系统结构习题

选择题 第一章

对计算机系统结构，下列（ ）是透明的 阵列运算部件

计算机使用的语言是（ ）。 分属于计算机系统各个层次 实现汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是由（ ）。 汇编程序翻译 系列机软件必须保证（ ）。 向后兼容，力争向上兼容 输入输出系统硬件的功能对( )是透明的。 应用程序员 并行处理发展通过资源共享途径形成了( )。 分布式处理系统 利用时间重叠实现并行处理的是( )。 流水处理机

就使用语言的角度而言，可将计算机系统看成是按功能划分的（ ）组成的层次结构

多个机器级

利用资源重复实现并行处理的是（ ）。 阵列处理机 计算机系统结构也称计算机体系结构，指的是( )。 传统机器级 计算机的结构与组成不包括（ ）。 操作系统

字串位并是指同时对一个字的所有位进行处理，其并行等级( )。 已经开始出现的并行性 计算机系列化的优点不包括( ) 同一系列内的软件一定是向下兼容的 开发并行性的途径有时间重叠、资源重复和（ ）。 资源共享 对计算机系统结构，下列（ ）是透明的 阵列运算部件 系列机软件必须保证向后兼容，一般应该做到（ ）。 向上兼容

用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法称为仿真，用机器语言解释实现软件移植的方法称为（ ）。 模拟 高级语言是由（ ）翻译成汇编语言程序 编译程序

就使用语言的角度而言，可将计算机系统看成是按功能划分的（ ）组成的层次结构

多个机器级

VonNenmann型计算机不具有的特点是（ ）。 以数据流驱动 位片处理是指计算机采用（ ）方式对数据进行处理。 字并位串

除了分布处理、MPP和机群系统外，并行处理计算机按其基本结构特征可分为流水线计算机，阵列处理机，多处理机和（ ）四种不同的结构。 数据流计算机

费林按指令流和数据流的多倍性把计算机系统分类，这里的多倍性指（ ）。 系统瓶颈部件上处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数 系列机在软件兼容上应该做到（ ）。 向后兼容，并力争向上兼容 计算机系统的层次结构按照由高到低的顺序分别为（ ）。

高级语言机器级，汇编语言机器级，传统机器语言机器级，微程序机器级 1TFLOPS计算机能力，1TBYTE/S的I/O带宽和（ ）称为计算机系统的3T性能目标。 1TBYTE主存容量 软件和固件的功能在逻辑上是( )的 等价

系列机软件一般应做到软件的向上兼容性，但必须保证 ( )。 向后兼容 计算机系统多级层次结构中，操作系统机器级的直接上层是（ ）。 汇编语言机器级 在计算机系统的层次结构中，机器被定义为（ ）的集合体

能存储和执行相应语言程序的算法和数据结构 微指令由（ ）直接执行 硬件

不同系列的机器之间，实现软件移植的途径不包括（ ）。 用统一的汇编语言 推出系列机的新机器，不能更改的是（ ）。 原有指令的寻址方式和操作码 在计算机系统设计中，比较好的方法是（ ）。 从中间开始向上、向下设计 计算机系统结构考虑的是（）。 主存容量和编址方式 从计算机系统结构上讲，机器语言程序员所看到的机器属性是（）。 编程要用到的硬件组织 计算机组成设计不考虑（）。 功能部件的集成度 以下说法中，不正确的是（）。软硬件功能是等效的，提高硬件功能的比例会 提高硬件利用率 对汇编语言程序员透明的是（）。 I/O方式中的DMA访问 模拟方法只适合于移植运行时间短、使用次数少、而且在时间关系上（ ）。 没有约束和限制的软件 对机器语言程序员透明的是（ ）。 主存地址寄存器

对系统程序员不透明的应当是（）。 虚拟存储器

计算机系统多级层次中，从下层到上层，各级相对顺序正确的应当是（）。 微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级 开发并行的途径有（），资源重复和资源共享 时间重叠

软件和硬件的交界面是机器语言、汇编语言程序设计者，或编译程序设计者看到的机器（）。 物理系统抽象 计算机系统结构不包括（）。 主存速度 第二章

尾数下溢处理平均误差可调整到零的方法是（ ）。 ROM查表法 下列浮点数尾数的下溢处理方法，相对较好的是( )。 查表法 堆栈型机器比通用寄存器型机器优越的是（ ）。

支持由逆波兰表达式将高级语言多元赋值语句直接编译生成堆栈指令程序 数据表示的含义是( )。 硬件能直接识别的数据类型

在IBM370系统中，支持操作系统实现多进程共用公用区管理最有效的指令是（ ）。

“比较与交换”指令

浮点数尾数基值rm=8，尾数数值部分长6位，可表示规格化正尾数的个数是（ ）。56个 浮点数尾数基值rm=16，除尾符之外的尾数机器位数为8位时，可表示的规格化最大尾数数值为( )。 255／256

RISC执行程序的速度优于CISC的原因是( )。 RISC的指令平均周期数较少 在尾数下溢处理方法中，平均误差最大的是( )。 截断法

以下不是设计RISC的原则的是（ ）。 指令条数多，通常超过100条 面向目标程序优化的思想是指（ ）。 A和B

尾数下溢处理平均误差可调整到零的方法是（ ）。 ROM查表法 计算机中优化使用的操作码编码方法是( )。 哈夫曼编码

在RISC结构的设计中，简单指令用硬联实现，（ ）指令用微程序实现 复杂 全Huffman编码结果是（ ）。 非唯一的

在CISC面向高级语言优化使用频度分析法中，对高频语句应（ ）。 增设新指令 RISC思想主要是基于什么样的目的( ) 减少指令的平均执行周期数 带标识符的数据表示简化了（ ）。 指令系统

按使用频度思想改进指令系统，对高频指令串应（ ）。 用新指令取代

一般通用寄存器型机器对堆栈数据结构实现的支持是较差的，其中之一的表现是在堆栈操作使用的（ ）。 机器指令数少，功能单一 在多用户机器上，应用程序员不能使用的指令是（）。 “启动I/O”指令

第三章

指令流水线属于( )。 处理机级流水线

流水线的效率，也称流水线设备的时间利用率是指流水线中设备的实际使用时间和流水线系统中（ ）。 整个运行时间之比

设一流水线由4子过程组成，1、3、4子过程需时间为1个Δt，而2子过程需时间3Δt，则流水线每隔（ ）流出一结果。 3个Δt

流水线的效率，也称流水线设备的时间利用率是指流水线中设备的实际使用时间和流水线系统中（ ）。 先写而后读的关联

指令的重叠解释是在第k条指令的操作完成前，就可以开始解释第k+1条的指令。所以重叠解释虽然不能加快一条指令的解释，却能（）。 加快相邻两条指令的解释 决定线性流水线最大吞吐率的是（ ）。 最慢功能段的执行时间

解释指令的流水线方式中，同一时间内，流水线的各段只能按同一种功能的连接方式工作称为（ ）。 静态流水线

一条4段流水线，每段执行时间为1ns，求该流水线执行100条指令最大效率为（ ）：0.971 指令的“一次重叠”解释是指（ ）。 “执行k”与“取指k+l”重叠

流水线结构中，每条指令执行过程中的取指令、执行等操作是（ ）。 顺序完成 假设一条指令的执行过程可以分为“取指令”、“分析”和“执行”三段，每一段的执行时间分别为△t、2△t和3△t，顺序执行n条指令至少需要花费的时间为：( ) 6n△t

假设一条指令的执行过程可以分为“取指令”、“分析”和“执行”三段，每一段的执行时间均为△t，连续执行n条指令所需要花费的最短时间约为（假设仅有“取指令”和“执行”可重叠并假设n足够大）：（ ） 2n△t

假设一条指令的执行过程可以分为“取指令”、“分析”和“执行”三段，每一段的执行时间分别为△t、2△t和3△t，连续执行n条指令所需要花费的最短时间约为（假设仅有“取指令”和“执行:”可重叠并假设n足够大）：（ ） 5n△t

假设一条指令的执行过程可以分为“取指令”、“分析”和“执行”三段，每一段分别只有一个部件可供使用并且执行时间分别为△t、2△t和3△t，连续执行n条指令所需要花费的最短时间约为（假设“取指令”、“分析”和“执行”可重叠并假设n足够大）：（ ） 3n△t

一条流水线可分为k段，各段的执行时间都是△t，共向该流水线输入n个任务，第n个任务结束于：（ ） (k+n-1)△t

重叠机器局部相关的处理方法有两类：推后后续指令对相关单元的读和( )。

设置相关直接通路

CRAY-1的流水线是( )。 一条多功能流水线

若输入流水线的指令既无局部性相关，也不存在全局性相关，则( )。

可获得高的吞吐率和效率

决定线性流水线最大吞吐率的是（ ）。 最慢功能段的执行时间 第四章

有关半性能向量长度，下面哪种说法正确( ) 该值是为达到一半最大性能所需要的向量长度

在不同结构的处理机上运行的矩阵乘法C＝A×B，假设A是m×n阶的矩阵，B是n×l阶的矩阵，则最少需要进行多少次乘法和多少次加法（ ）。 mnl,ml(n-1) 下列不属于向量处理方式的是( )。 超标量处理 第五章

基于硬件的前瞻是动态地根据（ ）来选择指令和指令的执行时间 数据相关性 记分牌技术不能克服的相关是（ ）。 控制相关

Tomasulo算法的寄存器换名技术的实现是通过（ ）实现的 保留站

连续执行100条指令时，一台2度的超标量处理机的最大效率是多少（假设这里的每条流水线是4段标准流水线的流水线）（ ）。 0.943

试比较在指令并行度较低的情况下，具有相同指令并行度的超标量处理机a和超流水线处理机b的效率（ ）。 a>b

连续执行100条指令时，一台5度的超标量超流水线处理机的最大效率是多少（假设这里的每条流水线是基于4段标准流水线的超标量流水线）（ ）。 0.9634

一台标量处理机，具有一条5级指令流水线，每级均耗时1个时钟周期，执行一个具有20条指令的代码序列。现将此标量处理机改为超流水线处理机，采用同样基准的指令流水线，不同的是每隔1/4个时钟周期发射1条指令，执行相同的代码序列。问前后两次执行的加速比。（ ） 2.46

在指令级高度并行的超级处理机中，下列叙述正确的是（ ）。 超流水线处理机着重开发时间并行性，要求高速时钟机制 第七章

替换算法中，随机算法是用软的或硬的随机数发生器发生主存中要被（ ）。

替换页的页号

从送入主存地址到Cache的读出或写入完成实际包括查表地址变换和访Cache两部分工作，因此可以让前一地址访Cache和后一地址的查表变换（ ）。 在时间上重叠或流水地进行 在多机系统中，多个处理机或I/O通道访问同一个主存模块或访问共享主存变量时，还会发生冲突，但这是（ ）。 访存冲突，而非互连网络冲突

在段页式存储管理中，是将实存机械等分成固定大小的页，程序按模块分段，每个段又分成与主存（ ）。 页面大小相同的页

在Cache的取算法中，系统为了便于硬件实现，因此有恒预取算法，该算法是只要访问到第i块，不论是否命中都（？？？）。 恒预取第i+1块

在多端口存储器形式中，将分布在交叉开关矩阵中的控制、转移和优先级仲裁逻辑分别（ ）。

移到相应的存储器模块的接口中

下面属于对Cache的优化技术中，可以降低失效开销的是（ ）。 非阻塞Cache技术 和全相联映像相比，组相联映像的优点是（ ）。 目录表小

替换算法要解决的问题是（ ）。 当页面失效，选择主存中哪个页作为被替换的页 一个二级虚拟存储器，CPU访问主存和辅存的平均时间分别为1μs和1ms.。实测此虚存平均访问时间为100μs。下面那种方法不能够使得该平均值减小( ) 增加辅存的容量 与虚拟存贮器等效访问速度无关的因素是（ ）。 辅存的大小 Cache存贮器常用的地址映象方式是（ ）。 组相联

计算机系统中主存一辅存存储层次或Cache一主存存储层次常用的替换算法是( )。

近期最少使用算法

全相联地址映象是指( )。 任何虚页都可装入主存中任何实页的位置 多端口存储器适合于连接（ ）。 紧耦合多处理机 不属于堆栈型替换算法的是（ ）。 先进先出法 采用Cache存储器主要是为了( )。 提高存储系统的速度

块冲突概率最高的Cache地址映象方式是（ ）。 直接相联 在Cache存储器中常用的地址映象方式是（ ）。 组相联映象 程序员编写程序时使用的地址是( )。 逻辑地址

下列关于虚拟存储器的说法，比较正确的应当是( )。 在主存命中率低时，改用堆栈型替换算法，并增大主存容量，可提高命中率 第八章

用户只能在目态程序中安排要求输入输出的广义指令，在进入相应的管理程序后首先开始执行（ ）。 这些输入输出管态指令

在数据传输过程中，经常使用数据通路宽度术语，数据通路宽度是指在（ ）。

数据传输的过程中所需要的数据总线的物理宽度

在以下输入输出控制器的管理方式中，外设的工作速度对计算机性能影响最小的是：（ ）。

I/0处理机方式

磁盘片中磁道与扇区的关系，以下说法正确的是（ ）。 扇区数要大于磁道数。 数据不经过CPU内部寄存器的输入输出方式是（ ）。 直接存储器访问方式 地址空间的组织方式有（ ）。 3地址空间、2地址空间、1地址空间和0地址空间等4种。

对输入输出系统的组织产生决定性影响的是哪些基本要求( ) 1)异步性 2)同步性 3)分时性 4)实时性 5)设备相关性 6)设备无关性 1，4，6

通道方式输入输出系统中，对优先级高的磁盘等高速设备，适合于连接( )。 选择通道 在数据传输过程中，经常使用数据通路宽度术语，数据通路宽度是指在（ ）。

数据传输的过程中所需要的数据总线的物理宽度

在选择通道方式中，优先级高的磁盘等中高速设备，进行输入输出传送时，适合于采用的数据宽度是( )。 可变长块

外部设备打印机适合于连接到( )。 字节多路通道 关于非专用总线三种控制方式中，下列叙述错误的是（ ）。

集中式独立请求，所有部件都用同一条“总线请求”线

“启动I/O”指令是主要的输入输出指令，是属于( )。 管态指令

磁盘外部设备适合于连接到（ ）。 数组多路通道或选择通道

总线控制机构为解决N个部件使用总线时优先次序的裁决，采用集中式定时查询，需另外增加控制线路根数为( )。 2+[log2N]

在配有通道的计算机系统中，用户程序需要输出时，引起的中断是( )。 访管中断 第九章

在超立方体函数中，当使用cub3函数时，两个相邻节点的二进制编码表示中应该（ ）。

第3位相异，其余位相同

为反映互连特性，每种互连网络可用一组互连函数来定义，则互连函数就是表示网络的（ ）。 出端号和入端号的一一对应关系

设16个处理器编号分别为0，1，2，…，15用Cube3互联函数时，第10号处理器连接到的处理器号是( )。 2

N个节点的互连网络，直径最短的是（ ）。 全连接网络 系统的互连方式中，成本最高的是（ ）。 交叉开关 多级混洗交换网络又称为( )。 Omega网络

16个处理器，编号0--15，采用单级互连网络相连，互连函数为？Shuffle（Shuffle），则第13号处理器将连到的处理器号是（ ）。 7

多处理机的互连方式采用总线形式的优点是（ ）。 硬件成本低且简单 在23×23Delta网络中需要2×2交叉开关模块个数为（ ）。 12

16个处理器用单级网络互连，将9号连到13号处理器，可用（ ）。 PM2+2 间接二进制n方体网络是一种（ ）。 多级立方体网络 第十章

在松耦合多处理机中，为了减少系统中各个处理机对存储器系统的访问冲突，因此一般情况下在松耦合系统中（）。 每个处理机独立大容量主存 能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属（ ）。 MIMD 紧耦合多处理机实现处理机机间通信靠的是（ ）。 共享主存

一个分布式共享存储器系统中有N个处理机，采用全映射目录，则目录项中有处理机位应该有（ ）。 N个

cache协议法中如果采用写作废协议，那么下面说法正确的是（ ）。

任一处理器写它的私有Cache时，都使所有其它的Cache中的副本失效。 依据Michael J.Flynn提出的按指令流和数据流的多倍性对计算机系统分类，多处理机属于（ ）。

MIMD

多处理机主要实现的是( )。 任务级并行

紧耦合的机器之间实现互联的方式是通过（ ）。 共享主存储器

松散耦合的机器之间实现互联的方式是通过（ ）。 文件或数据集合一级进行相互通信 属于MIMD系统结构的是（？？ ）。 松耦合多处理机和多计算机 多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关，则（ ）。 不可能并行 多处理机的各自独立型操作系统（ ）。 有较高的可靠性 第十三章

脉动阵结构是由一组处理单元构成的阵列，每个处理单元内部结构相同，当系统工作时，可以完成（ ）。 少数基本的算术逻辑运算

静态数据流计算机的显著特点是（ ）。 数据令牌没加标号 下列不是数据流计算特点的是( )。 设置状态

下列关于数据流计算机的描述，错误的是( )。 数据流计算机采用需求驱动，执行的操作取决于对数据的需求

动态数据流机最突出的特点是使( )。 令牌带上标号 判断题 第一章

若计算机系统的体系结构和硬件设计使编写程序时需要了解系统的结构细节，则对程序设计而言，该计算机系统有透明性。 X

MIPS和MFLOPS都可以用来准确地评价计算机系统的性能。 X 执行时间不是唯一的性能指标，但它是最普遍的性能表示形式。 Y 根据Moore定律，DRAM的周期时间是每三年降低四倍 X MIPS是测量计算机性能的一致性指标 X

在计算机性能测量中，调和平均的含义是单位时间机器能够执行的程序数 Y 平均每条指令的执行周期数（CPI）与程序无关。 X CPU性能公式中指令条数（IC）与指令集格式和编译器有关 Y

CPU的组织在一定程度上会影响CPU所能达到的频率。 Y 解释执行比翻译执行花的时间多，但存储空间占用较少。 Y 计算机体系结构设计这不必关心指令集具体实现 X

程序的时间局部性指程序即将用到的信息很可能与目前正在使用的信息在空间上相邻或者临近。 X

程序的空间局部性指程序即将用到的信息很可能就是目前正在使用的信息。 X

Amdahl定律揭示的性能递减规则说明如果仅仅对计算机中的一部分做性能改进，则改进越多，系统获得的效果越小。 Y

Amdahl定律中“可改进比例”指可改进部分在改进系统计算时间中所占的比例。 X Amdahl定律中“部件加速比”指可改进部分改进以后性能的提高。 Y 传统机器级的机器语言是该机的指令集。 Y 由汇编语言写成的程序叫做汇编程序 X

机器功能的软件和硬件实现在逻辑上是等效的，但性能价格比是不等效的。 Y 集成电路基片成本和基片面积有一定比例关系 Y 芯片研发费用指芯片毛利的一部分。 Y 集成电路芯片的成本主要取决于芯片生产数目。 X 响应时间必须通过运行“真实程序”获得。 Y 可以说向后兼容是系列机的根本特征 Y 软硬件功能是完全等效的。 X 机器工作状态的定义和切换对机器语言程序设计者来说是透明的。 X 基准程序能够完全预测一个程序在计算机上的运行性能。 X 随着时间的推移，计算机系统的成本会逐渐降低。 Y 计算机仿真适合在两种结构差距大的机器间运用。 X 第二章

数据对存储位置的限制比指令的少，因此更便于编译器优化。 Y

在利用Huffman算法构造Huffman树的过程中，先将所研究的指令按使用频度由小到大排序，每次选择其中最大的二个频度合并成一个频度做为它们二者之和的新结点 X

对操作码进行优化编码时，在了解每种指令在程序中出现的概率后，使用Huffman算法构造Huffman树，这样获得的Huffman编码是唯一的。 X 可以用典型程序来设计和优化指令集 X

RISC结构的机器性能一定要比CISC结构的机器性能高。 X 受应用程序的影响，计算机的地址位大约以每年1/2-1位的速度递增。 Y 现代CPU中已经没有堆栈型和累加器型的指令集结构。 X 编译器对应用程序的优化编译会增加控制指令在程序中所占的比例。 Y Load/Store型机器体系结构设计一定要遵循指令集结构的规整性要求。 X 由于RISC简化了指令系统，因此，RISC上的目标程序比CISC上的目标程序要短一些，程序执行的时间就会少一些。 X 当前没有任何一种指令集结构是堆栈型结构，因为它已经过时了。 X 第三章

对计算机系统中经常使用的基本单元功能，宜于用软件来实现，这样可降低系统的成本。X 处理机级流水线又称为指令流水线 Y

在流水线系统结构中，取指 分析和执行三部分是顺序进行的。 X

主存空间数相关是相间隔的两条指令之间出现对主存同一单元要求先写而后读的关联 X 在DLX流水线中，可以在ID段检测所有数据相关 Y DLX流水线中，所有数据相关都可以通过定向技术解决。 X 流水线深度受限于流水线的延迟和额外开销 Y

由于流水线的最大加速比等于流水线深度，所以增加流水段数总可以增大流水线加速比 X 用时空图上n个任务所占的时空区与m个段总的时空区之比可计算出流水线的效率 Y 流水线的效率在满负荷运行时可达1 X

虽然结构相关会影响流水线的性能，但是我们在具体的流水线设计中仍然允许一定的结构相关存在 Y

增加流水线的级数总可以增加流水线的性能 X

流水线加速比是指流水线最大润如率和实际吞吐率之比 X 流水线吞吐率是指单位时间内流水线所完成的任务数 Y

流水线可能达到其最大吞吐率 X 第四章

MIPS和MFLOPS是计算机性能衡量的两个可靠指标 X 程序在向量计算机上运行，不会出现数据相关和结构相关 X

向量处理机用每秒取得多少浮点运算结果来衡量机器速度，以MFLOPS作为测量单位 Y 在向量处理机中，链接只能在顺序的Convoy（向量指令并行集）之间进行 Y 第五章

编译器可以通过重新排列代码的顺序来消除相关引起的暂停 Y 第7章

2:1的Cache经验规则说明容量为N 的直接映象Cache的失效率约等于大小为N/2 的两路组相联Cache的失效率 Y

一些降低失效率的方法会增加命中时间或失效开销 Y 具有越低失效率的计算机系统性能越高 X 预取必须和正常访存操作并行才有意义。 X 伪相联cache具有快速命中与慢速命中两种命中时间 Y

伪相联cache取直接映象及组相联两者的优点，命中时间小，失效开销低 X Victim Cache是位于CPU和Cache间的又一级Cache X 具有越低平均访存时间的存储系统性能越高 Y 具有越低失效率的存储系统性能越高 X 具有越低平均访存时间的系统性能越高 X 支持“失效下命中”的cache是非阻塞Cache Y 预取必须和正常指令的执行并行才有意义 Y Cache中的写缓冲器导致对存储器访问的复杂化 Y 写回法Cache中不必使用写缓冲 X

评价第二级Cache时，应使用局部失效率这个指标 X

为减少平均访存时间，可以让容量较小的第一级Cache采用较小的块，而让容量较大的第二级Cache采用较大的块 Y

预取只有在处理器能继续执行其它指令的同时进行才有意义 Y 硬件预取通常需要非阻塞cache的支持 Y

Cache命中时间往往会直接影响到处理器的时钟频率 Y 采用容量小、结构简单的Cache会减小cache的命中时间 Y 写操作流水化会减小cache的命中时间 Y 素数模法是避免存储体冲突的一种方法 Y TLB是页表转换查找缓冲器 Y

TLB中的内容是页表部分内容的一个副本 Y Cache失效中必定包含强制性失效 Y Cache失效中必定包含容量失效 X Cache失效中必定包含冲突失效 X

组相联或直接映象Cache中才可能存在冲突失效 Y

硬件在预取时，如果出现虚地址故障或违反保护权限，就会发生异常 X 虚存系统所用的cache称为虚拟Cache X 第八章

通过操作系统的多进程技术可以完全回避I/O处理时间的问题。因为当一个进程在等待I/O处理的时候，另外的一些进程可以在CPU上运行 X 部件的可靠性通常可以用平均无故障时间来衡量 Y 有统一的时钟协调各个设备操作的总线是同步总线 Y 第九章

网络的拓扑结构指的是互连网入端可以实现连接的模式 X n维超立方体单级互连网络中的节点数为n X 第十章

解决多处理机Cache不一致性问题的基于链式目录的协议优点是限制了共享数据块的拷贝数量 X

多处理机中，两个程序段之间若同时有先写后读和先读后写2种相关，以交换数据为目的时，则必须并行执行，读写要完全同步，允许顺序串行和交换串行 X

分布式共享多处理机是存储器分布到各个处理器上的多处理机系统 Y

同步消息传递机制中，处理器一个请求发出后一直要等到收到应答结果才能继续运行 Y 在共享存储器上支持消息传递比在消息传递的硬件上支持共享存储器困难得多 X 由多个同种类型组成的处理机称为同构型多处理机 Y 多处理机系统由多个不同类型的处理机组成 X 第十二章 阵列处理机以多个处理机构成阵列 X

SIMD计算机的算法极大地依赖于机器的系统结构 X 填空题 第一章

( )以吞吐率为标准评价计算机性能 多道程序系统 ( ) 是指从事件开始到结束之间的时间。 响应时间

( )能够评价cache系统对整个CPU性能的影响。 CPU时间 Amdahl定律表明系统的加速比依赖于（ ）和（ ）两个因素。

被加速部分在系统中所占的比例 对被加速部分的性能提高程度

计算机组成指的是计算机系统结构的( )，计算机实现指的是计算机组成的( ) 逻辑实现 物理实现

应用程序语言经（ ）的（ ）成高级语言程序。 应用程序包 翻译 高级语言程序经（ ）的（ ）成汇编语言程序。 编译程序 翻译 汇编语言程序经（ ）的（ ）成机器语言程序 汇编程序 翻译 在操作系统机器级，一般用机器语言程序（ ）作业控制语句。 解释 传统机器语言机器级，是用（ ）来（ ）机器指令。 微指令程序 解释 微指令由（ ）直接执行。 硬件

在计算机系统结构的层次结构中，机器被定义为（ ）的集合体。

能存储和执行相应语言程序的算法和数据结构

目前M0由（）实现，M1用（ ）实现，M2到M5大多用（ ）实现。以（ ）为主实现的机器成为虚拟机。（ ）不一定全用软件实现，有些操作也可用（ ）实现。

硬件 微程序（固件） 软件 软件 虚拟机 固件或硬件 透明指的是（ ），它带来的好处是（ ），带来的不利是（ ）。

客观存在的事物或属性从某个角度看不到 简化 某级的设计 无法控制 计算机系统结构也称（ ），指的是（ ）。它是（ ）的交界面，是机器语言汇编语言程序设计者或编译程序设计者看到的（ ）的抽象

计算机体系结构 传统机器级的系统结构 软件和硬件/固件 机器物理系统 主存容量与编址方式的确定属于（ ），主存是否采用多体交叉属于（ ），主存器件的选定属于（ ）。 计算机系统结构 计算机组成 计算机实现

设计何种系列机属于（ ），系列机内不同型号计算机的组织属于（ ）。 计算机系统结构 计算机组成

是否采用通道方式输入输出的确定属于（ ），通道采用结合型还是独立型属于（ ）。 计算机系统结构 计算机组成

对PDP-11或VAX-11来说，单总线结构属于（ ），其机器级的I/O连接和使用方式属于（ ）。 计算机系统结构 计算机组成

于计算机组成和计算机实现关系密切，有人称它们为（ ），即计算机系统的（ ）和（ ）。 计算机实现 逻辑实现 物理实现

计算机系统结构可有（ ）、（ ）和（ ）三种不同的设计思路。 由上而下 由下而上 由中间开始

“由中间开始”设计的“中间”是指层次结构中的（ ），目前多数是在（ ）与（ ）之间。 软硬交界面 传统机器级 操作系统级

除了分布处理，MPP和机群系统外，并行处理计算机按其基本结构特征可分为（ ）、（ ）、（ ）、数据流计算机四种不同的结构。 流水线计算机 阵列处理机 多处理机 费林按指令流和数据流的多倍性把计算机系统分类，这里的多倍性指（ ）。

系统瓶颈部件上处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数 费林分类法能反映出大多数计算机的并行工作方式和结构特点，但只能对（ ）机器分类，不能对（ ）机器分类，而且对（ ）的分类不确切 控制流 数据流 流水线处理机 仿真是指（ ），进行仿真的机器称为（ ），被仿真的机器称为（ ）。 用微程序直接解释另一种机器指令系统 宿主机 目标机

经典计算机系统结构的实质是( )。 计算机系统中软、硬件界面的确定

计算机性能是（ ），（ ），（ ），可用性等多种指标的综合。 硬件 软件 可靠性 微型计算机的发展有两个趋势：一是维持价格提高性能，向( )靠拢，另一是维持性能降低价格，发展( )的计算机。 小型机 更低档

各种应用对结构设计提出广泛的要求，其中程序( ），高( ），高可靠性和便于维护等都是共同要求。 可移植性 性价比

模拟指用机器语言解释实现软件移植，进行模拟的机器称为（ ），被模拟的机器称为（ ）。 宿主机 虚拟机

（ ）尤其是微电子的迅速发展是计算机系统结构迅速改进的关键，是重要的物质基础。 器件 在同一器件技术水平上，进一步提高计算机系统性能的有效途径是开发（ ）。 并行性 从计算机系统执行程序的角度看，并行性等级由低到高分为（ ），（ ），（ ）和（ ）四级。 指令内部 指令之间 任务或进程之间 作业或程序之间

从计算机信息加工的步骤和阶段的并行性看，并行性等级可分为（ ），（ ），（ ）和（ ）。 存储器操作并行 处理机操作步骤并行 处理机操作并行 作业或程序之间 沿资源重复技术途径发展的同构型多处理机系统的典型结构代表是（ ）处理机 并行（阵列） 操作级并行的阵列机，按指令流、数据流及其多倍性划分属（ ）类型的计算机 SIMD 沿时间重叠技术途径发展的异构型多处理机系统的典型结构代表是（ ）处理机。 流水线 开发并行性是为了并行处理，并行性包括有（ ）性和并发性二重含义。 同时 开发并行性的途径有（ ），（ ）和（ ）。 时间重叠 资源重复 资源共享

并行性的开发和并行处理技术的研究实际上是（ ），（ ），语言，（ ）和性能评价研究的综合。 硬件 软件 算法

资源重复指在并行概念中引入( )，通过重复设置硬件资源来提高( )或性能，其最典型的例子是双工系统 空间因素 可靠性

费林按指令流和数据流的多倍性把计算机系统分成四大类。传统的单处理机属于（ ），阵列处理机和相联处理机属于（ ），处理机间的宏流水属于（ ），紧密耦合和松散耦合多处理机属于（ ）。 SISD SIMD MISD MIMD

资源共享指用软件方法让多个用户按一定时间顺序轮流使用( ）来提高其利用率，提高系统性能，其最典型的例子是（ ），资源共享不仅是（ ）资源的共享，而且是软件信息资源的共享。 同一套资源 多道程序分时系统 硬件

当代计算机体系结构的概念包括（ ）、（ ）和（ ）三个方面的内容。 指令集结构 计算机组成 计算机实现 指令内部的并行属于（ ）粒度并行。 细

在计算机体系结构设计中，软硬件功能分配取决于（ ）。 性能价格比 程序循环是用（ ）来实现，而微程序循环是用（ ）来实现的。

转移指令 微指令地址转移测试方法

从（ ）角度可以将系统看成是按（ ）划分的多个机器级组成的层次结构。 使用语言的 功能 进行仿真工作的机器称为宿主机，而被仿真的机器称为（ ）。 目标机

系列机是指在一个厂家内生产的具有相同的（ ），但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。 系统结构 翻译和( )是实现语言的两种基本技术。 解释

广义说来，并行性既包含( )性，又包含( )性 同时 并发

按照Flynn分类法，根据指令流和数据流的不同组织方式，计算机系统的结构可以分为SISD(单指令流单数据流)、( )、（ ）和（ ）。

SIMD单指令流多数据流 MISD多指令流单数据流 MIMD多指令流多数据流

第二章

通用寄存器型指令集结构按其指令中的操作数个数和操作数的存储单元可以分为（ ）、（ ）、（ ）三种类型。 R-R R-M M-M

在大多数指令集结构的功能设计中必须考虑支持的三种类型的指令是（ ）、（ ）和（ ）。 数据传输指令 算术和逻辑运算指令 控制指令

通常，在进行指令集格式设计时，有固定长度编码、（）和（）三种设计方法。 可变长编码 混合编码

通常根据CPU内部状态，可以将指令集结构分为（ ）、（ ）和（ ）三种类型 堆栈型 累加器型 通用寄存器型 在指令系统设计中，操作数类型的表示主要有（ ）和（ ）两种方法。 由操作码编码 附上由硬件解释的标记

一般来说，按照CPU内部操作数的存储方式，可以将机器指令集结构分为：（ ）、（ ）和（ ）三种类型 堆栈型 累加器型 通用寄存器型

指令集结构的正交特性是指令集的三个主要元素( )、( )和( )两两在指令集结构中独立无关。 操作 数据类型 寻址方式

数据表示是指（ ）直接识别和引用的（ )。 由机器硬件 数据类型

标志符与每个数据相连，合存于（ ），用于描述单个数据的（ ） 同一存储单元 类型特征 在CISC中，各种指令的使用频度相差悬殊，大致有以下的结果:大约有( )(比例)的指令使用频度较高，占据了( )(比例)的处理机时间。 20％ 80％ 第三章

假设m段流水线各段的时间相等，均为△t，则执行n个任务的实际吞吐率 = n/( )。 m△t+(n-1) △t

处理机流水线又称为( )流水线，功能部件级流水线也称为( )流水线。 指令 运算操作 若流水线内各段采用串行连接，没有( )且各段只经过一次的，则称线性流水方式 反馈回路 相关的两条指令不但不能同时执行，改变指令的顺序也会引起问题。但是，相关是否导致流水线的空转，还与流水线的( )有关 组织与结构

流水线中解决数据相关的技术有( )、( )、( )。 定向技术 暂停技术 编译器调度 流水线各个功能段所需时间应尽量( )。 相等

在指令流水线中，解决控制相关的方法主要有：冻结或排空流水线、预测发生、（ ）和（ ）。 预测不发生 调度分支延迟 流水线的数据相关有（ ）、（ ）、（ ）三种类型。 RAW WAW WAR

DLX流水线可以分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）五个操作功能段。 IF ID EX MEM WB 基本DLX流水线中，假设分支指令需要4个时钟周期，其它指令需要5个时钟周期，分支指令占总指令数的12%，问CPI=( )，若把ALU指令的写回提前到MEM段，ALU指令占总指令数的44%，则CPI=( )。 4.88 4.44

假设流水线各段的时间相等，均为△t，则最大吞吐率 =( ) 1/△t

假设流水线各段时间不等，第i段时间为△ti ，则最大吞吐率 =( )。 1/max{△ti}

一个3段流水线，各段的执行时间分别为t 、2t、t, 在该流水线上完成N个连续任务时的加速比为( ) 2N/(N+1)

消除瓶颈的两种方法为( )和( )。 细分瓶颈段 重复设置瓶颈段

m段流水线每段时间均为△t，则执行n个任务的实际加速比 = ( ) m/(1+(m-1)/n)

m段流水线每段时间均为△t，则最大加速比=( )。 m m段流水线每段时间均为△t，则最大效率趋近于( )。 1

m段流水线每段时间均为△t，则执行n个任务的效率= 1/( ) 1+(m-1)/n

当流水线中数据和指令存在同一存储器中时，访存指令会引起存储器访问冲突，这种冲突是因为( )相关引起的。 结构

延迟分支的三种调度方法是( )。 从前调度；从目标处调度；从失败处调度 ( ) 指在单位时间内所能完成的工作量（任务）。 吞吐率

与重叠机器一样，流水机器在遇到( )指令，效率也会显著下降 转移 流水处理的主要技术途径是( )和功能部件专用化。 时间重叠

从不同的角度，我们可以把流水线分成不同的类别。如果根据流水线各功能段是否有反馈信号来划分，可以分为( ) 和( )。 线性流水线 非线性流水线 我们通常用（ ）来描述流水线的工作过程。 时空图

衡量流水线性能通常有三种主要指标，它们是( )、（ ）和效率 吞吐率 加速比 第四章

对向量的处理有（ ）方式、（ ）方式和（ ）方式。 水平处理 垂直处理 分组处理 提高向量处理机性能的主要方法有：( )、（ ）和多个向量载入储存（L/S）部件。 链接 重叠执行

为了满足向量计算机中运算器带宽的要求，通常有两种存储器系统结构，它们是( )结构和( )结构。 存储器-存储器 寄存器-寄存器

描述向量数据的参数有：（ ）、（ ）、（ ）。 向量起始地址 向量长度 向量间距 三种向量处理方式指（ ）、（ ） 和（ ）。 横向处理方式 纵向处理方式 纵横处理方式 第五章

在Tomasulo算法中，进入“流出”段的条件是：( ) 有空闲保留站r

Tomasulo算法基本核心：通过寄存器换名来消除写后写和( )相关而可能引发的流水线阻塞。 先读后写

( )调度是指导：通过硬件重新安排指令的执行顺序，来调整相关指令实际执行时的关系，减少( )空转。 动态指令 处理器

动态分支预测技术的目的是预测分支是否成功和尽快找到( )，从而避免( )相关造成流水线停

顿。 分支目标地址 控制 第七章

多级存储层次是利用( )来设计的。 程序局部性原理 降低Cache命中时间的措施有( )和( )。

采用容量小、结构简单的Cache 将写操作流水化以加快写命中

在存储器层次结构中，提高主存性能的方法主要有：（ )、（ ）、独立的存储块、（ ）和DRAM特性交叉。 加宽存储器 简单的交叉存储器 避免存储器块冲突 在存储器层次结构中，Cache离CPU（ ），而外存离CPU最远。 最近 存储器层次结构设计技术的基本依据是程序（ ）。 访问的局部性原理

从主存的角度来看，“Cache—主存”层次的目的是为了（ ），而“主存—辅存”层次的目的是为了（ ）。 提高速度 扩大容量

Cache的调度算法通常有( )和( )两种。 预取法 按需取进法 Cache失效可以分为 ( ) 、( )和冲突失效三种。 强制性失效 容量失效

地址映象方法有多种，其中的( )硬件开销最小，( )的冲突概率最小。 直接相联 全相联 根据存储映象算法的不同，虚拟存储器主要有 ( )三种映象方式。 段式、页式和段页式 综合考虑不同的存储器实现技术，我们会发现：速度越快，每位价格就（ ）；容量越大，每位价格就（ ）；容量越大，速度（ ）。 越高 越低 越慢

在“Cache-主存”层次中，主存的更新算法有两种：（ ）和（ ）。 写回法 写直达法 在“Cache-主存”层次中，cache写失效时采用的两种调块策略有：（ ）和（ ）。 按写分配 绕写法

评价cache系统速度快慢的指标是( )。 平均访问时间

Cache并行查找的两种实现方法是：利用( )和利用( )。 相联存储器 单体多字存储器＋比较器 假设某程序中Load指令占26％，Store指令占9％，则写操作在所有访存操作中所占的比例为( ),写操作在访问数据Cache操作中所占的比例为( )。 7% 25％

改进Cache的性能的三种途径是( )。 降低失效率、减少失效开销、减少Cache命中时间 减小强制性失效的方法有：( )。 增加块大小，预取 减小容量失效方法是( )。 增加容量 减小冲突失效的方法是( )。 提高相联度

容量为128KB的8路组相联Cache命中时间为1.14ns,失效率为0.6%，失效开销为50ns，则其平均访存时间为( )。 1.44

伪相联cache相对于组相联cache的缺点是：具有( )。 多种命中时间 主存的主要性能指标是( )和 ( )。 延迟 带宽

在组相联映象中，若组内块数为1，则组相联映象变成了( )。 直接映象

在虚拟存储器中有三种地址空间，一种是应用程序员用来编写程序的地址空间，称为( ) ，第二种是( )的地址空间，第三种是辅存地址空间，也就是磁盘存储器的地址空间。 虚拟地址空间 主存储器 第八章

I/O性能评价的指标主要包括：设备类型、设备数量、（ ）和（ ） 响应时间 吞吐量 通道可分为三类：( )。 字节多路通道，选择通道，数组多路通道

输入输出系统包括输入输出设备、设备( )及与输入输出操作有关的( )件。 控制器 软硬 第九章

互联网络根据工作行为可分为两类，一种是（ ），一种是（）。 动态网络 静态网络 ( )是由多个单级网络串联组成，以实现( )处理单元之间的连接。 动态多级网络 任意两个 第十章

作业或程序之间的并行关键在于（ ），任务或进程之间的并行主要涉及任务（ ），指令之间的并行主要应处理好指令间的( ），指令内部主要取决于硬件和组成的设计。 并行算法 分解和同步 相互关联

并行处理面临着两个重要挑战。第一个是程序中有限的( )。第二个是相对较高的通信开销

并行性

( )是维护多个处理器一致性的协议。 Cache一致性协议

一般用耦合度反映多机系统中各机间物理连接的紧密度和交叉作用能力的( )，它分为最低耦合，（ ），和（ ）。 强弱 松散耦合 紧密耦合 第十二章

阵列机开发并行性的途径是（ ），是利用并行性中的（ ）性。 资源重复 同时

容量为128KB的8路组相联Cache命中时间为1.14ns,失效率为0.6%，失效开销为50ns，则其平均访存时间为( )。 1.44

伪相联cache相对于组相联cache的缺点是：具有( )。 多种命中时间 主存的主要性能指标是( )和 ( )。 延迟 带宽

在组相联映象中，若组内块数为1，则组相联映象变成了( )。 直接映象

在虚拟存储器中有三种地址空间，一种是应用程序员用来编写程序的地址空间，称为( ) ，第二种是( )的地址空间，第三种是辅存地址空间，也就是磁盘存储器的地址空间。 虚拟地址空间 主存储器 第八章

I/O性能评价的指标主要包括：设备类型、设备数量、（ ）和（ ） 响应时间 吞吐量 通道可分为三类：( )。 字节多路通道，选择通道，数组多路通道

输入输出系统包括输入输出设备、设备( )及与输入输出操作有关的( )件。 控制器 软硬 第九章

互联网络根据工作行为可分为两类，一种是（ ），一种是（）。 动态网络 静态网络 ( )是由多个单级网络串联组成，以实现( )处理单元之间的连接。 动态多级网络 任意两个 第十章

作业或程序之间的并行关键在于（ ），任务或进程之间的并行主要涉及任务（ ），指令之间的并行主要应处理好指令间的( ），指令内部主要取决于硬件和组成的设计。 并行算法 分解和同步 相互关联

并行处理面临着两个重要挑战。第一个是程序中有限的( )。第二个是相对较高的通信开销

并行性

( )是维护多个处理器一致性的协议。 Cache一致性协议

一般用耦合度反映多机系统中各机间物理连接的紧密度和交叉作用能力的( )，它分为最低耦合，（ ），和（ ）。 强弱 松散耦合 紧密耦合 第十二章

阵列机开发并行性的途径是（ ），是利用并行性中的（ ）性。 资源重复 同时

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