2009系统结构试卷答案

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1、西奧电子科技大学研究生课程考试试题考试科目计算机菜统结构C二丿考试日期：竺年旦月—日考试方式：闭卷学生姓名：考试时间：120分任课教师：蒋明学号：一.单项选择题（共10分，每选1分）1.与流水线最大吞吐率高低有关的是（C）A.各个子过程的时间B.最快子过程的时间C.最慢子过程的时间D.最后子过程的时间2•在流水机器中，全局相关是指（D）A.先写后读相关B.先读后写相关C.指令相关D.由转移指令引起的相关3.初始冲突向量为（10110001）,下一个任务在2拍后送来，则新的冲突向量为（C）A.10111

2、111B.01011111C.10111101D.101110114.紧耦合多处理机主要是指（D）。A.多处理机的连接形式B.多处理机的通信方式C.每台处理机是否冇自己的存储器D.通过共享主存实现处理机间通信的5.设16个处理器编号为0,1,2…，15,用PM2+3单级网络互连，与13号处理器相连的处理器号是（A）A.5B.1C.7D.146.无阻塞网络指的是（C）A.同吋实现两对或多对入出端间的连接，均不会发生传送路径上的冲突B・多次连接实现多对入出端的连接，均不会发生传送路径上的冲突C.同时实现任

3、意两对或多对入出端间的连接，均不会发生传送路径上的冲突D.任意两对输入和输出端的连接都不会发牛冲突的网络3.多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关，贝U（B）A.可以并行执行B.不可能并行C.任何情况均可交换串行D.必须并行执行&并行（阵列）处理机主要实现的是（C）。A.作业级并行B.任务级并行C.指令操作级并行D.指令内操作步骤并行9•在共享主存的多处理机中，为减少访主存冲突，采用的方式一般是（A）A.并行多体交叉主存系统B.虚拟存贮器C.共享Cache存贮器D.用高速单体主存系统10.一个

4、计算作业可分解成多个任务分配到多个处理机上并行执行，E表示任务的执行时间，C表示任务的通信时间，为进一步缩短作业运行时间，可以采取的措施是（B）A.如果E/C值较小，则可进一步开发并行性B.如果E/C值较大，则可进一步开发并行性C.如果述有处理机可用，则可进一步开发并行性D.如果任务粒度较大，则可进一步开发并行性一.填空题（共20分，每题2分）1•衡量流水线处理机性能的指标主要是（吞吐率）和（效率）。1.消除流水线速度瓶颈的方法有（细分）和（重置）两种。2.异步流动流水线会出现顺序流动流水线不可能发生

5、的（先读后写）相关和（写写）相关。3.衡量任务粒度大小的一个依据是（任务执行时间E和通信时间C的比值）。4.网络中任意两个结点间距离的最大值称为网络（直径）,将网络中的结点任意分为基木相等的两部分,在所有分法屮，沿切口最小的连线数称为网络的（等分宽度）。1.N个节点的单级立方体网络的最大距离为（logzN）,PM2I单级网络的最大距离为（卜注］）27.0到15共16个处理单元用单级混洗网络，循环全混3次，其第9号处理单元将连至第（12）号处理单元。&多处理机可用FORK,JOIN语句來管理进程的并行，

6、其中，FORK用于（派生新的进程），JOIN用于（汇合先前已并发的进程）。9.多处理机间互连一般有总线、环形互连、（交叉开关）、（多端口存储器）和开关枢纽等几种形式。10.归约机是基于（需求）驱动的计算模型，它采用的是（滞后）求值的策略。一.应用题（共70分，每题10分）1.在CRAY-1机上，设向量长度均为64；所用浮点功能部件的执行时间分别为相加需6拍，相乘需7拍，求倒数近似值需14拍；从存储器读数需6拍；打入寄存器及启动功能部件各需1拍，问下列齐指令组，组内的哪些指令可以链接？哪些指令不可链接？

7、不能链接的原因是什么？并分别计算出各指令组全部完成所需的拍数。（I）vo<-存储器(2)V2-VO*V1V1-V2+V3V3-存储器V4-V5*V6V4-V2+V3（3）V0-存储器（4）VO-存储器V2<-VO*V1Vl-l/VOV3-V2+V0V3_V1*V2V5—V3+V4V5—V3+V4解：（1）三条指令可并行执行，总的执行时间取最大值：21+7+1+63=72拍（2）只要保证第1条指令较第2条指令提前1拍启动，则可与第3条指令链接。T2=（1+7+1）+（1+6+1）+63=80拍(3)第一

8、条指令与第二条指令可以链接，第二条指令与第三条有源向量寄存器V0冲突，第三条与第四条之间有加法功能部件的冲突，只能串行。T3=[(1+6+1)+(1+7+1)+63]+2*[(1+6+1)+63]=222拍(4)4条指令均可以链接。T4=8(访问)+16(求倒数)+9(乘)+8(加)+63=104拍1.有一个4段的单功能非线性流水线，其预约表如图所示：吋钟段号tlt2t3t4t5t6S1VVS2VJS3VS4(1)写出冲突向量、延迟禁止表，并画出冲突向量