1、一、（20分）選擇題：1、在計算機系統結構來看，機器語言程序員看到的機器屬性是（ C ）。A)計算機軟件所要完成的功能 B)計算機硬件的全部組成C)編程要用到的硬件知識 D)計算機各部件的硬件實現2、對匯編語言程序員透明的是（A）。 A)I/O方式中的DMA訪問方式B)浮點運算C)程序性中斷 D)存取操作數3、用循環表示PM2-1的互連函數，應該是（A）。A)（6 4 2 0）（7 5 3 1）B)（0 2 4 6）（1 3 5 7）C)（0 1 2 3 4 5 6 7）D)（7 6 5 4 3 2 1 0）4、在提高CPU性能的問題上，從系統結構角度，可以（C ）。P10A)提高時鐘頻率 B

2、)減少程序指令條數 C)減少每條指令的時鐘周期數 D)減少程序指令條數和減少每條指令的時鐘周期數5、能實現指令、程序、任務級并行的計算機系統屬于（D）。A)SISDB)SIMDC)MISDD)MIMD6、計算機系統結構不包括（A）。P4A)主存速度 B)機器工作狀態 C)信息保護 D)數據表示7、"一次重疊"中消除"指令相關"最好的方法是(A)。A)不準修改指令 B)設相關專用通路 C)推后分析下條指令 D)推后執行下條指令8、重疊寄存器技術主要用于解決在RISC系統中因（ B ）而導致的問題。P121A)JMP指令影響流水線 B)CALL指令的現場保護

3、C)只有LOAD和STORE指令帶來的訪問存儲器不便 D)存儲器訪問速度10、推出系列機的新機器，不能更改的是（A）。A)原有指令的尋址方式和操作碼 B)系統的總線的組成 C)數據通路寬度 D)存儲芯片的集成度11、在流水機器中，全局性相關是指（D）。A)先寫后讀相關 B)先讀后寫相關C)指令相關D)由轉移指令引起的相關12、下列說法不正確的是（D）。A)線性流水線是單功能流水線B)動態流水線是多功能流水線C)靜態流水線是多功能流水線D)動態流水線只能是單功能流水線13、結構不對稱的靜態互聯網絡是是（A）。A)線性陣列B)環網C)立方體網絡D)全連接網絡14、在系統結構設計中，提高軟件功能實現

4、的比例會（C）。A)提高解題速度 B)減少需要的存儲容量 C)提高系統的靈活性 D)提高系統的性能價格比15、多處理機主要實現的是（B）。P500A)指令級并行 B)任務級并行 C)操作級并行 D)操作步驟的并行16、蟲蝕尋徑以流水方式在各尋徑器是順序傳送的是（C）。A)消息B)包C)片 D)字節17、BSP計算機的并行處理機有16個處理單元，并行存儲器的存儲體個數為（D）。P463A)16B)1C)32D)1720、ILLIAC 是一種（C）。A)流水線處理機B)指令重疊處理機C)陣列處理機D)多處理機二、（10分）判斷題：1、對計算機系統中經常使用的基本單元功能，宜于用軟件來實現，這樣可降

5、低系統的成本。( F)2、由于RISC簡化了指令系統，因此，RISC上的目標程序比CISC上的目標程序要短一些，程序執行的時間就會少一些。（F）3、流水線調度是看如何調度各任務進入流水線的時間，使單功能線性流水線有高的吞吐率和效率。（T）4、無論采用什么方法，只要消除流水線的瓶頸段，就能提高流水線的吞吐率和效率。( F)5、在滿足Cache與主存的一致性方面，寫回比寫直達法好。（F）6、在多處理機上，各個任務的執行時間不同時，在個處理機總的運行時間均衡的前提下，取不均勻分配，讓各處理機所分配的任務數要么盡量的多，要么盡量的少，這樣，才可使總的運行時間減少。（F）7、Cache組相聯映象的塊沖突

6、概率比直接映象的高。（F）8、要使線性流水線的實際吞吐率接近于理想的最大吞吐率，應將子過程數分得越多越好。（F）9、在系列機內可以將單總線改為雙總線，以減少公共總線的使用沖突。( F )10、0-15共16個處理單元用Cube2單級互連網絡互連，第10號處理單元將連到第8號處理單元。（F）三、（10分）如果某計算機系統有3個部件可以改進，則這三個部件經改進后的加速比分別為：S1=30，S2=20，S3=10。（1）如果部件1和部件2改進前的執行時間占整個系統執行時間的比例都為30%，那么，部件3改進前的執行時間占整個系統執行時間的比例為多少，才能使3個部件都改進后的整個系統的加速比Sn達到10

7、？（2）如果3個部件改進前執行時間占整個系統執行時間的比例分別為30%、30%和20%，那么，3個部件都改進后系統的加速比是多少？未改進部件執行時間在改進后的系統執行時間中占的比例是多少？四、（10分）一臺模型機共有7條指令，各指令的使用頻率分別為35%，25%，20%，10%，5%，3%和2%，有8個通用數據寄存器，2個變址寄存器。（1）要求操作碼的平均長度最短，請設計操作碼的編碼，并計算所設計操作碼的平均長度。（2）設計8字長的寄存器-寄存器型指令3條，16位字長的寄存器-存儲器型變址尋址方式指令4條，變址范圍不小于±127。請設計指令格式，并給出各字段的長度和操作碼的編碼。0.

8、350.250.200.100.050.030.020.050.100.200.400.601.00這樣，采用Huffman編碼法得到的操作碼的平均長度為：H = 2×(0.35+0.25+0.20) + 3×0.10 + 4 ×0.05+ 5×(0.03 + 0.02) =1.6+0.3+0.2+0.25 =2.35五、（10分）在頁式虛擬存儲器中，一個程序由P1P6共6個頁面組成，系統分配給這個程序的主存只有4個頁面。在程序開始執行之前，P1至P4已經裝入主存。程序執行過程中依次訪問到的頁面如下：P1，P2，P3，P4，P5，P3，P6，P5，P2，

9、P1，P5，P2，P4，P1。采用LRU頁面替換算法對這4頁主存進行調度。(1)畫出主存頁面替換和命中的情況表。(2)計算兩種頁面替換算法的頁命中率。(3)假設每個數據平均被訪問10次，采用LRU頁面替換算法，為了使頁面失效率小于10-5，計算頁面大小至少應該為多少？六、（10分）有一個4段流水線，如下圖所示：其中，段S1和S3的執行時間均為200ns,段S2和S4的執行時間均為100ns。（1）分別使用公式和時空圖求連續流入4條指令的實際吞吐率和效率。（2）若瓶頸段S1可使用細分方法改造，瓶頸段S3可使用并聯方法改造，對改造后的流水線，分別使用公式和時空圖求連續流入4條指令的實際吞吐率和效率

10、七、（10分）設向量長度均為64，在CRAY-1機上所用浮點功能部件的執行時間分別為：相加6拍，相乘7拍，求倒數近似值14拍；從存儲器讀數6拍，打入寄存器及啟動功能部件各1拍，問下列各指令組，組內的哪些指令可以鏈接？哪些指令不可鏈接？不能鏈接的原因是什么：分別計算出各指令組全部完成所需要的拍數。(1)V0存儲器(2)V2V0*V1(3)V0存儲器(4)V0存儲器V1V2+V3V3存儲器V2V0*V1V11/V0V4V5*V6V4V2+V3V3V2+V0V3V1*V2V5V3+V4V5V3+V4八、（10分）假定有128個處理器,采用PM2I多級網絡互連,若網絡中的i=2的1級損壞,擬用Cubei多級網絡代替損壞的這一級,試說明最多需要幾級Cubei網絡?5九、（10分）A和B都是元素為浮點表示的64×64的二維數組，一次浮點加法的計算過程可由取數、求階差、對階、尾數加、規格化和存數共6個段組成，若每個段的執行時間均為t，請分別求出在下列結構不同的處理機上完成C=A+B所需的時間及相對于順序處理的加速比。（1）順序處理方式的處理機。（2）具有