高等计算机系统结构习题

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1、★★1、解释下列术语计算机系统结构计算机组成计算机实现【答案】计算机系统结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念。系统结构定义为由程序设计者所看到的一个计算机系统的属性，即概念性结构和功能特性，这里的程序设计者是指为机器语言或编译程序设计者所看到的计算机属性，是硬件子系统的概念结构及其功能特性，它是计算机系统的软、硬件的界面。计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现，包括机器内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。计算机实现是指计算机组成的物理实现。★★2、解释下列术语系列机兼容机模拟仿真【答案】所谓系列机是指在一个厂家内生产的具有相同的系统结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的

2、机器。不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机成为兼容机。系列机方法能够在具有相同系统结构的各种机器之间实现软件移植，为了实现软件在不同系统结构的机器之间的相互移植，可以采用模拟和仿真。模拟方法是指用软件方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。仿真是指用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法。★3、SIMD是指（）A、单指令流单数据流B、单指令流多数据流C、多指令流单数据流D、多指令流多数据流【答案】B★★4、从执行程序的角度看，并行性等级可分为哪些？【答案】指令内部并行、指令级并行、任务级或过程级并行、作业或程序级并行。★★★5、名词解释Amdahl定律、CPI【答案】A

3、mdahl定律：系统中某一部件由于采用某种更快的执行方式后整个系统性能的提高与这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。Fe=（改进前可改进部分占用的时间）/（改进前整个任务的执行时间）Se=（改进前可改进部分的执行时间）/（改进后改进部分的执行时间）则，改进后整个系统加速比为。每条指令平均时钟周期数CPI=CPU时钟周期数/IC（指令的条数）=其中=指令i在程序中执行的次数★★6、名词解释MIPS、MFLOPS【答案】MIPS==MFLOPS=★7、按照计算机系统层次结构，算术运算、逻辑运算和移位等指令应属于（）级机器语言。A、传统机器语言机器B、操作系统机器C、汇编语言机器D、

4、高级语言机器【答案】B★8、按照Flynn分类法，多处理机属于（）。A、SISDB、SIMDC、MISDD、MIMD【答案】D★★9、按照Amdahl定律，假设将某系统的某一部件的处理速度加快到原来的5倍，但该部件的原处理时间仅为整个运行时间的20%，则采用加快措施后能使整个系统的性能提高到原来的（）倍。A、1/0.36B、1/0.24C、1/0.45D、1/0.84【答案】D★10、对计算机系统结构，下列（）是透明的。A、浮点数据表示B、程序性中断C、访问方式保护D、阵列运算部件【答案】D★11、对汇编语言程序员，下列（）不是透明的。A、中断字寄存器B、乘法器C、移位器D、指令缓冲器【

5、答案】A★★12、下列（）兼容方式对系列机来说是必须做到的。A、向前兼容B、向后兼容C、向上兼容D、向下兼容【答案】B★★13、如果某一个计算任务用向量方式求解比用标量方式求解要快10倍，称可用向量方式求解部分所花费时间占总时间的百分比为可向量化百分比。请画出加速比与可向量化比例两者关系的曲线，并回答加速比为2和5时，可向量化百分比分别为多少。【答案】解：设可向量化百分比为x，加速比为y，根据Amdahl定律，有。图略则，。y=2时，x=y=5时，x=★★14、用一台433MHz的处理器执行标准测试程序，它包含的各类指令和相应的时钟周期数如下表，求有效CPI、MIPS速率和程序的执行时间

6、。指令类型指令数时钟周期数整数运算500001数据传送350002浮点运算120002控制传送70002【答案】解：=(50000*1+35000*2+12000*2+7000*2)/(50000+35000+12000+7000)=1.52周期/指令=执行时间t=(50000*1+35000*2+12000*2+7000*2)/(433*)=3.649*★15、假设对A机器指令系统的每条指令的解释执行可直接由B机器的一段微程序解释执行，则A称为（）。A、仿真机B、宿主机C、虚拟机D、目标机【答案】D★16、假设用软件方法在A计算机上实现B计算机的指令系统，则B称为（）。A、仿真机B、宿

7、主机C、虚拟机D、目标机【答案】C★17、在计算机系统层次结构图中，下列四个级别机器由下到上应按（）排列：（1）、汇编语言机器（2）、微程序控制机器（3）、传统机器语言机器（4）、操作系统机器A、（2）（3）（4）（1）B、（2）（4）（3）（1）C、（3）（2）（1）（4）D、（1）（2）（3）（4）【答案】A★★18、在计算机系统设计的方法中，“由中间开始”设计方法通常把“中间”取在（）。A、传统机器级和操作系统机器级之间B、操