1、河北科技大学 20062007 学年第二学期计算机系统结构期末考试试卷学院 班级 姓名 学号 题号 一 二 三 总分得分阅卷人一、填空题(每空 2 分，共 20 分)1. 推动计算机系统结构发展的主要动力是_计算机应用_。2. _器件_的发展是促使计算机系统结构不断发展的最活跃因素。3. 衡量计算机系统性能可采用各种尺度，但最为可靠的衡量尺度是_时间_。4. CPI 表示执行每条指令所需的_平局时钟周期数_。5. 计算机系统中的数据表示是指可由硬件直接辨认的_数据类型_。6. 在向量处理中经常会遇到稀疏向量，为了节省存储空间和处理时间 _压缩向量_的表示方法。7. 在当今的 RISC 机的指令
2、系统中，全都是 _定字长 _指令格式。8. 增强向量流水处理性能的方法主要有：多功能部件并行操作和采用_链接_技术。9. 数组多路通道与设备之间的数据传送的基本单位是_数据块_。10. 数据流系统结构是基于数据驱动和_消息传送_的计算模型。二、单项选择题（每题 2 分,共 30 分）1计算机系统结构的外特性是指( 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2计算机系统的描述：TCRAY-1=1，12*8，64*(1-14)，说明该系统流水段为( ) 。 A.12 B.8 C.64 D.1-143计算机系统设计任务之一，在满
3、足功能要求基础上，进行设计优化，优化的主要衡量指标是( )。A. 硬件简化程度 B. 编程开销 C. 降低成本 D. 性能价格比4用软件方法可在一台现有的计算机(甲)上实现另一台计算机(乙)的指令系统，通常把乙机称为( )。A宿主机 B虚拟机 C. 目标机 D. 系统机5统计计算机性能测试结果有多种方法，其中( )最接近 CPU 的实际性能。A. 算术性能平均值 B几何性能平均值 C. 调和性能平均值 D峰值性能指标6.在设计指令系统时应注意：指令中各个不同含义的字段之间，在编码时应互相独立、互不相关。即( )原则： A正交性 B规整性 C.巳对称性 D可扩充性7采用先行控制技术需增设一些缓冲
4、部件，这些缓冲部件的深度之间存在的关系是( )。AD 指缓D 操作数D 读栈D 写栈 BD 操作数D 指缓D 读栈D 写栈CD 读栈D 写栈D 指缓D 操作数 DD 读栈D 写栈D 操作数D 指缓8用动态再定位形成访存物理地址的方法是在( )时进行的。A程序装入 B程序执行 巳程序编译 D程序连接9Cache 存储器地址映象算法中，( )所需硬件最少。A段相联映象法 B组相联映象法C. 直接映象法 D全相联映象法10特别适合于打印机等低速设备的总线数据宽度为( )。A. 可变长块 B定长块 C. 单字加定长块 D.单字（或单字节）11中断系统采用( )性能最佳。A. 全硬件实现 B全软件实现
5、C. 软硬结合 D.并行结构12如果快表采用堆栈替换算法，则( )，其命中率越高。A. 快表容量大 B快表查找速度快C. 快表用全硬件实现 D快表用软硬结合实现13在数据流计算机中，一条指令能否执行的主要依据是( )。APC 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14基于需求驱动和共享数据的计算模型是( )。A串归约系统结构 B图归约系统结构C. 数据流系统结构 D传统的系统结构15以下叙述中，错误的是( )。A采用分布式存储器以 MIMD 方式工作的多机系统将成为并行机发展的主流趋向B系列机具有相同系统结构，兼容机具有不同系统结构C. “先读后写”数据相
6、关只会出现在异步流动流水线中D归约机系统结构采取的是种滞后求值策略三、简答题(每小题 8 分，共 32 分)1简述标志符数据表示与描述符数据表示不同之处。(1) 标志符要与每个数据相连，两者存在一个存储器单元中；而描述符则和数据分开存放。(2) 要访问数据集中的元素时必须先访问描述符，这就至少增加一级寻址(3) 描述符可看成是程序的一部分，而不是数据的一部分：2. 简述 RISC 采用的主要技术。(1) 设置大量寄存器并采用窗口重叠技术。(2) 采用优化延迟转移技术。(3) 采用比较转移指令。(4) 采用优化编译技术。3. 简述提高主存带宽的主要方法。（ 1） 增 加 存 储 器 的 数 据
7、宽 度 ： 即 增 加 单 体 存 储 器 中 同 时 访 问 的 数 据 量 从 而 提高 吞 吐 率 。 （ 2） 采 用 存 储 器 的 多 体 交 叉 技 术 ， 多 个 存 储 体 作 为 存 储 器 的 并 行 模 块 ，使 总 的 数 据 吞 吐 率 得 到 提 高 。4. 简述向量流水线中，向量指令可以链接的前提条件。（ 1） 不 存 在 功 能 部 件 使 用 冲 突 。（ 2） 共 用 向 量 寄 存 器 中 的 向 量 长 度 、 起 始 地 址 ， 偏 移 量 等 均 要 相 等 。（ 3） 只 有 在 前 一 指 令 第 一 个 分 量 送 人 结 果 向 量 寄 存
8、 器 的 那 个 时 钟 周 期 方 可 链四、试比较在不同计算机系统中。计算下列表达式所需时间。其中，加法需要40ns，乘法需要 90ns。 （每小题 6 分，共 18 分）1. 若在具有一个通用 PE(处理单元)的 SISD 计算机中，数据传送时间忽略不计，计算该表达式所需时间 T 是多少?(1)进 行 8次 乘 法 、 7次 加 法 ， 全 部 顺 序 进 行 。所 需 时 间 T 8*90ns+7*40ns=loons=1us2. 若在 SIMD 计算机中，具有 8 个 PE，PE 间以线性圆环方式互连(以单向方式传送数据)，试分析该机计算上述表达式时的具体步骤及用于乘法和加法的时间开
9、销。(2)8次 乘 法 可 同 时 进 行 ； 7次 加 法 中 分 三 步 顺 序 进 行 ：第 一 步 ： 4次 加 法 并 行 ； 第 二 步 ： 2次 加 法 并 行 ； 第 三 步 ： 1次 加 法 。时 间 开 销 T运 算 90ns+3*40ns=210us所 以 ： T T 运 算 +T 传 递 210ns+70ns=280ns3. 在上述具有 8 个 PE 的 SIMD 计算机中，数据由一个 PE(处理单元)传送到另一个 PE 需要 10ns，计算该表达式所需全部时间是多少?(3)由 于 PE间 的 以 线 性 圆 环 互 连 ， 且 为 单 向 传 送 数 据 ， 乘 法 时 PE间 不 需 要 传 送 数 据 ，加 法 时 第 一 次 PE间 相 邻 ， 第 二 次 PE间 隔 为 2， 第 三 次 PE间 隔 为 4，即 T传 递 0+10ns+2*10ns+4*10ns=70ns。所 以 ： T T运 算 +T传 递 210ns+70ns=280ns
