计算机系统结构.docx

期末作业考核

《计算机系统结构》

满分100分

一、简答题（每题10分，共50分）

在动态再定位方式下,主存物理地址是什么时候形成的,这样做有什么好处？

答：在动态再定位方式下，主存物理地址是在指令执行的时候形成的，这样做有利于实现虚拟存储器管理和程序可再入性。

简述模拟和仿真的作用与区别。

答：主要区别是解释所用的语言不同，模拟用机器语言解释实现软件移植，解释程序存储在主存中，仿真则用微程序解释另一种指令系统实现软件移植，解释程序存储在控制存储器中。

数据流机与传统计算机的最主要区别在哪里，该类机器的并行性如何体现？

答：区别在于数据流机采用的是数据驱动的数据流方式，传统计算机则采用控制驱动的控制方式，体现在只要数据不相关和资源可利用，就可以并行，因而最有利于计算机并行性的开发。

按照弗林（Flynn）分类，阵列处理机属于哪一种，为什么？

答：陈列处理机属于多单指令流多数据流。陈列处理机是用简单规整的互联网络来确定处理单元的链接，采用互联网络将各个处理单元高速灵活联系在一起，尽可能多的pe可以无冲突的访问主存模块。

指令格式优化的主要目标是什么?

答：尽量可以用最短的位数来表示指令的操作信息和地址信息，使程序中指令的平均字长最短。二、方法题（共10分）

设16个处理单元编号分别为0,1,2,…,15,采用单级互连网络互连.当互连函数分别为

Cube2

Shuffle

(3)PM2-2

时,第8号处理单元分别与哪一个处理单元相连？要求分别写出函数的计算过程和结果.Cube2(8)=Cube2(1000)=1100=12号

Shuffle(8)=Shuffle(1000)=0001=1号PM2-2(8)=(8-2*2)mod16=4号

所以8号处理单元和12号，1号，4号处理单元相连。三、综合题（每题20分，共40分）

某一线性静态多功能流水线有5个子部件,即每个部件延时均为△t，其中1、2、3、5组成加法器，1、4、5组成乘法器；流水线输出可直接返回输入或存于锁存器中.现有向量A=(a0,a1,…,a4),B=(b0,b1,…,b4),欲求出其向量C=∑ai*bi,i=0,1,……4.

试画出此流水线完成该计算的时–空图,并标明流水线输入和输出数据的变化情况;

求出流水线的实际吞吐率和效率。

由于1，2，3，5组成加法器；1，4，5组成乘法器。

有一个主存–辅存存储层次.主存共有4个页面,辅存共有8个页面,每页由1024个字构成.采用全相联映像方式,替换算法为近期最少使用法(LRU)。

画出主存实地址、辅存虚地址的对应关系，并标明具体位数；

指出页表的行数和每行的最少需要多少位，并说明原因；

（3）对于如下虚页地址流：1，2，1，3，7，3，5，4，6，3，5，3，试画出随时间变化的主存中各实页的使用情况（假定开始时主存各页为空）

（4）求出命中率。

主存13

主存

13位

0

1

2

12位

3

0

1

2

3

4

5

6

7

（1）．

虚页号 页内位移

***10

***

10位

3位

3位

实页号

**

页内位移

10位

2位

（2）．主存有4个页面，实页号占2位，每页有1024个字，每页有10位，辅存有8页，虚页码为3，页表的行数为8

行。每行的最少位为2+1+10=13，其中实页号占2位，装入位占1位1，页内偏移占10位。

（3）．时间t

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1112

地址流

1

2

1

3

7

3

5

4

6

3

5 3

1

1

1

2

1

2

1

2

3

1

2

3

7

1

2

3

7

1

5

3

7

4

5

3

7

4

5

3

6

4

5

3

6

4

5

3

6

4

5

3

6

中 中 中 中中

（4）．所以命中率=5/12