福建师范大学2020年8月课程考试《计算机体系结构》作业考核试题

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《计算机体系结构》期末考试A卷5 c" X4 K4 e! j$ d% e
" c. ]& G. X3 f5 D, B( x
& H0 I+ T( x( L
姓名：        
专业：
学号：         
学习中心：
一、填空题（每空1分，共14分）6 e6 K/ J; b# X9 P% T2 s6 Q- k! |. S
1.高速缓冲存储器的地址映象方式有三种，它们分别是：          ，          ，          。2 i/ X1 @* ~/ P: H; g  Y" ^5 Q' e! f1 V4 w
2. 虚拟存储器的三种管理方式是          ，          和
         
3.        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          , {+ L: |2 x0 K. d& R2 j
4.根据指令间的对同一寄存器读和写操作的先后次序关系，数据相关冲突可分为          、          和          三种类型。
5.当代计算机体系结构的概念包括          、            和           三个方面的内容% {* @5 s4 i) X: @7 c! Z! ?2 x
- ]) O1 w2 }0 r) f
二、更多答案下载：谋学网（www.mouxue.com）（每题2分，共16分）
' {; d: g5 b- G2 R  I- p  W
计算机体系结构：

        2 A" d6 I* Z0 L
兼容机：
4 G8 K% }# f% ?& k. i$ B! w% ^1 U6 ~

写直达法：
- E' h) r! J. ]& I/ s: _. v


高速缓冲存储器 v0 O: y- ~$ T" k; C! ~
, o! I1 ]* p3 Z* H. Y
) r: |( m& M" L! f2 Q& q! j
延迟转移技术：
& j1 s% H: ~9 _- n/ d

线性流水线：* {: m$ x0 h2 [& z1 b7 [

6 Z- p1 P5 r* ]# ]8 r
流水线的吞吐率： ; V8 m1 _: l( e: B: G
: T3 Z7 D2 H% }6 a- w2 r

并行性：# Z( [% _$ J( p& J+ k2 v

三、更多答案下载：谋学网（www.mouxue.com）(每题5分，共30分）3 V6 y8 c. ]# r# e% @9 n% H6 ]

1.        如有一个经解释实现的计算机，可以按功能划分成4级。每一级为了执行一条指令需要下一级的N条指令解释。若执行第一级的一条指令需K(ns)时间，那么执行第2、3、4级的一条指令各需要用多少时间(ns)?
: g  ^4 o' o) {
9 k, A, q9 R3 H; [% |/ x& z  o
2.        根据Amdahl定律，系统加速比由哪两个因素决定？
: Q. G; W+ P6 |9 G
* `5 \  Q, L" V# G# L
3.        简述组相联映象规则。
0 P2 M2 s$ _, M. K$ o* h
" [. O! l! B& N7 \
4.        引起Cache与主存内容不一致的原因是什么？为了保持Cache的一致性，在单计算机系统中一般采取哪些措施？

5.        按照同一时间内各段之间的连接方式来分，流水线可分为哪两类？ % p/ q) `1 f7 d% ?2 a" X* B
1 q1 G# c% E- u2 y6 H8 P2 g8 @% {
6.        Flynn分类法是根据什么对计算机进行分类的？将计算机分成哪几类？
5 o9 ^; _7 i/ `
四、问答与计算题（第1题10分，第2、3题每题15分共40分）
7 L+ B' h- f! L/ ~
1.        一个有快表和慢表的页式虚拟存储器，最多有64个用户，每个用户最多要用1024个页面，每页4K字节，主存容量8M字节。
（1）写出多用户虚地址的格式，并标出各字段的长度。
（2）写出主存地址的格式，并标出各字段的长度。
（3）快表的字长为多少位？分几个字段？各字段的长度为多少位？
（4）慢表的容量是多少个存储字？每个存储字的长度为多少位？& B' d5 ^) K, G7 ?7 x, b
. m* C7 r/ P& A7 A
% \, ?* O; j0 K( K. a
2.        在页式虚拟存储器中，一个程序由P1～P5共5个页面组成。在程序执行过程中依次访问的页面如下：P2，P3，P2，P1，P5，P2，P4，P5，P3，P2，P5，P2
假设系统分配给这个程序的主存有3个页面，分别采用FIFO、LFU和OPT三种页面替换算法对这3页主存进行调度。
（1）画出主存页面调入、替换和命中的情况表。: e+ _+ }. R( d+ l3 i" ~
（2）统计三种页面替换算法的页命中率。


3.动态多功能流水线由6个功能段组成，如下图：
$ m. J! |1 i$ d0 Y" R# `, I

其中，S1、S4、S5、S6组成乘法流水线，S1、S2、S3、S6组成加法流水线，各个功能段时间均为50ns，假设该流水线的输出结果可以直接返回输入端，而且设置有足够的缓冲寄存器，若以最快的方式用该流水计算：
（1）        画出时空图；
（2）        计算实际的吞吐率、加速比和效率。