计算机体系结构试题汇总(3)

（2） 计算其吞吐率、加速比和效率。 （3） 该流水线的瓶颈段是哪一段？可用哪几种方法消除该瓶颈？画出改进后

加法 1 2 3 乘法 4 5 的流水线。

五、（10分）

（1） 根据Amdahl定律写出系统加速比的公式。

（2） 某计算机系统有两个部件可以改进，这两个部件的加速比为： 部件加速比1＝30； 部件加速比2＝20；

如果部件1和部件2的可改进比例分别为30％和40％，求整个系统的加速比。

六、（10分）给定以下的假设，试计算直接映象Cache 和两路组相联Cache的平均访问时间以及CPU时间。

（1） 理想Cache（命中率为100%）情况下的CPI为2.0，时钟周期为2 ns，

平均每条指令访存1.2次。

（2） 两种Cache容量均为1 KB，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40个时钟周期。 （5） 命中时间为1个时钟周期。

（6） 1 KB直接映象Cache的失效率为13.3%，1 KB两路组相联Cache的失效

率为10.5%。

试题六

计算机系统结构

姓名： 学号：

一、名词解释（每题3分，共15分）

17. 透明性 2．数据相关 4．堆栈型机器 4．通道处理机 5. 失效开销

二、填空（每空1分，共20分）

1. 流水线相关有三种：（ ）、（ ）和（ ）。 2. 从执行程序的角度看，并行性等级可以分为：( )、（ ）、（ ）和作业或程序级并行。

3. 在存储层次中，常用的替换算法有（ ）、（ ）和（ ）。

4. 计算机系统中提高并行性的技术途径有（ ）、（ ）和（ ）三种。

5. 按照产生失效的原因不同，可把失效分为（ ）失效、（ ）失效和（ ）失效三类。

6. 通道可分为（ ）通道、（ ）通道和（ ）通道三种类型。

7. 设有一个“Cache-主存”层次，Cache为4块，主存为8块；试分别对于以下2种情况，计算访存块地址为6时的索引（index）。

(1)组相联，每组两块；索引为（ ）。 (2)直接映象；索引为（ ）。

三、简答题（每题5分，共25分）

1. 写出三级Cache的平均访问时间的公式。

2. 软件兼容有几种？其中哪一种是软件兼容的根本特征？

3. 试从目的、技术途径、组成等3个方面对同构型多处理机和异构型多处理机作一简单比较（列表）。

4. 有哪几种向量处理方式？它们对向量处理机的结构要求有何不同？ 5. 降低Cache失效率有哪几种方法（至少写出5种）？ 四、（20分）有一条静态多功能流水线由5段组成（如下图所示），加法用1、3、4、5段，乘法用1、2、5段，第2段的时间为2△t，其余各段时间均为△t，而且流水线的输出可以直接返回输入端或暂存于相应的流水线寄存器中。若在该流水线上计算 f＝A1*B1 + A2*B2 + A3*B3 + A4*B4,

（1）画出处理过程的时空图；

（2）计算其吞吐率、加速比和效率；

（3）该流水线的瓶颈段是哪一段？可用哪几种方法消除该瓶颈？画出改进后的流水线。

加法 1 2 3 4 5