1 / 16
文档名称:

2022年湖北工程学院数据科学与大数据技术专业《计算机系统结构》科目期末试卷B(有答案).pdf

格式:pdf   大小:1,265KB   页数:16页
下载后只包含 1 个 PDF 格式的文档,没有任何的图纸或源代码,查看文件列表

如果您已付费下载过本站文档,您可以点这里二次下载

分享

预览

2022年湖北工程学院数据科学与大数据技术专业《计算机系统结构》科目期末试卷B(有答案).pdf

上传人:1781111**** 2024/5/11 文件大小:1.24 MB

下载得到文件列表

2022年湖北工程学院数据科学与大数据技术专业《计算机系统结构》科目期末试卷B(有答案).pdf

相关文档

文档介绍

文档介绍:该【2022年湖北工程学院数据科学与大数据技术专业《计算机系统结构》科目期末试卷B(有答案) 】是由【1781111****】上传分享,文档一共【16】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【2022年湖北工程学院数据科学与大数据技术专业《计算机系统结构》科目期末试卷B(有答案) 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。:..年湖北工程学院数据科学与大数据技术专业《计算机系统结构》科目期末试卷B(有答案)、在计算机系统的层次结构中,机器被定义为()(固件)、在尾数下溢处理方法中,平均误差最大的是()、计算机中优化使用的操作码编码方法是()。(书上为扩展编码法)A哈夫曼编码BASCII码CBCD码D扩展操作码4、系列机软件应做到()。,并向上兼容:..,,力争向下兼容5、()属于MIMD系统结构。、属计算机系统结构考虑的是()、块冲突概率最高的Cache地址映象方式是()、最能确保提高虚拟存贮器访主存的命中率的改进途径是():..、开发并行的途径有(),资源重复和资源共享。、与流水线最大吞吐率高低有关的是()、填空题11、互连函数通常有的表示方法有________法、输入输出对应表示法、________12、按照Flynn分类法,根据指令流和数据流的不同组织方式,计算机系统的结构可以分为SISD(单指令流单数据流)、MISD、________和________13、先行控制(Look-ahead)技术的关键是缓冲技术和预处理技术,以及这两者的相结合,通过对________和数据流的预处理和缓冲,能够尽量使________和________独立地工作,并始终处于忙碌状态。14、要实现两条指令在时间上重叠解释,首先需要付出________,其次,要处理好指令之间可能存在的________:..________和________16、基于寄存器-寄存器的向量指令是指________来自________或把操作后的结果写入向量寄存器。这类指令是向量指令集中最重要的指令。17、操作码的表示方法通常有3种,即________、________和扩展编码。18、多功能流水线各功能段同时可按不同运算或功能联接工作,称此流水线为________流水线。19、衡量向量处理机性能的主要参数是________和________20、LRU替换算法的实现方法有________和________三、判断题21、页面失效请求可以在每条指令执行到末尾时检测,以便在此时看是否调页。()22、系统是否设浮点运算指令,对计算机系统结构是透明的。()23、合并网络提供了一组新的指令,其中一条称为Fetch-and-Add指令,叫做取与加指令。()24、由于Cache存储器的地址变换和块替换算法是全硬件实现的,则Cache存储器对系统程序员是不透明的,Cache对处理机和主存间的信息交换是透明的。()25、单功能流水线只能完成一种固定功能。()26、异构机群的负载均衡任务优化调度问题可以描述为:寻找一个映射关系,将任务图TG映射到机群图PC,使作业时间最短。()27、在一段时间内相继发射多个任务,体现了并发性概念。()28、在一种机器的系统结构上实现另一种机器的指令系统,采用模拟方法比采用仿真方法更快捷。()29、系列机不再是方向,因为它约束了计算机系统结构的发展。():..32个处理器,其编号为0,1,A31,用Shuffle(Shuffle)互联函数时,第11号处理器与第26号处理器相联。()31、系列机应用软件应做到向前兼容,力争向下兼容。()32、指令存储器的作用是存放并执行指令。()33、条件转移是局部相关。()34、能做为评价其它置换算法标准的置换算法是RAND。()35、多数I/O系统的结构应面向操作系统设计,考虑如何在操作系统与I/O系统之间进行合理的软、硬件功能分配。()四、名词解释36、集中式共享多处理机:37、MPP:38、尽早重启动::..40、读后写冲突:41、紧密耦合系统::..、通过编译器对程序优化来改进Cache性能的方法有哪几种?简述其基本思想。43、表示寻址方式的主要方法有哪些?简述这些方法的优缺点。44、减少流水线分支延迟的静态方法有哪些?:..CPU性能公式简述RISC指令集结构计算机和CISC指令集结构计算机的性能特点。46、在标准的栅栏同步中,设单个处理器的通过时间(包括更新计数和释放锁)为C,求N个处理器一起进行一次同步所需要的时间。六综合题47、计算机系统字长32位,包含两个选择通道和一个多路通道,每个选择通道上连接了两台磁盘机和两台磁带机,多路通道上连接了了两台行式打印机,两台读卡机,10台终端,假定各设备的传输率如下:磁盘机:800KBps磁带机:200KBps行打机:::..端:1KBps计算该计算机系统的最大I/O数据传输率。48、有些机器实现了专门的锁广播一致性协议,实现上可能使用不同的总线。假设使用写广播协议,重新给出例旋转锁的时间计算。49、设一条指令的执行过程分成取指令、分析指令和执行指令三个阶段,每个阶段所需的时间分别为△t、△t和2△t。分别求出下列各种情况下,连续执行N条指令所需的时间。(1)顺序执行方式;(2)只有“取指令”与“执行指令”重叠;(3)“取指令”、“分析指令”与“执行指令”重叠。:..Cache和两路组相联Cache的平均访问时间以及CPU的性能。由计算结果能得出什么结论?1),时钟周期为2ns,;(2)两者Cache容量均为64KB,块大小都是32字节;(3)组相联Cache中的多路选择器使CPU的时钟周期增加了10%;(4)这两种Cache的失效开销都是80ns;(5)命中时间为1个时钟周期;(6)%,%。:..一、选择题、【答案】A2、【答案】A3、【答案】D4、【答案】B5、【答案】C6、【答案】C7、【答案】C8、【答案】D9、【答案】D10、【答案】C二、填空题11、【答案】函数表示法图形表示法12、【答案】单指令多数据流SIMD多指令多数据流MIMD13、【答案】指令流指令分析部件指令执行部件14、【答案】空间代价、关联15、【答案】线路交换包交换16、【答案】参加运算操作的向量向量寄存器17、【答案】程序的存储量程序的执行速度:..19、【答案】向量指令的处理时间向量长度为无穷量处理机的最大性能20、【答案】计数器法比较对法三、判断题21、【答案】错22、【答案】错23、【答案】对24、【答案】错25、【答案】对26、【答案】对27、【答案】对28、【答案】错29、【答案】错30、【答案】错31、【答案】错32、【答案】错33、【答案】错34、【答案】对35、【答案】对四、名词解释:..SMP。它一般由几十个处理器构成,各处理器共享一个集中式的物理存储器,这个主存相对于各处理器的关系是对称的,37、答:即大规模并行处理,按照当前的标准,具有几百台~几千台处理机的任何机器都是大规模并行处理系统。38、答:在请求字没有到达时,CPU处于等待状态。一旦请求字到达,就立即发送给CPU,让等待的CPU尽早重启动,继续执行。39、答:线性流水线指各段串行连接、没有反馈回路的流水线。数据通过流水线中的各段时,每一个段最多只流过一次。40、答:考虑两条指令i和j,且i在j之前进入流水线,指令j的目的寄存器和指令i的源操作数寄存器相同,而且j在i读取该寄存器之前就先对它进行了写操作,导致i读到的值是错误的。41、答:又称直接耦合系统。在这种系统中,计算机之间的物理连接的频带较高,一般是通过总线或高速开关互连,可以共享主存。五、简答题42、答:(1)数组合并。通过提高空间局部性来减少失效次数。有些程序同时用相同的索引来访问若干个数组的同一维,这些访问可能会相互干扰,导致冲突失效,可以将这些相互独立的数组合并成一个复合数组,使得一个Cache块中能包含全部所需元素。(2)内外循环交换。循环嵌套时,程序没有按数据在存储器中的顺序访问。只要简单地交换内外循环,就能使程序按数据在存储器中的存储顺序进行访问。(3)循环融合。有些程序含有几部分独立的程序段,它们用相同的循环访问同样的数组,对相同的数据作不同的运算。通过将它们融合成一个单一循环,能使读入Cache的数据被替换出去之前得到反复的使用。(4)分块。通过改进时间局部性来减少失效。分块不是对数组的整行或整列进行访问,而是对子矩阵或块进行操作。43、答:表示寻址方式有两种常用的方法::..)将寻址方式编于操作码中,由操作码在描述指令的同时也描述了相应的寻址方式。这种方式译码快,但操作码和寻址方式的结合不仅增加了指令的条数,导致了指令的多样性,而且增加了CPU对指令译码的难度。(2)为每个操作数设置一个地址描述符,由该地址描述符表示相应操作数的寻址方式。这种方式译码较慢,但操作码和寻址独立,易于指令扩展。44、答:(1)预测分支失败:沿失败的分支继续处理指令,就好象什么都没发生似的。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化为空操作,并按分支目标地址重新取指令执行。(2)预测分支成功:当流水线ID段检测到分支指令后,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。不管分支是否成功,都要按顺序执行延迟槽中的指令。3种方法的共同特点:它们对分支的处理方法在程序的执行过程中始终是不变的。它们要么总是预测分支成功,要么总是预测分支失败。45、答:CPU性能公式:CPU时间=IC×CPI×T其中,IC为目标程序被执行的指令条数,CPI为指令平均执行周期数,T是时钟周期的时间。相同功能的CISC目标程序的指令条ISC少于RISC的ICRISC,但是CISC的CPICISC和TCISC都大于RISC的CPIRISC和TRISC,因此,CISC目标程序的执行时间比RISC的更长。46、答:我们忽略读写锁的时间。N个处理器中的每一个都需要C个时钟周期来锁住与栅栏相关的计数器,修改它的值,然后释放锁。考虑最坏情况,所有N个处理器都要对计数器加锁并修改它的值,由于锁只能顺序访问计数器,在同一时间,只能有一个处理器修改计数器的数据。所以,总共要花NC个时钟周期使得所有的处理器都到达数据栅栏。六综合题47、解:本题要求计算通道的吞吐率,而且机器有一个多路通道,这就有两种可能:字节多路通道和数组多路通道。因为如果将多路通道组织成数组多路通道,某个时刻通道只能:..字节多路通道,该通道的最大传输率就是所有设备的传输率之和。所以在本题中,从性能上考虑,应组织成字节多路通道形式。所以此类通道的最大传输率为:()f=∑fi=f×2+f×2+f×10=(i=1..14)BYTE打印机传输率读卡机传输率终端传输率(2)两个选择通道连接的设备相同,所以只要计算其中一个通道的传输率既可。因为磁盘机的传输率大于磁带机。所以此类通道的传输率为:max{800,200}=800KBps所以本系统的最大数据传输率为:f=2×800+=。系统48、解:当实现了专门的锁广播一致性协议后,每当一把锁被释放的时候,和锁相关的值将被广播到所有处理器,这意味着在处理器对锁变量进行读操作的时候,未命中的情况永远不会发生。假定每个Cache都有一个数据块保留锁变量的初值。通过下表可以知道,10次上锁/释放锁的平均时间是550个时钟周期,总时间是5500个时钟周期。持续时间所有处理器都读(命中)锁0释放锁的处理器进行写(不命中)广播100读(命中)锁(处理器认为锁是空闲的)0一个处理器进行写交换广播,同时还有9个写广播1000一个处理器得到并释放锁的总时间110049、解:(1)每条指令的执行时间为:△t+△t+2△t=4△t连续执行N条指令所需的时间为:4N△t(2)连续执行N条指令所需的时间为:4△t+3(N-1)△t=(3N+1)△t(3)连续执行N条指令所需的时间为:4△t+2(N-1)△t=(2N+2)△t:..平均访问时间=命中时间+失效率×失效开销平均访问时间=+%*80=-路平均访问时间=*(1+10%)+%*80=-路两路组相联的平均访问时间比较低CPU=(CPU+存储等待周期)*时钟周期time执行CPU=IC(CPI+总失效次数/指令总数*失效开销)*时钟周期time执行=IC((CPI*时钟周期)+(每条指令的访存次数*失效率*失效开销*时钟周期))执行CPU=IC(*2+**80)=-wayCPU=IC(*2+**80)=-wayCPU相对性能比:time?=?,。因此这里选择两路组相联。