武汉大学计算机学院《计算机系统结构》08级A卷B卷及答案.doc

武汉大学计算机学院

2010-2011学年度第一学期2008级

《计算机系统结构》期末考试试卷〔A〕〔开卷〕

姓名：学号：专业：

〔注：①考试时间为120分钟；②所有解答必须写在答题纸上。〕

一、单项选择题〔每题2分，共20分〕

1．设计一个计算机系统时，以下对系统结构透明的选择是〔〕。

【A】数据总线是64位还是32位【B】指令的寻址方式是否由操作码指明

【C】是否设置堆栈数据表示【D】I/O系统是采用通道还是外围处理机

2.在有通道处理机的I/O系统中，用户通过〔〕来向系统提出访问I/O设备的申请？

【A】通道指令【B】中断指令【C】无链通道指令【D】广义指令

3．RISC不采用的实现技术是〔〕。

【A】重叠存放器窗口【B】以微程序为主解释指令

【C】优化延迟转移【D】以硬联逻辑为主解释指令

4、编号为0—F的16个处理器采用PM2+3单级网络互连，第13号处理器连至第〔〕号处理器。

【A】4【B】5【C】6【D】7

5．流水计算机中采用“旁路技术”，可以解决〔〕。

【A】RAR相关【B】WAR相关【C】RAW相关【D】WAW相关

6、某I/O系统有两个选择通道，每个通道上都接有速率分别为500、450、600和500〔KB/S〕的四台设备。那么I/O系统的实际流量为〔〕KB/S。

【A】450【B】500【C】600【D】都不是

7、“直接用微程序去解释另一台系统结构不同的机器的指令系统、以实现软件的移植”方法，这种技术是〔〕。

【A】向前兼容【B】向后兼容【C】仿真【D】模拟

8、在Pentium处理器中，流水线对转移指令的猜想技术是〔〕。

【A】BHT【B】BTB【C】BTIB【D】都不是

9、在N个结点的混洗交换网络中，结点间的最大距离是〔〕。

【A】n次交换【B】n次混洗

【C】n次交换，n-1次混洗【D】n-1次交换，n次混洗

10、德国时间2010年5月31日公布的第35届全球超级计算机TOP500排行榜中，我国星云超级计算机系统排名是〔〕。

【A】第一【B】第二【C】第三【D】第四

二、〔10分〕

假设在一台40MHz处理机上运行180000条指令的目标代码，程序主要由4种指令组成。根据程序跟踪实验结果，指令混合比和每种指令所需的指令数如下表所示：

指令类型

CPI

指令混合百分比

算术和逻辑运算

1

54%

Cache命中时的加访问

2

18%

转移

4

18%

Cache失效的访问

6

10%

(1)计算在单处理机上用上述数据运行程序的平均CPI。

(2)根据(1)所得CPI，计算相应的MIPS速率。

三、〔10分〕某模型计算机有7条指令，各指令使用频度分别为0.40,0.26,0.15,0.06,0.05,0.04,0.04。试求出操作码的Huffman编码和扩展编码，并求其平均码长和信息冗余量。〔H=2.27〕

四、〔10分〕假设某机要求有：三地址指令4条，单地址指令255条，零地址指令16条。设指令字长为12位，每个地址码长3位。问能否以扩展操作码为其编码？如果其中单地址指令为254条呢？说明其理由。

五、〔10分〕有一字节多路通道连接磁盘、磁带、打印机三个设备。磁盘以20μs的间隔向控制器发DMA请求，磁带以25μs的间隔发DMA请求，打印机以40μs间隔发DMA请求。字节多路通道选择设备的时间为4.5μs，传送一个字节需要的时间为0.5μs。试问该通道能否正常工作?

ⅠⅡⅢⅣ2Δt???????????

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

2Δt???????????4Δt?????????2Δt?????????2Δt

七、〔10分〕有一5功能段非线性流水线，预约表如下：

时间t

1

2

3

4

5

6

7

K=1

∨

∨

K=2

∨

∨

K=3

∨

∨

K=4

∨

∨

K=5

∨

∨

〔1〕写出其禁止表和冲突向量，画出流水线调度状态有向图；

〔2〕分别写出不等间隔调度和等间隔调度两种方案中的最优调度方案，平均延迟各是多少？

〔3〕按不等间隔最正确调度方案连续输入5个任务，画出时空图。

八、〔10分)图(A)和(B)分别是N=8个结点的间接二进制n方体多级网络和多级混洗交换网络。分别在(A)、(B)图中要求同时实现PE5到PE0、PE7到PE1的连接，描述其路径。如有阻塞那么指明其路径上的开关号。

0

0

1

2

3

4

5

6

7

输出端

0

1

2

3

4

5

6

7

输入端

A

B

C

D

E

F

G

H

I

L

J

K

(A)

A

B

C

D

E

F

G

H

I

L

J

K

输入端

0

1

2

3

4

5

6

7

输出端

0

1

2

3

4