系统结构试卷b11级

：级班 ：号位 考）线此过超得不题答（线订装 ：号学 ：名姓 2014年 月 日 考试用 广西大学课程考试试卷

（2013——2014学年度第二学期）

课程名称： 计算机系统结构

试卷类型：（A、B） 命题教师签名：

教研室主任签名： 主管院长签名：

题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 应得分 30 20 30 20 100 实得分 评卷人

一．填空题（每空2分，共30分）

1．SIMD并行处理机的两种基本结构是 和 。 2．Cache预取算法有 和 两种不同的方法。 3．指令系统结构功能设计有两种截然不同的方向，一个方向是采用强化指令功能的措施，而基于这种思想设计实现的计算机系统称为 ，另一个方向发展起来的是 。

4．指令重叠解释的相关处理方法有 和 两种。 5．为保持Cache与主存内容的一致，一般有两种更新主存内容的算法，它们分别为： 和 。

6．一个并行计算机模型可以用 、 、 、 和 这5个语义属性加以描述。

二．术语解释（每个4分，共20分）

1. MFLOPS 2. DOP 3. CRCW 4. 网络直径 5. 半性能向量长度

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三．分析计算题（每小题6分，共30分）

1. 某模型机有9条指令，其使用频度如表所示：

指令 ADD（加） STO（存） CIL（循环左移） 频度 30% 7% 3% 指令 SUB（减） JMP（转移） CLA（清加） 频度 24% 7% 20% 指令 JOM（按页转移） SHR（右移） STP（停机） 频度 6% 2% 1% 请画出Huffman树并编码，然后计算平均码长。

2. 设64个处理器编号分别为0、1、．．．、63，求按下函数作用的结果。 Shuffle(PM2-1(Cube0(31))) Butterfly(Cube2(PM2+2(55)))

3. 在CRAY-1机上，设向量长度均为44，所用功能部件执行时间分别为：相加需6拍，相乘需7拍，从存储器读/写数均需6拍，存入寄存器及启动功能部件（包括存储器）各需1拍。分析以下向量指令组执行所需的拍数。 （1）V3←存储器 （2）V0←存储器

V2←V0*V1 V3←V1+V2 V4←V1+V3 V5←V3+V0

4. 设某计算机的Cache—主存存储层次采用组相联映像和LRU替换算法，已知

主存容量为1MB，Cache容量为8KB，按4字块分组，每个字块的长度为8个字（32位/字）。假设Cache起始内容为空，CPU从主存单元0、1、2……2899依次读出2900个字，并重复此一读数序列共10次。问Cache的地址命中率为多少？

5. 设现有131个任务需要进入流水线，已知流水线的功能段都是为5个，流经每个功能段需要的时间相同，都是Δt。现在计算在下列情况下完成131个任务分别需要多少时间？

（1） 超标量流水线，每个时钟周期可以同时发射3条指令；

（2） 超流水线，每个时钟周期可以分时发射4次，每次发射1条指令； （3） 超标量超流水线，每个时钟周期可以分时发射4次，每次发射3条指令。

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四．综合计算题（每题10分，共20分）

1.试确定在下列四种计算机系统中，计算表达式S??(Ai?Bi)所

i?1128用的时间。其中，加法需用30ns，乘法需用50ns。在SIMD和MIMD计算机中，数据由一个PE（处理单元）传送到另一个PE需要10ns，而在SISD计算机中，数据传送时间可忽略不计。在SIMD计算机中，PE之间采用全连接互连，在MIMD计算机中，PE间以立方体连接方式互连。

（1） 具有一个通用PE的SISD系统；

（2） 具有一个加法器和一个乘法器的多功能部件的SISD计算机系统； （3） 有8个处理器的SIMD系统； （4） 有8个处理器的MIMD系统。

2.在一个四段的流水线处理机上需经7拍才能完成一个任务，其预约表如示，分别写出延迟禁止表F、冲突向量C，并确定最优调度方案，若按最优调度方案输入197个任务，求实际吞吐率、效率和加速比。

S1 S2 S3 S4

1 × 2 × 3 × 4 × × 5 × 6 × 7 × 考试过程中不得将试卷拆开 第 3 页（共3页）

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