件碼B）延遲轉(zhuǎn)移指令的流水執(zhí)行C）由編譯程序優(yōu)化延遲轉(zhuǎn)移D）采用保存棧存放指令5向量收集指令用于（ ）A）對(duì)向量元素進(jìn)行代碼壓縮B）處理稀疏向量中的非零元素C）縮短向量指令的長度D）描述向量數(shù)據(jù)6下列關(guān)于存儲(chǔ)器的描述，哪個(gè)是正確的（ ）A）多體交叉存儲(chǔ)器主要解決擴(kuò)充容量問題B）Cache的功能全由硬件完成C）Cache與主存統(tǒng)一編址，即主存空間的某一部分屬于CacheD）“主存外存”的存儲(chǔ)層次是為了彌補(bǔ)主存速度的不足7信息可以分時(shí)地在兩個(gè)方向上傳輸?shù)目偩€稱為（ ）總線A）單工B）半雙工C）全雙工D) 單雙工8動(dòng)態(tài)分支預(yù)測(cè)是（ ）

4、A）根據(jù)編譯程序的提示進(jìn)行預(yù)測(cè)B）根據(jù)同一條轉(zhuǎn)移指令過去的轉(zhuǎn)移情況預(yù)測(cè)未來的轉(zhuǎn)移情況C）根據(jù)其它轉(zhuǎn)移指令過去的轉(zhuǎn)移情況預(yù)測(cè)未來的轉(zhuǎn)移情況D）根據(jù)固定的規(guī)則進(jìn)行預(yù)測(cè)9根據(jù)其設(shè)計(jì)，可以在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中廣泛使用的總線是（ ）A）USBB）PCIC）InfiniBandD）PCI Express10反映網(wǎng)絡(luò)在理想通信模式下通信帶寬的特性是（ ）A）度B）直徑C）帶寬總和D）等分帶寬二、填空題（本大題共10空，每空1分，共10分 ）1一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)算速度為2 MFLOPS，表示它的浮點(diǎn)運(yùn)算速度為每秒 萬次。2先行控制技術(shù)采用的兩個(gè)根本的措施是 技術(shù)和緩沖技術(shù)。3消除流水線瓶頸主要有兩種方法，即：分割瓶頸部件

5、的工作， 。4RISC機(jī)器中解決寄存器使用和調(diào)度問題時(shí)，可采用 法。5在向量機(jī)中，利用向量指令間存在的數(shù)據(jù) 來加快向量指令序列執(zhí)行速度的技術(shù)稱為鏈接技術(shù)。6處理器級(jí)總線又稱系統(tǒng)總線，主要連接 和主存。7虛擬存儲(chǔ)器主要用于解決計(jì)算機(jī)中主存儲(chǔ)器的 問題。8當(dāng)要訪問的主存的數(shù)據(jù)或代碼已經(jīng)存在于Cache中時(shí)，稱為 。9環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的等分寬度是 。10STARAN是一種 網(wǎng)絡(luò)。三、名詞解釋題（本大題共5小題，每小題4分，共20分），解釋每小題所給名詞的含義，若解釋正確則給分，若解釋錯(cuò)誤則無分，若解釋不準(zhǔn)確或不全面，則酌情扣分。1加速比2多發(fā)射3延遲轉(zhuǎn)移4并行訪問存儲(chǔ)器5阻抗匹配四、簡答題（本大題共4小題，

6、每小題5分，共20分 ）。1如果用度和直徑的乘積做指標(biāo)，請(qǐng)比較，靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)中，環(huán)形、網(wǎng)格、立方體，哪一種是比好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)？2假設(shè)在一臺(tái)40MHZ的處理機(jī)上運(yùn)行200000條指令的目標(biāo)代碼，程序主要由四種類型的指令所組成。根據(jù)程序跟蹤實(shí)驗(yàn)結(jié)果，已知指令混合比和每類指令的CPI值如下表所示。 指令類型指令所占比例CPI算術(shù)和邏輯60%1高速緩存命中的加載/存儲(chǔ)18%2轉(zhuǎn)移12%4高速緩存缺失的存儲(chǔ)器訪問10%8（1）試計(jì)算用上述跟蹤數(shù)據(jù)在單處理機(jī)上執(zhí)行該程序時(shí)的平均CPI。（2）根據(jù)（1）所得到的 CPI，計(jì)算相應(yīng)的MIPS速率3某超標(biāo)量計(jì)算機(jī)中，每個(gè)時(shí)鐘周期可以同時(shí)啟動(dòng)3條指令，另一超流水線計(jì)算機(jī)

7、可以每隔1/3時(shí)鐘周期啟動(dòng)一條指令。流水線都是4段，每段處理時(shí)間均為1個(gè)時(shí)鐘周期。若執(zhí)行6條指令的代碼序列，請(qǐng)畫出時(shí)空?qǐng)D，并回答在兩種計(jì)算機(jī)上各需多少個(gè)時(shí)鐘周期。4Cache命中率與哪些因素有關(guān)？五、問答題及分析題（本大題共3小題，每題10分，共30分 ）， 1（10分）某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用圖形協(xié)處理器后使圖形運(yùn)算速度提高到原來的20倍，而系統(tǒng)運(yùn)行某一程序后速度提高到原來的6倍，問該程序中圖形運(yùn)算所占的比例是多少？2（10分）在頁式虛擬存儲(chǔ)器中，假定各頁面按以下的請(qǐng)求順序訪問：12 14 2 34 56 23 14 56 12 12且在主存中只能容納4個(gè)頁面，按先進(jìn)先出方法替換，畫出主存頁面調(diào)入、替換和命中的情況表，計(jì)算命中率。3在一個(gè)具有五個(gè)功能級(jí)的流水處理機(jī)上，每級(jí)運(yùn)行時(shí)間相等，每一個(gè)任務(wù)需經(jīng)9拍才能完成，其預(yù)約表如下圖所示。（1）分別寫出禁止向量和初始沖突向量（2）畫出流水線的調(diào)度狀態(tài)圖（3）求出流水線的最小平均啟動(dòng)距離（4）求出此流水線的最大