計算機體系結(jié)構(gòu)計算機體系結(jié)構(gòu)》試卷共1頁（第1頁）各題均須在答案區(qū)域內(nèi)作答，超出黑色邊框區(qū)域的答案無效！■■■■■■■■■■■■《計算機體系結(jié)構(gòu)》期末考試A卷姓名：專業(yè)：學號：學習中心：一、填空題（每空1分，共14分）當代計算機體系結(jié)構(gòu)的概念包括指令集結(jié)構(gòu)、計算機組成和計算機實現(xiàn)三個方面的內(nèi)容?？刂葡嚓P包括由分支指令、授權(quán)控制、人員控制等引起的相關。3?虛擬存儲器的三種管理方式是段式管理、頁式管理、和段頁式管理。4.Amdahl定律表明系統(tǒng)的加速比依賴于被加速部分在系統(tǒng)中所占的比例和對被加速部分的性能提高程度兩個因素。5?通?？赡艹霈F(xiàn)的流水線的相關性有資源相關，數(shù)據(jù)相關和控制相關?！觥觥队嬎銠C體系結(jié)構(gòu)《計算機體系結(jié)構(gòu)》試卷共2頁(第2頁)其它各題須在答案區(qū)域內(nèi)作答，超出黑色邊框區(qū)域的答案無效!輸入*LsiAt2輸入*LsiAt2AtjAti常比輸出Atj二、名詞解釋(每題2分，共16分)透明性：在通信網(wǎng)中，不改變信號形式和信息內(nèi)容的端到端傳輸。兼容機：是由不同公司廠家生產(chǎn)的具有相同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的計算機。程序定位：一般指某一列數(shù)據(jù)的位置。失效率：是指工作到某一時刻尚未失效的產(chǎn)品，在該時刻后，單位時間內(nèi)發(fā)生失效的概率?？毂?是一種特殊的高速緩沖存儲器(Cache)，內(nèi)容是頁表中的一部分或全部內(nèi)容。多功能流水線：具有多種功能、但在某段時間只呈現(xiàn)一種功能的流水線。超標量計算機：CPU架構(gòu)是指在一顆處理器內(nèi)核中實行了指令級并行的一類并行運算。相聯(lián)度：在組相聯(lián)中，每組Cache中的塊數(shù)。三、簡答題(每題5分，共30分)若某機要求有：三地址指令4條，單地址指令192條，零地址指令16條。設指令字長為12位，每個地址碼長3位。問能否以擴展操作碼為其編碼？若能夠構(gòu)成指令系統(tǒng)，則分配的情況應如下：三地址指令：000XXXXXXXXX-011XXXXXXXXX單地址指令:100000000XXX—111111110XXX此時只能再擴展出8條零地址指令，無法構(gòu)成64條零地址指令，即無法構(gòu)成這樣的指令系統(tǒng)。簡述RISC指令集結(jié)構(gòu)的設計原則。選取使用頻率最高的指令，并補充一些最有用的指令；每條指令的功能應盡可能簡單，并在一個機器周期內(nèi)完成;所有指令長度均相同；只有Load和Store操作指令才訪問存儲器，其它指令操作均在寄存器之間進行；以簡單有效的方式支持高級語言。什么是存儲系統(tǒng)？是計算機的重要組成部分之一。存儲系統(tǒng)提供寫入和讀出計算機工作需要的信息(程序和數(shù)據(jù))的能力，實現(xiàn)計算機的信息記憶功能。現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中常采用寄存器、高速緩存、主存、外存的多級存儲體系結(jié)構(gòu)。地址映象方法有哪幾種？它們各有什么優(yōu)缺點？全相聯(lián)映象。實現(xiàn)查找的機制復雜，代價高，速度慢。Cache空間的利用率較高，塊沖突概率較低，因而Cache的失效率也低。直接映象。實現(xiàn)查找的機制簡單，速度快。Cache空間的利用率較低，塊沖突概率較高，因而Cache的失效率也高。組相聯(lián)映象。組相聯(lián)是直接映象和全相聯(lián)的一種折衷。按照流水線中是否有反饋回路來分，流水線可分為哪兩類？答。線性流水線：流水線的各段串行連接，沒有反饋回路。非線性流水線：流水線中除有串行連接的通路處，還有反饋回路。簡述馮.諾依曼計算機的特征。1、單處理機結(jié)構(gòu)，機器以運算器為中心；2、采用程序存儲思想；3、指令和數(shù)據(jù)一樣可以參與運算；4、數(shù)據(jù)以二進制表示；5、將軟件和硬件完全分離；6、指令由操作碼和操作數(shù)組成；7、指令順序執(zhí)行。四、問答與計算題(第1題10分，第2、3題每題15分共40分)1?某機主存容量為512KB，Cache的容量為32KB，每塊的大小為16個字(或字節(jié))。劃出全相聯(lián)方式主、緩存的地址格式、目錄表格式及其容量。答:全相IK映象方式：主存與緩存分成相同大小的數(shù)據(jù)塊'牛療的某一數(shù)據(jù)塊可以裝入緩存的任意一塊空間To根據(jù)已知條件可以求得：TOC\o"1-5"\h\z主存塊數(shù)：512K/.I6=32K=215；(緩存塊數(shù)：32K/16=2K=2H；匸塊內(nèi)地址=16=24「IS430主存地址|主存塊號Bi|塊內(nèi)地址|1443V緩存地址|緩存塊號曲~|塊內(nèi)地址|2612II10目錄表主療塊地址|緩存塊地址有效位|容量：與綴沖塊數(shù)量相同即211=2048(或32K/16=2048)“2?用一條4段浮點加法器流水線求8個浮點數(shù)的和：Z=A+B+C+D+E+F+G+H,求流水線的吞吐率、加速比和效率，其中At】二△t2二413二At4二At?！觥觥队嬎銠C體系結(jié)構(gòu)》試卷共《計算機體系結(jié)構(gòu)》試卷共1頁(第3頁)各題均須在答案區(qū)域內(nèi)作答，超出黑色邊框區(qū)域的答案無效!■■■■■■■■■■■■Z-UA+B.+IC+DJ]+L(E+Fi+[QiHJ]AHJC-HJE+Fg+HA+&+CH)用一采也按萍點帥崔尋謔水線或￡牛致之和的流水竦時空倒7甘浮盤加祛扯用了館十時胖礙嗎.n71胡就錢怖吞吐率為：卅=二==0.47—7?15.AjAjSS*■統(tǒng)的加建比.V=z：-=4''，ir=1-87..廠Tq4x7.A/.._猱祇現(xiàn)的戢率為：A==；——^0-47k-?Ti4x15'Ai13?—個程序由五個虛頁組成，采用LFU替換算法，在程序執(zhí)行過程中依次訪問的地址流如下：4，5，3,2,5,1，3，2,3,5,1,3可能的最咼頁命中率是多少？至少要分配給該程序多少個主存頁面才能獲得最高的命中率。如果在程序執(zhí)行過程中訪問一個頁面，平均要對該頁面內(nèi)的存儲單元訪問1024次，求訪問存儲單元的命中率。(1)4H-^X(0h35+07M20>+3X0,1044XQ,05+5X(0.03+0.02)=1.5-K}.3-hD^+0,252)=2.35(3)答案：解；三種替換算注的替換過稈：賈地川?流232I52S3252HT02222555五3333命中3^33332222255I11444442調(diào)調(diào)命調(diào)替替替侖替命替替進進中進換撫