計算機體系結(jié)構(gòu)復習題(參考版)
2025-06-10 22:12本頁面
【正文】 A)提高解題速度 B)減少需要的存儲容量 C)提高系統(tǒng)的靈活性 D)提高系統(tǒng)的性能價格比。A)先寫后讀相關(guān) B)先讀后寫相關(guān) C)指令相關(guān) D)由轉(zhuǎn)移指令引起的相關(guān)1下列說法不正確的是（ D）。P4A)主存速度 B)機器工作狀態(tài) C)信息保護 D)數(shù)據(jù)表示推出系列機的新機器，不能更改的是（A ）。P10A)提高時鐘頻率 B)減少程序指令條數(shù) C)減少每條指令的時鐘周期數(shù) D)減少程序指令條數(shù)和減少每條指令的時鐘周期數(shù)能實現(xiàn)指令、程序、任務級并行的計算機系統(tǒng)屬于（ D）。A)計算機軟件所要完成的功能 B)計算機硬件的全部組成C)編程要用到的硬件知識 D)計算機各部件的硬件實現(xiàn)對匯編語言程序員透明的是（A ）。42． （）計算機體系結(jié)構(gòu)設(shè)計這不必關(guān)心指令集具體實現(xiàn)。40． （√）CPU的組織在一定程度上會影響CPU所能達到的頻率。38． （）平均每條指令的執(zhí)行周期數(shù)（CPI）與程序無關(guān)。36． （√）執(zhí)行時間不是唯一的性能指標，但它是最普遍的性能表示形式。34． （）Amdahl定律中“可改進比例”指可改進部分在改進系統(tǒng)計算時間中所占的比例。32． （）程序的空間局部性指程序即將用到的信息很可能就是目前正在使用的信息。30． （√）TLB中的內(nèi)容是頁表部分內(nèi)容的一個副本。28． （√）組相聯(lián)或直接映象Cache中才可能存在沖突失效。26． （√）采用容量小、結(jié)構(gòu)簡單的Cache會減小cache的命中時間。24． （√）Cache中的寫緩沖器導致對存儲器訪問的復雜化。22． （√）預取必須和正常指令的執(zhí)行并行才有意義。20． （√）偽相聯(lián)cache具有快速命中與慢速命中兩種命中時間。18． （）Victim Cache是位于CPU和Cache間的又一級Cache。16． （）具有越低失效率的存儲系統(tǒng)性能越高。14． （）具有越低失效率的計算機系統(tǒng)性能越高。12． （√）2:1的Cache經(jīng)驗規(guī)則說明容量為N 的直接映象Cache的失效率約等于大小為N/2 的兩路組相聯(lián)Cache的失效率。10． （）強制性失效和容量失效也受相聯(lián)度的影響。8． （√）寫合并是提高寫緩沖利用率的技術(shù)。6． （√）“主存－輔存”層次： 彌補主存容量的不足。4． （√）多級存儲層次是利用程序局部性原理來設(shè)計的。2． （√）流水線深度受限于流水線的延遲和額外開銷。（F）在系列機內(nèi)可以將單總線改為雙總線，以減少公共總線的使用沖突。（ F?。〤ache組相聯(lián)映象的塊沖突概率比直接映象的高。( F )在滿足Cache與主存的一致性方面，寫回比寫直達法好。（F ?。┝魉€調(diào)度是看如何調(diào)度各任務進入流水線的時間，使單功能線性流水線有高的吞吐率和效率。二、（10分）判斷題：對計算機系統(tǒng)中經(jīng)常使用的基本單元功能，宜于用軟件來實現(xiàn)，這樣可降低系統(tǒng)的成本。解： 平均訪問時間＝命中時間＋失效率失效開銷平均訪問時間1路=+% *80=平均訪問時間2路=*(1+10%)+% *80=兩路組相聯(lián)的平均訪問時間比較低CPUtime=（CPU執(zhí)行+存儲等待周期）*時鐘周期CPU time=IC（CPI執(zhí)行+總失效次數(shù)/指令總數(shù)*失效開銷） *時鐘周期=IC（（CPI執(zhí)行*時鐘周期）+（每條指令的訪存次數(shù)*失效率*失效開銷*時鐘周期））CPU time 1way=IC(*2+**80)＝CPU time 2way=IC(*2+**80)＝相對性能比：。 給定以下的假設(shè)，試計算直接映象Cache和兩路組相聯(lián)Cache的平均訪問時間以及CPU的性能。 （2）平均訪存時間公式可以分為指令訪問和數(shù)據(jù)訪問兩部分： 平均訪存時間＝指令所占的百分比（讀命中時間＋讀失效率失效開銷）＋ 數(shù)據(jù)所占的百分比（數(shù)據(jù)命中時間＋數(shù)據(jù)失效率失效開銷） 所以，兩種結(jié)構(gòu)的平均訪存時間分別為： 分離Cache的平均訪存時間＝75%（1＋%50）＋25%（1＋%50）＝（75%）＋（25%）＝ 混合Cache的平均訪存時間＝75%（1＋%50）＋25%（1＋1＋%50）＝（75%）＋（25%）＝因此，盡管分離Cache的實際失效率比混合Cache的高，但其平均訪存時間反而較低。試問指令Cache和數(shù)據(jù)Cache容量均為32KB的分離Cache和容量為64KB的混合Cache相比，哪種Cache的失效率更低？兩種情況下平均訪存時間各是多少？解：（1）根據(jù)題意，約75%的訪存為取指令。Cache的命中時間為1個時鐘周期，失效開銷為50 個時鐘周期，在混合Cache中一次load或store操作訪問Cache的命中時間都要增加一個時鐘周期，%，%，%。1GHz =180。20%180。20%180。99%+20ns180。20%180。20%180。99%+20ns180。20%)180。(3)如果處理機的工作主頻提
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