计算机系统结构2013年试题A.doc

四川大学期末考试试题（闭卷） （2012-2013学年第2学期） 课程号： 304034030 课程名称： 计算机系统结构 （A卷） 任课教师：黄彦辉 、 倪云竹、 熊勇 适用专业年级：计算机科学技术2010级 学号： 姓名： 考试须知 四川大学学生参加由学校组织或由学校承办的各级各类考试，必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》和《四川大学考场规则》。有考试违纪作弊行为的，一律按照《四川大学学生考试违纪作弊处罚条例》进行处理。 四川大学各级各类考试的监考人员，必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》、《四川大学考场规则》和《四川大学监考人员职责》。有违反学校有关规定的，严格按照《四川大学教学事故认定及处理办法》进行处理。 题 号 一 二 三 四 五 六 卷面成绩 得 分 阅卷教师 阅卷时间 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）提示：在每小题列出的四个备选项中只有一个是符 1．系列机中软件兼容的根本特征是（ ）。 A. 向前兼容 B. 向后兼容 C. 向下兼容 D. 向上兼容 2．以下说法不正确的是（ ）。 A. 线性流水线是单功能流水线 B. 动态流水线是多功能流水线 C. 静态流水线是多功能流水线 D. 动态流水线只能是单功能流水线 3. 非线性流水线的特征是（　 ）。 A. 一次运算中使用流水线中的多个段 B. 一次运算中要多次使用流水线中的某些功能段 C. 流水线中某些功能段在各次运算中的作用不同 D. 流水线的各功能段在不同运算中可以有不同的连接 Cray-1向量处理机地洞存储器、流水线部件及寄存器打入各需1拍，现有如下向量指令： V3 <-- 存储器 （从存储器取数 6拍） V4 <-- V0 + V1 (向量加 6拍) V5 <-- V3 * V4 (向量乘 7拍) 向量长度均为 N， 则这三条指令的最短执行时间为（ ）。 A. 4 B. 6 C. 8 D. 12 10．多任务处理机实现的并行主要是 （ ） 。 A.微操作级并行 B.操作级并行 C.指令级并行 D.任务级并行 二、名词解释题（本大题共5小题，每小题4分，共20分） 解释每小题所给名词的含义，若解释正确则给分，若解释错误则无分，若解释不准确或不全面，则酌情扣分。 1．时间局部性：程序即将用到的信息很可能是目前正在使用的信息 2．名相关：如果两条指令使用了相同的名，但是他们之前没有数据流动，则称这两条指令存在名相关 3. 半性能向量长度：向量处理机的性能为其最大性能 的一半时所需的向量长度 1.细分瓶颈段与重复设置瓶颈段，前者用于工作可细分的情况，后者用于工作不可细分的情况，二者效果一样。 2．（6分）简述通过软件（编译器）来减少分支延迟的3种静态方法及它们的共同特点。 ①预测分支失败：沿失败的分支继续处理指令，就好像什么都没发生似的。当确定分支是失败时，说明预测正确，流水线则正常流动；当确定分支是成功时，流水线就把在分支指令之后取出的指令转换成空操作，并按分支目标地址重新指令执行。 ②预测分支成功：当流水线ID检测到分支指令后，一旦计算出了分支目标地址，就开始从该目标地址取指令执行。 ③延迟分支：主要思想是从逻辑上延长分支指令的执行时间，把延迟分支看成是由原来的分支指令和若干个延迟槽构成，不管分值是否成功，都要按照顺序执行延迟槽中的指令。 共同特点？ ②能够使本来面向某一流水线优化编译的代码也能高效地运行 ③硬件复杂性显著增加 4.（7分）写出平均访存时间AMAT的计算公式，并指出改进Cache性能可以从哪几个方面着手？ AMAT=命中时间+失效率*失效开销 减少命中时间台400MHz的计算机执行标准测试程序，程序中指令类型、执行数量和平均时钟周期数如下： 指令类型 指令执行数量 平均时钟周期数 整数 45000 1 数据传送 75000 2 浮点 8000 分支 00 2 求该计算机的有效CPI、MIPS和程序执行时间。