《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》及參考答案.doc

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1、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)練習題一一、單項選擇題1頁式虛擬存儲器的地址變換對于 D 是透明的.A. 操作系統(tǒng)設(shè)計者B. 任何程序員 C. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計者D. 應(yīng)用程序員2以下各類中斷中，屬于自愿中斷的是 C .A. 外部中斷B. I/O中斷C. 執(zhí)行“訪管”指令D. 機器校驗中斷3. 高速外部設(shè)備磁盤機適合連接于 C .A.選擇通道或字節(jié)多路通道B.數(shù)組多路通道或字節(jié)多路通道C.數(shù)組多路通道或選擇通道D.任意一種通道4. 頁式虛擬存儲器頁表的作用是 A .A. 反映虛頁在主存的存儲情況B. 僅反映虛頁是否調(diào)入主存C. 反映主存實頁與Cache的對應(yīng)關(guān)系D. 反映虛頁在輔存的存儲情況5軟件和硬件的功能在邏輯

2、上是 C 的. A.固件優(yōu)于軟件B.不等價 C.等價D.軟件優(yōu)于固件 6. 計算機中最優(yōu)化的操作碼編碼方法是 D . A.BCD碼 B.ASCII碼C.擴展操作碼D.哈夫曼編碼7. 從計算機系統(tǒng)執(zhí)行程序的角度看，并行性等級由低到高分為四級 A . A指令內(nèi)部指令之間進程之間程序之間B指令之間指令內(nèi)部進程之間程序之間 C進程之間指令之間指令內(nèi)部程序之間D程序之間進程之間指令之間指令內(nèi)部8. 計算機系統(tǒng)多級層次結(jié)構(gòu)中，操作系統(tǒng)機器級的直接上層是 D .A傳統(tǒng)機器級 B高級語言機器C應(yīng)用語言機器級 D匯編語言機器級9. 全相聯(lián)地址映像是指 A . A.任何虛頁都可裝入主存中任何實頁的位置 B.一個虛

3、頁只裝進固定的主存實頁位置 C.組之間是固定的，而組內(nèi)任何虛頁可以裝入任何實頁位置 D.組間可任意裝入，組內(nèi)是固定裝入 10對于同一系列機，必須保證軟件能夠 C .A向前兼容，并向上兼容B向前兼容，并向下兼容C向后兼容，力爭向上兼容D向后兼容，力爭向下兼容11設(shè)有16個處理單元的并行處理機系統(tǒng), 采用共享主存的方式. 若同時存取16個數(shù)據(jù), 為避免存儲器訪問沖突, 共享主存的多體數(shù)量應(yīng)該為 C 才合理.A. 15B. 16C. 17D. 1912. 軟件兼容的根本特征是 C .A. 向前兼容B. 向后兼容 C. 向上兼容D. 向下兼容13. 在下列機器中，能夠?qū)崿F(xiàn)軟件兼容的機器是 B .A.

4、完全不同種類的機型B. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同的機器C. 宿主機和目標機D. 虛擬機14輸入輸出系統(tǒng)硬件的功能對 C 是透明的。 A.操作系統(tǒng)程序員B.所有類別的程序員C.應(yīng)用程序員D.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計師15. 在下列各項選擇中，對于機器(匯編)語言程序員透明的是 D .A. 通用寄存器B.條件碼C. 中斷字D.主存儲器地址寄存器一、單項選擇題1在流水機器中，全局性相關(guān)是指 B .A. 指令相關(guān)B.由條件轉(zhuǎn)移指令引起的相關(guān)C “先讀后寫”相關(guān)D.“先寫后讀”相關(guān)2以下不屬于多處理機操作系統(tǒng)類型的是 A .AWindows 操作系統(tǒng) B主從型操作系C浮動型操作系統(tǒng) D各自獨立型操作系統(tǒng)3. 下列不是數(shù)據(jù)流計算

5、特點的是 D .A.設(shè)置狀態(tài) B.沒有指令計數(shù)器 C.沒有變量的概念D.操作結(jié)果不產(chǎn)生副作用4若輸入流水線的指令既無局部性相關(guān)，也不存在全局性相關(guān)，則 B .A.可獲得高的吞吐率和效率 B.出現(xiàn)瓶頸 C.流水線的效率和吞吐率惡化 D.可靠性提高5. 消除“一次重疊”中的“指令相關(guān)”最好方法是 B .A.不準修改指令 B.設(shè)置相關(guān)專用通路C.推后分析下條指令D.推后執(zhí)行下條指令6流水線的技術(shù)指標不包括 A .A.數(shù)據(jù)寬度B.吞吐率C.加速比D.效率7. 按照弗林對處理機并行性定義的分類原則，陣列機ILLIAC IV屬于 B .A.SISDB.SIMDC.MISDD.MIMD 8設(shè)8個處理器編號分

6、別為0，1，2，7用Cube0互聯(lián)函數(shù)時，第7號處理機可以與第 D 號處理機相聯(lián).A.0B.2C.4D.6 9多端口存儲器適合于連接 B .A松耦合多處理機B緊耦合多處理機C機數(shù)很多的多處理機D機數(shù)可變的多處理機10. 以下不屬于堆棧型替換算法的是 A .A先進先出法B近期最久未用過法C近期最少使用法D頁面失效頻率法11解決主存空間數(shù)相關(guān)的辦法是 C .A. 基址值一次相關(guān)直接通路法B. 基址值二次相關(guān)直接通路法 C. 通用寄存器組相關(guān)專用通路相關(guān)法D. 推后讀法12. 一般來說, 以下替換算法中, 效果最優(yōu)的替換算法是 C .A. LRU替換算法B. FIFO替換算法C. OPT替換算法D.

7、 RAND替換算法13. 低速外部設(shè)備適合連接于 B .A.選擇通道B.字節(jié)多路通道C.數(shù)組多路通道D.任意一種通道14. 通道流量是在某個時期里單位時間內(nèi)傳送的字節(jié)數(shù), 這個時期是 C .A. 通道開始選擇設(shè)備期B. 通道數(shù)據(jù)傳送結(jié)束期B. 通道數(shù)據(jù)傳送期D. CPU執(zhí)行訪管指令進入管態(tài), 運行I/O管理程序的期間15. ILLIAC IV屬于 B .A.多處理機 B.陣列處理機C.流水線處理機D.指令重疊處理機16推后讀解決數(shù)據(jù)相關(guān)的最適于 C .A. 基址值一次相關(guān)B. 基址值二次相關(guān) C. 通用寄存器組相關(guān)D. 主存空間數(shù)相關(guān)17. 一般來說, 以下替換算法中, 效果最差的替換算法是

8、D .A. LRU替換算法B. FIFO替換算法C. OPT替換算法D. RAND替換算法18. 實現(xiàn)緊耦合多處理機機間通信的是 C .A. 共享總線B.消息傳送系統(tǒng)C. 共享主存D. 共享I/O通道19解決數(shù)據(jù)相關(guān)的推后讀方法最適合于 C .A. 基址值一次相關(guān)B. 基址值二次相關(guān) C. 通用寄存器組相關(guān)D. 主存空間數(shù)相關(guān)20. 以下頁式管理替換算法中,不屬于堆棧型替換算法的是 D .A.近期最少使用法B. 近期最久未用法C.隨機替換算法D. 優(yōu)化替換算法21. 一般來說, 在以下替換算法中, 最好的替換算法的是 C .A. LRU替換算法B. FIFO替換算法C. OPT替換算法D. R

9、AND替換算法二、填空題1并行性指并發(fā)性和 兩重含義.2通道程序是由管理程序根據(jù) 生成的.3. 通道程序由_指令構(gòu)成.4. 機器硬件能夠直接識別和引用的數(shù)據(jù)類型叫做 .5. 程序局部性指程序在空間上的局部性和在 上的局部性.6. 自定義數(shù)據(jù)表示包括帶標志符數(shù)據(jù)表示和_ _數(shù)據(jù)表示兩類.7流水線按處理級別可分為_級、指令級和處理機級三種.8數(shù)據(jù)寬度是I/O設(shè)備取得_后所傳數(shù)據(jù)的總量.9. 主存空間數(shù)據(jù)相關(guān)是指_之間出現(xiàn)對主存同一單元要求_的關(guān)聯(lián).10. 陣列處理機主要通過_ 重復實現(xiàn)空間上的并行.11. 開發(fā)計算機系統(tǒng)的并行性，一般采用資源重復、_和資源共享這三種方法.12. 自定義數(shù)據(jù)的表示形

10、式有兩種，它們是_和數(shù)據(jù)描述符.13就其本質(zhì)而言，并行性包含著_ 和_ 的二重含義。.14. 程序局部性包括 上的局部性和在 上的局部性.15. 程序局部性是指程序在 上的局部性和在 上的局部性.16. 計算機仿真用微程序解釋，計算機模擬用_解釋.17. 流水線按處理級別可分為操作部件級、指令級和 級三種.18. 局部相關(guān)是由于機器要同時解釋的多條指令之間出現(xiàn)了對同一 或寄存器要求“先寫后讀”.19. 計算機仿真用 解釋，計算機模擬用_解釋.20. 程序局部性是指程序在空間上的局部性和在 上的局部性.21. 在存儲體系中，Cache存儲器對應(yīng)用程序員是_的，對系統(tǒng)程序員是_的(本題要選擇“透明

11、”或“不透明”)22. 實現(xiàn)程序移植的主要途徑有統(tǒng)一高級語言、 、模擬與仿真.23. 開發(fā)計算機系統(tǒng)的并行性，一般采用資源重復、時間重疊和 這三種方法.1同時性 2廣義指令中提供的參數(shù) 3廣義 4數(shù)據(jù)表示 5時間 6數(shù)據(jù)描述符 7部件 8I/O總線 9相鄰兩條指令 先寫后讀 10PE 11時間重疊 12標識符數(shù)據(jù)表示 13并發(fā)性 同時性 14空間 時間 15空間 時間 16機器語言程序 17系統(tǒng) 18主存單元 19微程序 機器語言程序 20時間 21透明 不透明 22采用系列機 23資源共享二、填空題1. RISC的漢語含義是 .2. Cache的作用是為了提高CPU執(zhí)行程序的 .3. 在IL

12、LIAC 中,任意2個處理單元的最短通信路徑不會超過 .4. 中斷級屏蔽位的作用是 .5.在指令執(zhí)行時才進行虛擬地址到主存物理地址變化的技術(shù)叫做 .6管理程序可以根據(jù)“訪管指令”生成 程序.7. 通道指令可以構(gòu)成_程序.8. Cache的作用是為了縮小CPU與 的速度差異.9. 在ILLIAC 中,共包含 個處理單元.10. 中斷優(yōu)先權(quán)可以通過 的方法改變.11.程序裝入帶內(nèi)存就進行虛擬地址到主存物理地址變化的技術(shù)叫做 .12松密耦合多處理機是通過 來實現(xiàn)處理機之間通信的.13. 數(shù)據(jù)表示是指 能夠直接識別和引用的數(shù)據(jù)類型.14. 并行處理機是靠資源 提高運算速度的.15. 在流水機器中，全局

13、性相關(guān)是指由 所引起的相關(guān).16. 對于采取堆棧型替換算法的頁式管理虛擬存儲器, 就某一道程序而言, 其命中率是隨著程序所獲得的頁面數(shù)的增加而 .17陣列處理機是通過 來實現(xiàn)處理機之間通信的.18具有同一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的計算機叫做 .19指令的解釋可以分為順序解釋、 、流水解釋三種.20主存空間數(shù)相關(guān)是指_ _之間出現(xiàn)對主存同一單元要求_ _的關(guān)聯(lián).21. I/O設(shè)備取得系統(tǒng)總線后，所傳送的數(shù)據(jù)總量，稱為_ _.22. 機器硬件能夠直接識別和引用的 叫做數(shù)據(jù)表示.23. 數(shù)據(jù)流機是基于_ 的計算機模型.1精簡指令系統(tǒng)計算機 2和內(nèi)存速度差異 3-1 4改變中斷處理次序 5動態(tài)重定 6通道 7通道 8

14、內(nèi)存 964 10設(shè)置中斷端屏蔽位 11靜態(tài)重定位 12共享主存或高速通信網(wǎng)絡(luò)通信 13由機器硬件直接 14重復 15轉(zhuǎn)移指令和后續(xù)指令 16提高 17處理單 18系列機 19重疊解釋 20相鄰兩條指令 先讀后寫 21數(shù)據(jù)寬度 22數(shù)據(jù)類型 23數(shù)據(jù)驅(qū)動三、簡答題1. 對于多處理機系統(tǒng)，運用什么運算規(guī)律可以降低減少運算的級數(shù)（降低樹高），這樣做的目的是什么？2. 指令格式優(yōu)化的主要目標是什么?3. 指令格式優(yōu)化主要包括哪兩個方面?4.簡要說明數(shù)據(jù)描述符的作用.5. 為解決不同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的機器之間的軟件移植，通常采用哪兩種途徑?并簡述其過程.6. 何謂數(shù)據(jù)驅(qū)動,該類計算機叫什么機器,它們與傳統(tǒng)機器

15、相比有什么好處?7. 解決計算機軟件移植的途徑有哪幾種途徑?1答：利用交換律，結(jié)合律和分配律可以降低樹高，這樣做的好處是提高運行速度，降低多處理機運算的級數(shù)。2答：盡量可以用最短的位數(shù)來表示指令的操作信息和地址信息，使程序中指令的平均字長最短。3答：指令操作碼的優(yōu)化和指令字格式的優(yōu)化4答：數(shù)據(jù)描述符和數(shù)據(jù)是分開存放的，可描述所要訪問的數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，可以減少存儲空間。5答：模擬和仿真：在一種機器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)另一種機器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，用機器語言程序解釋實現(xiàn)軟件移植的方法是模擬，用微程序直接解釋另一種機器指令系統(tǒng)的方法叫做仿真。統(tǒng)一高級語言：設(shè)計出一種完全通用的高級語言，為所有程序員所用。6答：只

16、要一條或一組指令所要求的操作數(shù)全部準備就緒，就可立即激發(fā)相應(yīng)的指令或指令組執(zhí)行，這類機器叫做非諾依曼型計算機，和傳統(tǒng)機器的好處是只要數(shù)據(jù)不相關(guān)和資源可利用，就可以并行，因而最有利于計算并行性的開發(fā)。7答：采用系列機、模擬和仿真、統(tǒng)一高級語言三、簡答題1. 在靜態(tài)再定位方式下,主存物理地址是什么時候形成的,這樣做有什么不足?2. 簡述模擬和仿真的作用和區(qū)別.3. 數(shù)據(jù)流機與傳統(tǒng)計算機的最主要區(qū)別在哪里，該類機器的并行性如何體現(xiàn)?4. 按照弗林（Flynn）分類，陣列處理機屬于哪一種，為什么？5.軟件兼容有哪幾種，哪一種兼容是必需的，為什么？6. 在動態(tài)再定位方式下,主存物理地址是什么時候形成的,

17、這樣做有什么好處?7. 自愿中斷是什么引起的? 舉例說明自愿中斷的情況.8. 根據(jù)你所掌握的知識，哪一種替換算法命中率最高，為什么？9. 全局性相關(guān)是如何產(chǎn)生的，給出至少三種處理全局性相關(guān)的方法.10. 自愿中斷是什么引起的? 舉例說明自愿中斷的情況.11. 說明中斷級屏蔽字的作用，按照計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的觀點，它的實質(zhì)是什么？12. 按照弗林分類方法， ILLIAC 屬于哪類計算機，它靠什么獲得高速度？13. 軟件兼容通常有哪幾種,其中哪一種最為重要?1答：主存物理地址是在在目的程序裝入主存時，有裝入程序用軟件方法把目的程序的邏輯地址變換成物理地址，程序執(zhí)行時物理地址不再改變，這樣做的不足是作業(yè)

18、一旦被裝入內(nèi)存，就不允許再移動。在多道程序設(shè)計環(huán)境下，也不可能事先決定把一個程序固定在內(nèi)存的指定地方。2答：模擬的作用是使虛擬機的應(yīng)用軟件可以在宿主機上運行，仿真的作用是用微程序直接解釋另一種機器指令系統(tǒng)。仿真是用微程序解釋，其解釋程序存在于控制存儲器，模擬使用機器語言程序解釋，其解釋程序存在于主存中。3答：區(qū)別在于數(shù)據(jù)流機采用的是數(shù)據(jù)驅(qū)動的數(shù)據(jù)流方式，傳統(tǒng)的計算機則采用控制驅(qū)動的控制方式，體現(xiàn)在只要數(shù)據(jù)不相關(guān)和資源可利用，就可以并行，因而最有利于計算并行性的開發(fā)。4答：陣列處理機屬于多單指令流多數(shù)據(jù)流。陣列處理機是用簡單規(guī)整的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來確定處理單元的鏈接，采用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將各個處理單元高速靈活聯(lián)

19、系在一起。盡可能多的pe可以無沖突的訪問主存模塊。5答：從速度和性能上有向上兼容和向下兼容，向上（下）兼容是只按某檔機器編制的軟件，不加修改就可運行于比他高（低）檔的機器上。同歸系列內(nèi)的軟件一般應(yīng)做到向上兼容。同時也會有向前兼容和向后兼容，讓現(xiàn)在編制的程序以后都能用，向后兼容是必須的，即按某個時期投入市場的該型號的機器上編制的軟件，不加修改就可以應(yīng)用于他之后投入市場的機器上。6答：在執(zhí)行每條指令時才形成主存物理地址，這樣做的好處是靈活，允許將程序分配在內(nèi)存的任何地方，且允許程序在內(nèi)存中移動。7答：當目態(tài)程序執(zhí)行到要求輸入/輸出的訪管指令后，就會產(chǎn)生自愿中斷。8答：優(yōu)化替換算法命中率最高，因為可

20、根據(jù)未來實際使用情況將未來的近期不用的頁面替換出去，預估未來的頁面是用狀況。9答：全局相關(guān)已進入流水線的轉(zhuǎn)移指令和其后續(xù)指令之間的相關(guān)，使之不能同時解釋。猜測法、加快和提前形成條件碼、采用延遲轉(zhuǎn)移、加快短循環(huán)程序的處理10答：當目態(tài)程序執(zhí)行到要求輸入/輸出的訪管指令后，就會產(chǎn)生自愿中斷。11答：程序狀態(tài)字中包含有中斷級屏蔽位字段，只要操作系統(tǒng)對每一類中斷處理程序的現(xiàn)行程序狀態(tài)字中的中斷級屏蔽位字段，就可以實現(xiàn)所希望的中斷處理次序。操作系統(tǒng)可以用軟的方法改變中斷處理程序中的中斷屏蔽位，即中斷處理采用軟的方法提高靈活性。12答：是SIMD類型的計算機，采用閉合螺線陣列，任何兩個處理單元之間的短距離

21、不超過-113答：從速度和性能上有向上兼容和向下兼容，向上（下）兼容是只按某檔機器編制的軟件，不加修改就可運行于比他高（低）檔的機器上。同歸系列內(nèi)的軟件一般應(yīng)做到向上兼容。同時也會有向前兼容和向后兼容，讓現(xiàn)在編制的程序以后都能用，向后兼容是必須的，即按某個時期投入市場的該型號的機器上編制的軟件，不加修改就可以應(yīng)用于他之后投入市場的機器上。四、方法題1.設(shè)16個處理單元編號分別為0,1,2,15, 采用單級互連網(wǎng)絡(luò)互連. 當互連函數(shù)分別為(1) Cube2(2) Shuffle (3) PM2+1時, 第10號處理單元分別與哪一個處理單元相連？要求分別寫出函數(shù)的計算過程和結(jié)果.因為N=16，所以

22、n=log216=4；Cube0(10)=Cube0(1010)=1011=11號Shuffle(Shuffle(1010)=Shuffle(0101)=1010=10號PM2+2(10)=(10+2*2)mod16=14號所以第十號處理單元分別與11號，10號，14號處理單元相連。2.設(shè)16個處理單元編號分別為0,1,2,15, 采用單級互連網(wǎng)絡(luò)互連. 當互連函數(shù)分別為(1)Cube2(2)Shuffle (3)PM2-2時, 第8號處理單元分別與哪一個處理單元相連？要求分別寫出函數(shù)的計算過程和結(jié)果.Cube2(8)=Cube2(1000)=1100=12號Shuffle(8)=Shuffl

23、e(1000)=0001=1號PM2-2(8)=(8-2*2)mod16=4號所以8號處理單元和12號，1號，4號處理單元相連。四、方法題1. 已知某機器包含12條指令，使用頻度分別為：0.15, 0.13, 0.12, 0.16, 0.05, 0.06, 0.06, 0.05, 0.03, 0.07, 0.4, 0.8. 給出只有兩種碼長的擴展操作碼形式，并分別求出用等長碼和你所設(shè)計的編碼的操作碼平均長度。2. 設(shè)16個處理單元編號分別為0,1,2,15, 采用單級互連網(wǎng)絡(luò)互連. 當互連函數(shù)分別為(4) Cube2(5) Shuffle (6) PM2+1時, 第13號處理單元分別與哪一個處

24、理單元相連？要求分別寫出函數(shù)的計算過程和結(jié)果.3. 設(shè)16個處理單元編號分別為0,1,2,15, 采用單級互連網(wǎng)絡(luò)互連. 當互連函數(shù)分別為(7) Cube0(8) Shuffle （Shuffle）(9) PM2+2時, 第10號處理單元分別與哪一個處理單元相連？要求分別寫出函數(shù)的計算過程和結(jié)果.1注意：該題有點問題，0.8和0.4應(yīng)該換成0.08和0.04.只有兩種碼長的擴展操作碼形成，根據(jù)頻度可分成兩組：即0.16 0.15 0.13 0.12 和0.08 0.07 0.06 0.06 0.05 0.05 0.04 0.03編碼如下 0.16 000 0.15 001 0.13 010 0

25、.12 011 0.08 1000 0.07 1001 0.06 1010 0.06 1011 0.05 1100 0.05 1101 0.04 1110 0.03 1111所以pi*li=3*（0.16+0.15+0.13+0.12）+4*（0.08+0.07+0.06+0.06+0.05+0.05+0.04+0.03） =3*0.56+4*0.44 =3.44等長碼的平均長度是log2N = log212=4位2因為N=16，所以n=log216=4； Cube2（13）=Cube（1101）=1001=9號 Shuffle（13）=shuffle（1101）=1011=11號 PM2+1

26、(13)=(13+2*1)mod 16=15號所以 第13號處理單元分別與9號，11號，15號處理單元相連。3因為N=16，所以n=log216=4；Cube0（10）=Cube（1011）=1011=11號 Shuffle（shuffle（10）=shuffle（0101）=1010=10號 PM2+2(10)=(10+2*2)mod 16=14號所以 第13號處理單元分別與11號，10號，14號處理單元相連五、綜合題1.某一線性流水線有4個子部件構(gòu)成加法器, 每個部件延時均為t. 現(xiàn)有向量A=(a0, a1, , a6), B=(b0, b1, , b6), 欲求出其向量的加法, 即 ci

27、 =ai+bi, i=0,1,6.(1) 試畫出此流水線完成上述計算的時空圖, 并標明流水線輸入和輸出數(shù)據(jù)的變化情況;(2) 求出流水線的實際吞吐率和效率.吞吐率=7/(10t) 效率=7/102.某一線性靜態(tài)多功能流水線有5個子部件, 即每個部件延時均為t，其中1、2、3、5組成加法器，1、4、5組成乘法器；流水線輸出可直接返回輸入或存于鎖存器中. 現(xiàn)有向量A=(a0, a1, , a4), B=(b0, b1, , b4), 欲求出其向量C=ai*bi, i=0,1,4.(1) 試畫出此流水線完成該計算的時空圖, 并標明流水線輸入和輸出數(shù)據(jù)的變化情況;(2) 求出流水線的實際吞吐率和效率.

28、由于1，2，3，5組成加法器；1，4，5組成乘法器。六、綜合題1.有一個主存輔存存儲層次. 主存共有4個頁面, 輔存共有8個頁面, 每頁由1024個字構(gòu)成. 采用全相聯(lián)映像方式, 替換算法為近期最少使用法(LRU). (1) 畫出主存實地址、輔存虛地址的對應(yīng)關(guān)系，并標明具體位數(shù)；(2) 指出頁表的行數(shù)和每行的最少需要多少位，并說明原因；(3) 對于如下虛頁地址流：1，2，1，3，7，3，5，4，6，3，5，3，試畫出隨時間變化的主存中各實頁的使用情況（假定開始時主存各頁為空）(4) 求出命中率.2. CRAY-1向量流水處理機的流水部件延時分別為：相加或訪存6拍，相乘7拍，存入寄存器、啟動訪存

29、或啟動流水線功能部件各需要1拍. 現(xiàn)有下列3條指令組成的指令串，每個向量長度均為64. 除V2外, 其它源向量均已存放在相應(yīng)寄存器組中. V2存儲器 V1V2+V0 V4V1*V3(1) 判斷這3條指令間的并行、鏈接或串行關(guān)系，并說明理由.(2) 計算完成全部指令所需要的時間（拍數(shù)）.3. CRAY-1向量流水處理機的流水部件延時分別為：相加或訪存6拍，相乘7拍，存入寄存器、啟動訪存或啟動流水線功能部件各需要1拍. 現(xiàn)有下列3條指令組成的指令串，每個向量長度均為64. 除V2外, 其它源向量均已存放在相應(yīng)寄存器組中. V2存儲器 V1V0+V3 V4V1*V2(1) 判斷這3條指令間的并行、鏈

30、接或串行關(guān)系，并說明理由.(3) 計算完成全部指令所需要的時間（拍數(shù)）.4. CRAY-1向量流水處理機的流水部件延時分別為：相加或訪存6拍，相乘7拍，存入寄存器、啟動訪存或啟動流水線功能部件各需要1拍. 現(xiàn)有下列4條指令組成的指令串，每個向量長度均為64. 除V2外, 其它源向量均已存放在相應(yīng)寄存器組中. V2存儲器 V1V3+V0 V4V1*V2 V5V6+V2(1) 說明這4條指令間的并行、鏈接或串行關(guān)系.(4) 計算完成全部指令所需要的時間（拍數(shù)）.5. 設(shè)有4級中斷，中斷級屏蔽位為“1”時對應(yīng)于“開放”；為“0”時對應(yīng)于“屏蔽”。中斷響應(yīng)次序為1234, 實際中斷處理完順序為1342

31、,回答下列各問:(1)填寫如下表所示中斷級屏蔽位(2)若在執(zhí)行用戶持續(xù)時，同時出現(xiàn)了第3、4級中斷請求，在處理第3級請求未完成時又產(chǎn)生了第1、2級中斷請求，試畫出中斷處理過程的示意圖中斷處理程序級別中斷級屏蔽位級級級級第級第2級第3級第4級輔存六、綜合題01234567主存1 13位 虛頁號 頁內(nèi)位移0123* * * 10位3位輔存 12位實頁號 頁內(nèi)位移* *10位2位主存（2）主存有4個頁面，實頁號占2位，每頁有1024個字，每頁有10位，輔存有8頁，虛頁碼為3，頁表的行數(shù)為8行。每行的最少位為2+1+10=13，其中實頁號占2位，裝入位占1位1，頁內(nèi)偏移占10位。（3）時間t 1 2

32、3 4 5 6 7 8 9 10 11 12地址流 1 2 1 3 7 3 5 4 6 3 5 3111111144444 2222255555533333333377776666 中 中 中 中 中所以 命中率=5/12 2. (1)和(2)鏈接，與（3）鏈接 1+6+1+1+6+1+63+1+7+1=88拍3. (1)和(2)并行，與（3）鏈接 1+6+1+63+1+7+1=80拍4(1)和(2)并行，與（3）鏈接再與（4）串行 1+6+1+1+7+1+63+1+6+1+63=151拍5 .因為的處理順序是1342中斷處理程序級別中斷級屏蔽位1級2級3級4級第1級0000第2級1011第3

33、級1000第4級1010中斷請求 用戶程序 中斷處理程序 1 2 3 4 五、綜合題1. 有一個主存輔存存儲層次. 主存共有4個頁面, 輔存共有8個頁面, 每頁由1024個字構(gòu)成. 采用全相聯(lián)映像方式, 替換算法為近期最少使用法(LRU). (5) 畫出主存實地址、輔存虛地址的對應(yīng)關(guān)系，并標明具體位數(shù)；(6) 指出頁表的行數(shù)和每行的最少需要多少位，并說明原因；(7) 對于如下虛頁地址流：1，2，1，2，7，3，5，4，6，4，5，6，試畫出隨時間變化的主存中各實頁的使用情況（假定開始時主存各頁為空）(8) 求出命中率.2. 某一線性流水線有5個子部件構(gòu)成加法器, 每個部件延時均為t，. 現(xiàn)有向

34、量A=(a0, a1, , a6), B=(b0, b1, , b6), 欲求出其向量的加法, 即 ci =ai*bi, i=0,1,6.(1) 試畫出此流水線完成上述計算的時空圖, 并標明流水線輸入和輸出數(shù)據(jù)的變化情況;(2) 求出流水線的實際吞吐率和效率.3. 某機器要求：二地址指令5條，零地址指令64條. 設(shè)指令字長為9位, 每個地址碼長為3位, 要求采用擴展操作碼編碼方法, 試確定在此情況下單地址指令最多可以有多少條? 并說明理由或?qū)懗鼍幋a形式.五、綜合題1（1）輔存 01234567主存 虛頁號 頁內(nèi)位移 * * * 10位3位012313位輔存 實頁號 頁內(nèi)位移* *10位2位12

35、位主存（2）主存有4個頁面，實頁號占2位，每頁有1024個字，每頁有10位，輔存有8頁，虛頁碼為3，頁表的行數(shù)為8行。每行的最少位為2+1+10=13，其中實頁號占2位，裝入位占1位1，頁內(nèi)偏移占10位。（3）時間t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12地址流 1 2 1 2 7 3 5 4 6 4 5 611111155555 5 22222244444777766663333333 中 中 中 中 中（4）命中率=5/122. 實際吞吐率=7/(5t+6t)=7/11t效率=（5*7t）/5*11t=7/113.二地址指令操作碼地址碼5條地址碼 3位 3位 3位 000 *

36、 * * * * *001 * * * * * *010 * * * * * *011 * * * * * *100 * * * * * * 101 * * * * * * 零地址是2*2*2*2*2*2=26=64條這樣 對于單地址指令可有110和111 這兩個碼作為擴展標志，因此每個擴展標志又可以擴展出3位 ，則一共有單地址指令2*2*2*2=16條六、綜合題1.設(shè)有4級中斷，中斷級屏蔽位為“1”時對應(yīng)于“開放”；為“0”時對應(yīng)于“屏蔽”。中斷響應(yīng)次序為1234, 實際中斷處理完順序為1432,回答下列各問:(1) 填寫如下表所示中斷級屏蔽位(2) 若在執(zhí)行用戶持續(xù)時，同時出現(xiàn)了第3、4級

37、中斷請求，在處理第3級請求未完成時又產(chǎn)生了第1、2級中斷請求，試畫出中斷處理過程的示意圖中斷處理程序級別中斷級屏蔽位級級級級第級第2級第3級第4級2. CRAY-1向量流水處理機的流水部件延時分別為：相加或訪存6拍，相乘7拍，存入寄存器、啟動訪存或啟動流水線功能部件各需要1拍. 現(xiàn)有下列4條指令組成的指令串，每個向量長度均為64. 除V2外, 其它源向量均已存放在相應(yīng)寄存器組中. V2存儲器 V1V3+V0 V4V1*V2 V5V6*V7(1) 說明這4條指令間的并行、鏈接或串行關(guān)系.(5) 計算完成全部指令所需要的時間（拍數(shù)）.3.某機器要求：二地址指令6條，零地址指令64條. 設(shè)指令字長為

38、9位, 每個地址碼長為3位, 要求采用擴展操作碼編碼方法, 試確定在此情況下單地址指令最多可以有多少條? 并說明理由或?qū)懗鼍幋a形式.1中斷處理順序是1432中斷處理程序級別中斷級屏蔽位1級2級3級4級第1級0000第2級1011第3級1001第4級1000中斷請求 用戶程序 中斷處理程序 1 2 3 42因為V2 存儲器V1 V3+V0V4 V1V2V5 V6+V7所以（1）、（2）、（4）可并行，再和（3）鏈接1+7+1+63+1+1+1=81拍3地址指令6條，零地址指令64條，26=64操作碼地址碼地址碼 3位 3位 3位三地址指令為6條，即： 000 * * * * * *001 * * * * * *010 * * * * * *011 * * * * * *100 * * * * * *101 * * * * * *即滿足三地址指令為6條 110 * * * * * * 可以滿足零地址指令為64條對于單地址指令的6位操作碼中前三位只能為111，后三位可以隨意，可以有2*2*2=8種情況，也就是最多可以有單指令地址8條。11 / 11