试卷格式.doc

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1、（装订线内不要答题）复旦大学计算机科学技术学院《计算机体系结构》期末考试试卷A卷共4页课程代码：3.72.073.1考试形式：□开卷□√闭卷2010年7月（本试卷答卷时间为120分钟，答案必须写在试卷上，做在草稿纸上无效）专业学号姓名成绩题号一二三总分得分一．单项选择题：（30分）请在空格内填上最合适的字母序号(如A、B、C、D等)1.若考虑将系统中某一功能的处理速度加快为原来的10倍，但该功能的处理使用时间仅为整个系统运行时间40%，则采用此增强功能方法后，能使整个系统的性能提高为原来的约____B___倍。供选择的答案：A）1.45B）1.56C

2、）1.28D）1.362.五级流水线的MIPS中共有___D___个指令寄存器(IR:InstructionRegister)。供选择的答案：A）1B）2C）3D）4E）53.直接映象Cache的替换算法一般采用以下哪一种选择_____D______。供选择的答案：A）随机法B）FIFOC）LRUD）无选择4.设通道数据传送期选择一次设备的时间为TS，传送一个字节的时间为TD，则传送n个字节的选择通道，其最大流量等于D。供选择的答案：A）1/(TS+TD)        B）1/(TS+n·TD)     C）n/(TS+TD)        D）n

3、/(TS+n·TD)5．RISC机器采用的“延迟分支”技术，指的是通过由编译器选择合适的指令放入“延迟槽”内，从而对程序中的指令次序进行调度．下列的哪一种调度方法从性能改善角度来讲是最有效的：C．供选择的答案：A）从失败处调度（自转移不发生处移入）B）从成功处调度（自转移发生处移入）C）从前调度（把条转之前的指令调入）D）从目标处调度（复制目标指令）6．使用前瞻执行的浮点指令的执行依次包含以下四步：1A、2C、3E和4F供选择的答案：A）指令流出B）读操作数C）执行D）访问存储器E）写结果F）确认第5页（装订线内不要答题）7．指令的动态调度算法可用来

4、解决指令间的数据相关，Tomasulo算法的寄存器重命名技术主要用于解决_____C_D______类的数据相关。（可填入一个或多个答案）供选择的答案：A）RAWB）RARC）WAWD）WAR8．一条6个功能段的理想指令流水线，执行每个功能段都是一个节拍，先执行不出现任何相关性的L条指令，全部执行完后，再立即执行不出现任何相关性的2L条指令，根据流水线时空图，总共所需要的节拍数为：C。供选择的答案：A）3L+5B）3L+6C）3L+10D)6L–69．使用监听(Snoopy)机制的多处理机Cache一致性方案通常用于____C___多处理机系统。供选

5、择的答案：A）SIMDB）松散耦合C）用总线互连的D）交叉开关网络10．多核处理机属于（1）___D_____，它的通信机制为（2）____A_____。（1）答案：A）SISDB）SIMDC）MISDD）MIMD（2）答案：A）SMPB）NUMAC）网络通信一．计算及简答题：（40分）1．对一个采用虚拟存储技术的计算机，设有一个写策略为写回法的直接映象Cache，其Cache索引的访问时间是2ns，标识比较的时间是1ns，处理机访问Cache中数据的时间是4ns；TLB的地址转换时间为2ns。试问1）对采用物理Cache，读、写数据的命中访问时间各

6、至少多少？2）对采用虚拟Cache，读、写数据的命中访问时间各至少多少？解：1）采用物理cache，读命中2+4=6(ns)写命中2+2+1+4=9(ns)2）采用虚拟cache，读命中4(ns)写命中2+1+4=7(ns)2．某工作站采用时钟频率为15MHz、处理速率为10MIPS（MIPS：计算机每秒执行的百万条指令数）的处理机来执行一个已知混合程序，假定每次存储器存取为1周期延迟，试问：（1）此计算机的有效CPI是多少？（2）假定将处理机的时钟提高到30MHz，但存储器子系统速率不变，这样，每次存储器存取需要2个时钟周期。如果30%的指令每条只

7、需要一次存储器存取，而另外的5%指令每条需要两次存储器存取，还假定已知混合程序的指令数不变，并与原工作站兼容，试求改进后的处理机性能。解：（1）（2）依题意可知：30%的指令需要一次存储存取，则这些指令在处理器提高时钟频率第5页（装订线内不要答题）之后需要增加1个时钟周期；另外5%的指令需要增加2个时钟周期。设运行指令数为IC，则改进后性能提高情况可用CPU时间之比表示：3．若有一静态多功能流水线分5段，如下图所示：其中乘法流水线由1、2、3、5段组成，加法流水线由1、4、5段组成，每段的通过时间如图中所示。需要处理的计算任务为：a1´b1+a2´b

8、2+a3´b3+a4´b4。试指出并说明在流水线方式下所涉及的运算的最佳输入次序，给出在该次序下该计算任务需