计算机系统结构题库
． 单项选择题（列题四备选答案中答案正确请认正确答案填入题（）题2分）
第章：
1 计算机系统级层次中层层级相序正确应：
A 汇编语言机器级操作系统机器级高级语言机器级
B 微程序机器级传统机器语言机器级汇编语言机器级
C 传统机器语言机器级高级机器语言机器级汇编语言机器级
D 汇编语言机器级应语言机器级高级语言机器级
答案：B 分数：2 属章节1—1
2 汇编语言源程序变成机器语言目标程序 实现
A 编译程序解释 B 汇编程序解释
C 编译程序翻译 D 汇编程序翻译
答案：D 分数：2 属章节1—1
3 直接执行微指令：
A 汇编程序 B 编译程序
C 硬件 D 微指令程序
答案：C 分数：2 属章节1—1
4 系统程序员透明：
A Cache存储器 B 系列机档数通路宽度
C 指令缓寄存器 D 虚拟存储器
答案：D 分数：2 属章节1—2
5 应程序员透明：
A 先行进位链 B 法器
C 指令缓器 D 条件码寄存器
答案：D 分数：2 属章节1—2
6 机器语言程序员透明：
A 中断字 B 存址寄存器
C 通寄存器 D 条件码
答案：B 分数：2 属章节1—2
7 计算机系统结构包括：
A 存速度 B 机器工作状态
C 信息保护 D 数表示
答案：A 分数：2 属章节1—2
8 计算机系统结构透明：
A 字符行运算指令 B 否通道行IO处理机
C 虚拟存储器 D VLSI技术
答案：D 分数：2 属章节1—2
9 汇编语言程序员透明：
A IO方式中DMA访问方式 B 浮点数表示
C 访问方式保护 D 程序性中断
答案：A 分数：2 属章节1—2
10 属计算机系统结构考虑应：
A 存采MOSTTL B 存采体交叉单体
C 存容量编址方式 D 存频宽确定
答案：C 分数：2 属章节1—2
11 计算机系统结构讲机器语言程序员机器属性：
A 计算机软件完成功 B 计算机硬件全部组成
C 编程硬件组织 D 计算机部件硬件实现
答案：C 分数：2 属章节1—2
12 计算机组成设计考虑：
A 专部件设置 B 功部件集成度
C 控制机构组成 D 缓技术
答案：B 分数：2 属章节1—2
13 户机器应程序员指令：
A 执行指令 B 访指令
C 启动IO指令 D 测试置定指令
答案：C 分数：2 属章节1—2
14 说法中正确：
软硬件功等效提高硬件功例会：
A 提高解题速度 B 提高硬件利率
C 提高硬件成 D 减少需存储容量
答案：B 分数：2 属章节1—3
15 系统结构设计中提高软件功实现例会：
A 提高解题速度 B 减少需存储容量
C 提高系统灵活性 D 提高系统性价格
答案：C 分数：2 属章节1—3
16 列说法中正确：
A 软件设计费软件重复生产费高
B 硬件功需实现次软件功次重复实现
C 硬件生产费软件生产费高
D 硬件设计费 软件设计费低
答案：D 分数：2 属章节1—3
17 计算机系统设计中较方法：
A 设计 B 设计
C 两头中间设计 D 中间开始设计
答案：D 分数：2 属章节1—3
18 中间开始设计中间目前数：
A 传统机器语言级操作系统机器级间
B 传统机器语言级微程序机器级间
C 微程序机器级汇编语言机器级间
D 操作系统机器级汇编语言机器级间
答案：A 分数：2 属章节1—3
19．系列机软件应做：
A 前兼容兼容
B 兼容力争兼容
C 前兼容兼容
D 兼容力争兼容
答案：B 分数：2 属章节1—5
20 推出系列机新机器更改：
A． 原指令寻址方式操作码
B． 系统总线组成
C． 数通路宽度
D． 存储芯片集成度
答案：A 分数：2 属章节1—5
21 系列机器间实现软件移植途径包括：
A 统高级语言 B 统汇编语言
C 模拟 D 仿真
答案：B 分数：2 属章节1—5
22 利时间重叠概念实现行处理：
A 流水处理机 B 处理机
C 行（阵列）处理机 D 相联处理机
答案：A 分数：2 属章节1—5
23 处理机实现：
A 指令级行 B 务级行
C 操作级行 D 操作步骤行
答案：B 分数：2 属章节1—5
第二章：
1． 程序员编写程序时址（ ）
A．存址
B．逻辑址
C．物理址
D．效址
答案：B 分数：2
2．虚拟存储器常址映方式（ ）
A．全相联
B．段相联
C．组相联
D．直接相联
答案：A 分数：2
3．属堆栈型换算法（ ）
A．期少法
B．期久未法
C．先进先出换算法
D．页面失效法
答案：C 分数：2
4．虚拟存储器页面换堆栈型算法（ ）
A．机法
B．相联目录表法
C．较法
D．期久未法
答案：D 分数：2
5．列关虚拟存储器说法正确应（ ）
A．访问存命中率页面增提高
B．访问存命中率存容量增加提高
C．更换换算法提高命中率
D．存命中率低时改堆栈型换算法增存容量提高命中率
答案：D 分数：2
6．确保提高虚拟存储器访问存命中率改进途径（ ）
A．增辅存容量
B．采FIFO换算法增页面
C．改LRU换算法增页面
D．改LRU换算法增页面数
答案：D 分数：2
7．虚拟存储器等效访问速度关（ ）
A．页址流
B．页面调度策略
C．存容量
D．辅存容量
答案：D 分数：2
8．Cache存储器常址映方式（ ）
A．全相联映
B．页面表映
C．组相联映
D．段页表映
答案：C 分数：2
9．全相联映相组相联映优点（ ）
A．目录表
B．块突概率低
C．命中率高
D．存利率高
答案：A 分数：2
10．采组相联映Cache存储器址变换方法（ ）
A．目录表法
B．较法
C．页表法
D．堆栈法
答案：A 分数：2
11．列说法正确（ ）
A．Cache容量般命中率会高
B．Cache芯片速度般CPU速度慢数十倍
C．Cache身速度快址变换速度慢
D．Cache存储器查映表访问物理Cache期间流水速度CPU相配
答案：D 分数：2
12．组相联映LRU换Cache存储器影响Cache命中率（ ）
A．增加Cache中块数
B．增组
C．增存容量
D．增块
答案：C 分数：2
13．采组相联映Cache存储器提高等效性访问速度应（ ）
A．增存容量（Cache变）
B．增加Cache块数（块变）
C．减组（块变）
D．减块（组变）
答案：B 分数：2
14．块突概率高Cache址映方式（ ）
A．段相联
B．组相联
C．直接相联
D．全相联
答案：C 分数：2
15．堆栈型机器通寄存器型机器优越（ ）
A．支持先进先出类解题算法求解
B．更支持量运算
C．支持逆波兰表达式高级语言元赋值语句直接编译声称堆栈指令程序
D．优化存储器空间利率
答案：C 分数：2
16．属存采存储保护方式？（ ）
A．加界保护方式
B．键保护方式
C．目录保护方式
D．环保护方式
答案：C 分数：2
17．Cache容量命中率影响说法正确（ ）
A．Cache容量越命中率增加越
B．Cache容量时命中率容量增加太明显
C．Cache容量开始增加时命中率增加较明显容量达定程度容量增加命中率改善
D．Cache容量越命中率增加越
答案：C 分数：2
18．Cache写操作时采全写法更新策略优点（ ）
A．Cache更新速度较高
B．致性较性较高操作程简单
C． Cache存间通信量降低
D．Cache命中率较高
答案：B 分数：2
19．Cache写操作时属全写法更新策略优点（ ）
A．致性较
B．性较高
C．操作程简单
D．Cache更新速度较高
答案：D 分数：2
20．存储系统中层次中存放信息应满足特性包括（ ）
A．致性
B．局部性
C．包含性
D．均性
答案：D 分数：2
第三章：（年度未讲）
1 IBM370IO处理机（ ）方式
A程序控制IO方式 B DMA方式
C 外围处理机方式 D 通道方式
答案：D 分数：2 属章节3—1
2 存出错引起中断：
A 访中断 B 外中断
C 机器校验中断 D 程序性中断
答案：C 分数：2 属章节3—3
3 通道程序执行结束引起中断：
A 机器校验中断 B IO中断
C 程序性中断 D 外中断
答案：B 分数：2 属章节3—3
4 指令执行结果出现异常引起中断：
A IO中断 B 机器校验中断
C 程序性中断 D 外中断
答案：C 分数：2 属章节3—3
5 数通路出错引起中断：
A 机器校验中断 B 访中断
C 外中断 D 程序性中断
答案：A 分数：2 属章节3—3
6 IBM370系统中断响应优先级级低：
A 机器校验中断 B 外中断
C IO中断 D 重新启动中断
答案：D 分数：2 属章节3—3
7 IBM370系统中断响应优先级级高：
A 程序性中断 B 重新启动中断
C 紧急机器校验中断 D 输入输出中断
答案：C 分数：2 属章节3—3
8 IBM370系统中户程序需调外设进行输入输出时会发生：
A 访中断 B 输入输出中断
C 程序性中断 D 外中断
答案：A 分数：2 属章节3—3
9 中断响应高低优先次序宜：
A 访>程序性>机器障 B 访>程序性>重新启动
C 外部>访>程序性 D 程序性>IO>访
答案：B 分数：2 属章节3—3
10 IBM370机器中断系统中分配中断处理软件功应该：
A 保存程序断点 B 保存通寄存器
C 保存程序状态字 D 转中断处理程序总入口
答案：B 分数：2 属章节3—3
11 外部设备印机适合连接：
A 数组路通道 B 字节路通道
C 选择通道 D意种通道
答案：B 分数：2 属章节3—3
12 磁盘外部设备适合连接：
A 数组路通道选择通道 B 字节路通道选择通道
C 数组路通道字节路通道D 意种通道
答案：A 分数：2 属章节3—3
13 通道流量某时期单位时间传送字节数时期应：
A 通道开始选择设备期
B 通道数传送期
C 通道数传送结束期
D 户访指令进入态运行IO理程序期间
答案：B 分数：2 属章节3—3
14 CDC CYBER 170IO处理机系统属：
A 通道方式 B DMA方式
C 外围处理机方式 D 程序控制IO方式
答案：C 分数：2 属章节3—4
第四章：
1．支持动态址定位寻址方式（ ）
A．基址寻址
B．间接寻址
C．变址寻址
D．直接寻址
答案：A 分数：2
2．变址寻址作（ ）
A．支持程序动态定位
B．支持访存址越界检查
C．支持量数组运算寻址
D．支持操作系统中进程调度
答案：C 分数：2
3．计算机中优化操作码编码方法（ ）
A．哈夫曼编码
B．ASCII码
C．BCD码
D．扩展操作码
答案：D 分数：2
4．IBM370系统中支持操作系统实现进程公区理效指令（ ）
A．测试置定指令
B．较交换指令
C．执行指令
D．程序调指令
答案：B 分数：2
5．目前计算机中常数包含种类型？（ ）
A．户定义数
B．复合数
C．系统数
D．指令数
答案：B 分数：2
6．IEEE754标准中浮点数表示采双精度格式（ ）位
A．64
B．32
C．16
D．128
答案：A 分数：2
7．IEEE754标准中浮点数表示采扩展双精度格式（ ）位
A．64
B．32
C．16
D．128
答案：A 分数：2
8．IEEE754标准中浮点数表示采单精度格式（ ）位
A．64
B．32
C．16
D．128
答案：B 分数：2
9．指令系统中指令编码方法包括种方法？（）
A．正交法
B．整体法
C．混合法
D．址法
答案：D 分数：2
第五章：
1．指令间次重叠说法错（ ）
A．仅执行K分析K+1重叠
B．分析K完成立开始执行K
C．应量分析K+1执行K时间相等
D．需套指令分析部件执行部件
答案：B 分数：2
2．指令间次重叠指（ ）
A．取指K+1分析K重叠
B．分析K+1执行K重叠
C．分析K执行K+1重叠
D．执行K取指K+1重叠
答案：B 分数：2
*(出)3．次重叠中消指令相关方法（ ）
A．准修改指令
B．设相关专通路
C．推分析条指令
D．推执行条指令
答案：A 分数：2
4．IBM36091属（ ）
A．量流水机
B．标量流水机
C．阵列流水机
D．行流水机
答案：B 分数：2
5．列关标量流水机说法正确（ ）
A．标量数进行流水处理
B．没量数表示
C．量数进行运算
D．量数组进行运算
答案：C 分数：2
6．说法正确（ ）
A．线性流水线单功流水线
B．动态流水线功流水线
C．静态流水线功流水线
D．动态流水线单功流水线
答案：D 分数：2
7．静态流水线指（ ）
A．种功流水线
B．功改变流水线
C．时完成种功功流水线
D．时执行种功流水线
答案：C 分数：2
8．非线性流水线指（ ）
A．次运算中流水线中功段
B．次运算中次流水线中某功段
C．流水线中某功段次运算中作
D．流水线功段种运算中组合
答案：B 分数：2
9．列说法正确（ ）
A．次重叠次解释条指令
B．次重叠时解释相邻两条指令
C．流水方式时解释两条指令
D．次重叠时解释条指令
答案：B 分数：2
10．Amdahl 470 V6属（ ）
A．量流水机
B．处理机
C．行处理机
D．标量流水机
答案：D 分数：2
11．流水线吞吐率高低关（ ）
A．子程时间
B．快子程时间
C．慢子程时间
D．子程时间
答案：C 分数：2
12．流水机器中全局性相关指（ ）
A．先写读相关
B．先读写相关
C．指令相关
D．转移指令引起相关
答案：D 分数：2
13．流水机器全局性相关处理包括（ ）
A．猜测法
B．提前形成条件码
C．加快短循环程序执行
D．设置相关专通路
答案：D 分数：2
14．CRAY1流水线（ ）
A．条单功流水线
B．条单功流水线
C．条功流水线
D．条功流水线
答案：A 分数：2
15．IBM 36091指令中断处理方法（ ）
A．精确断点法
B．精确断点法
C．指令复执法
D．流水线重新调度
答案：A 分数：2
16．CRAY1量处理机实现指令间链接必须满足列条件中（ ）
A．源量Vi相功部件突指令相关
B．源量Vi功部件相指令相关
C．源量Vi功部件相指令先写读Vi相关
D．源量Vi功部件相指令间先读写相关
答案：C 分数：2
17．CRAY1机启动存储器流水部件寄存器入需1拍加6拍7拍访存6拍现量指令串：
V3 存储器
V4 V0+V1
V2 V4*V3
量长度均N指令串短执行时间（ ）
A．N+19拍
B．N+18拍
C．N+17拍
D．N+16拍
答案：D 分数：2
18．CRAY1两条量指令
V1 V2+V3
V4 V1*V5 属（ ）
A．没功部件突源Vi突执行
B．没功部件突源Vi突链接
C．没源Vi突交换执行序
D．量Vi突串行
答案：B 分数：2
19．ILLIC IV阵列处理机中PE间互连函数（ ）
A．PM2±0PM2±3
B．Cube0Cube1
C．Shuffle
D．PM2±2
答案：A 分数：2
20．BSP处理机属（ ）
A．SISD系统
B．SIMD系统
C．MISD系统
D．MIMD系统
答案：B 分数：2
21．计算机中程序定位方式包括种方式？（ ）
A．直接定位方式
B．间接定位方式
C．静态定位方式
D．动态定位方式
答案：B 分数：2
22．Tandem公司发表Cyclone高计算机系统处理机结构属（ ）
A．超级标量处理机
B．超长指令字处理机
C．超级流水线计算机
D．超标量超流水计算机
答案：A 分数：2
23．1991年MIPS公司64位RISC计算机——R4000机采（ ）
A．超级标量处理机
B．超长指令字处理机
C．超级流水线计算机
D．超标量超流水计算机
答案：C 分数：2
24．Cydrome公司Cydra 5计算机属（ ）
A．超级标量处理机
B．超长指令字处理机
C．超级流水线计算机
D．超标量超流水计算机
答案：B 分数：2
25．Pentium重特点具硬件分开（ ）条整数执行流水线
A．1
B．2
C．3
D．4
答案：B 分数：2
26．Pentium处理器结构采（ ）
A．超标量结构
B．超长指令字结构
C．超级流水线结构
D．超标量超流水结构
答案：A 分数：2
第六章：
1 行（阵列）处理机实现：
A 作业级行 B 务级行
C 指令操作级行 D 指令操作步骤行
答案：C 分数：2 属章节6—1
2 集中式存储器构型行（阵列）处理机中减少访存突存储器分体数应该：
A 处理单元数关 B 少处理单元数
C 等处理单元数 D 处理单元数
答案：D 分数：2 属章节6—2
3 ILLIAC IV种：
A 流水线处理机 B 指令重叠处理机
C 阵列处理机 D 处理机
答案：C 分数：2 属章节6—7
4 实现作业务级行异构型处理机属：
A MISD B SIMD
C MIMD DSISD
答案：C 分数：2 属章节6—1
5 享存处理机系统中减少访存突采方式般：
A 行体交叉存系统 B 虚拟存储器
C 享Cache存储器 D 高速单体存系统
答案：A 分数：2 属章节6—4
6 端口存储器适合连接：
A 机数变处理机 B 机数处理机
C 紧耦合处理机 D 松耦合处理机
答案：C 分数：2 属章节6—4
7 处理机两程序段序串行交换串行行两程序段间必须：
A 数反相关 B 源数相关
C 数输出相关 D 数相关
答案：B 分数：2 属章节6—5
第七章：
1．16处理器编号0~15采PM2+3单级网络互连13号处理器相连处理器号（ ）
A．5
B．1
C．7
D．14
答案：A 分数：2
2．循环表示PM21互连函数应该（ ）
A．（6 4 2 0）（7 5 3 1）
B．（0 2 4 6）（1 3 5 7）
C．（0 1 2 3 4 5 6 7）
D．（7 6 5 4 3 2 1 0）
答案：A 分数：2
3．16处理器单级互连网络互连9号连13号处理器（ ）
A．Cube3
B．PM2+2
C．PM2+4
D．Shuffle
答案：B 分数：2
4．STARAN网络种（ ）
A．级立方体网络
B．单级立方体网络
C．单级PM2I网络
D．级混洗交换网络
答案：A 分数：2
5．拓扑结构级立方体网络二功交换单元级控制方式称种网络（ ）
A．Omega网络
B．交换网络
C．间接二进制n方体网络
D．数交换网络
答案：B 分数：2
6．令nlog2NN入出端构成单级立方体网络距离（实现意入出端连接反复单级网络需次数）（ ）A．n
B．n2
C．n3
D．2n1
答案：A 分数：2
7．3级立方体网络0~7八端子（0 1 2 3 4 5 6 7）进行排列进行模4移2变换八端子新排列应（ ）
A．（2 3 4 5 6 7 0 1）
B．（2 3 0 1 6 7 4 5）
C．（1 0 3 2 5 4 7 6）
D．（4 5 6 7 0 1 2 3）
答案：B 分数：2
8．间接二进制n方体网络种（ ）
A．级混洗交换网络
B．单级立方体网络
C．级全排列网络
D．级立方体网络
答案：D 分数：2
9．3级立方体网络0~7八端子（0 1 2 3 4 5 6 7）排列进行摸8移4变换八端子新排列应（ ）
A．（2 3 4 5 6 7 0 1）
B．（4 5 6 7 0 1 2 3）
C．（1 2 3 0 5 6 7 4）
D．（1 0 3 2 5 4 7 6）
答案：B 分数：2
10．16处理器编号0~15单级互连网络互连互连函数Shuffle(Shuffle)第12号处理器连处理器号（ ）
A．9
B．6
C．3
D．12
答案：C 分数：2
11．级混洗交换网络做（ ）
A．移数网络
B．STARAN网络
C．数交换网络
D．Omega网络
答案：D 分数：2
12．级PM2I网络做（ ）
A．全排列网络
B．Omega网络
C．数变换网络
D．移数网络
答案：C 分数：2
13．级网络串联实现全排列网络（ ）
A．级立方体网络
B．级PM2I网络
C．级混洗交换网络
D．述网络
答案：D 分数：2
14．Omega网络采（ ）
A．二功交换单元单元控制
B．四功交换单元单元控制
C．二功交换单元级控制
D．四功交换单元级控制
答案：B 分数：2
15．ILLIAC IV互连网络属（ ）
A．立方体
B．PM2I型
C．混洗交换型
D．STARAN型
答案：B 分数：2
16．16处理器编号01…15采单级Cube3互连网络互连13号处理器相联处理器号（ ）
A．2
B．3
C．4
D．5
答案：D 分数：2
17．互连网络中网络规模概念（ ）
A．结点相连接边数
B．网络中结点数
C．两结点间相连少边数
D．两结点间线长度
答案：B 分数：2
18．互连网络中频宽单位采（ ）
A．MbitS
B．Mbit
C．MbyteS
D．Mbyte
答案：A 分数：2
（重复）19．16处理器编号01…15采单级Cube3互连网络互连3号处理器相联处理器号（ ）
A．3
B．11
C．12
D．13
答案：B 分数：2
20．总线互连方式中总线仲裁算法包括种？（ ）
A．静态优先级算法
B．动态优先级算法
C．先先服务算法
D．等算法
答案：D 分数：2
21．静态互连网络中常见二维网（ ）
A．线性阵列结构
B．环形网
C．立方体网
D．超立方体网
答案：B 分数：2
22．静态互连网络中常见三维网（ ）
A．星形网
B．环形网
C．立方体网
D．树形网
答案：B 分数：2
23．设计处理机互连网络时应考虑特征包括（ ）
A．通信工作方式
B．控制策略
C．网络拓扑
D．享介质
答案：D 分数：2
24．单级网循环表示Cube0立方体单级网（ ）
A．（0 1）（2 3）（4 5）（6 7）
B．（0 2）（1 3）（4 6）（5 7）
C．（0 4）（1 5）（2 6）（3 7）
D．（0 6）（2 4）（1 3）（5 7）
答案：A 分数：2
25．循环表示PM20互连函数应该（ ）
A．（6 4 2 0）（7 5 3 1）
B．（0 2 4 6）（1 3 5 7）
C．（0 1 2 3 4 5 6 7）
D．（7 6 5 4 3 2 1 0）
答案：D 分数：2
26．循环表示PM2±2互连函数应该（ ）
A．（0 4）（1 5）（ 26）（3 7）
B．（0 2 4 6）（1 3 5 7）
C．（0 1 2 3 4 5 6 7）
D．（7 6 5 4 3 2 1 0）
答案：A 分数：2
二． 填空题（空1分）
第章：
1 实现程序移植途径统高级语言系列机
答案：模拟 仿真
分数：2 属章节1—5
2 系列机软件兼容必须做 兼容争取 兼容
答案：
分数：2 属章节1—5
3 机系统耦合度分低耦合 耦合 耦合
答案：松散 紧密
分数：2 属章节1—5
4 库克计算机指令流执行流倍性分类典型单处理机属单指令流单执行流带指令级道程序单处理机属 处理机属
答案：指令流单执行流 指令流执行流
分数：2 属章节1—2
5 系统结构设计基步骤：需求分析 反复进行设计优化评价
答案：需求说明 概念性设计 具体设计
分数：3 属章节1—3
6 计算机系统结构 计算机属性计算机系统中 定义功分配
答案：程序员 级间界面
分数：2 属章节1—2
7 计算机组成计算机系统结构 计算机实现计算机组成
答案：逻辑实现 物理实现
分数：2 属章节1—2
8 弗林分类法 倍性状况计算机系统分类
答案：指令流 数流
分数：2 属章节1—2
9 弗林分类法中倍性指 部件处执行阶段指令数数
答案：系统性瓶颈
分数：1 属章节1—2
10 程序重复刚刚数指令种规律称
答案：程序访问局部性
分数：1 属章节1—3
11 流水量处理机两种类型种 结构样种 结构
答案：存储器存储器 寄存器寄存器
分数：2 属章节1—5
第二章：
1．数存中址缓存中址两者间址映方式包括全相联方式直接相联___________方式
答案：组相联
2．Cache存储器解决存_________满足求发展出
答案：速度
3．Cache存储器应程序员________系统程序员__________
答案：透明透明
4．Cache选种换策略影响素__________
答案：命中率
5．Cache存储器写操作时写入Cache仅需块换时写回存称种修改存块容方法__________法
答案：写回
6．Cache存储器中CPU次写Cache时写入存称种更新存块容方法_________法
答案：写直达
第三章：（年度未讲）
1 数宽度指 期间传送数总量
答案：二次分配总线
分数：1 属章节3—1
2 数通路宽度 里数传送物理宽度
答案：时钟周期
分数：1 属章节3—1
3 总线指微型计算机 间组行通信总线
答案：插件
分数：1 属章节3—2
4 片总线通常包括数总线 总线 总线三类
答案：址 控制
分数：2 属章节3—2
5 减少中断响应时间数计算机采类似IBM370机 字办法需读写两次存
答案：交换程序状态
分数：1 属章节3—3
6 中断系统软硬件功分配实质中断 硬件中断 软件功分配
答案：响应 处理程序
分数：2 属章节3—2
7 中断响应次序硬件排队器固定中断实际处理完次序通系统软件修改中断级处理程序 位动态改变
答案：屏蔽
分数：1 属章节3—3
8 通道数传送期里信息传送方式 选择通道三类
答案：字节路 数组路
分数：2 属章节3—3
9 字节路通道宜连接量 速设备通道数宽度
答案：低 单字节
分数：2 属章节3—2
10 数组路通道宜连接台 速设备通道数宽度
答案：高 字长块
分数：2 属章节3—2
11 选择通道宜连接台 速设备通道数宽度
答案：中高 变长块
分数：2 属章节3—2
12 设通道数传送期选择次设备时间TS传送字节时间TD传送n字节选择通道极限流量
答案：n(TS+nTD)
分数：1 属章节3—3
13 设通道数传送期选择次设备时间TS传送字节时间TD字节路通道极限流量
答案：1(TS+TD)
分数：1 属章节3—3
14 设通道数传送期选择次设备时间TS传送字节时间TD数宽度K字节数组路通道极限流量
答案：K(TS+KTD)
分数：1 属章节3—3
15 选择通道设备求通道流量应通道接设备速率
答案：值
分数：1 属章节3—3
16 设备求通道流量应挂子通道实际流量
答案：
分数：1 属章节3—3
17 IO系统工作时总流量应通道工作时流量
答案：
分数：1 属章节3—3
18 保证宏观丢失设备信息求通道设计极限流量应 设备求通道流量
答案：低（等）
分数：1 属章节3—3
19 设计通道流量等设备工作时流量 保证宏观丢失设备信息 保证微观丢失设备信息（填）
答案：
分数：2 属章节3—3
20 满足通道设计流量低设备工作时流量时微观丢失设备信息加设 动态改变设备响应 弥补
答案：数缓器 优先级
分数：2 属章节3—3
第四章：
7．定义数表示分带标识符数表示__________两类
答案：数描述符
8．引入数表示两条基原：系统效率否提高二数表示_______性_______率否高
答案 通利
9．指令编码方法通常三种：正交法_________混合法
答案：整体法
10．计算机中指令普通格式操作码_________
答案：操作数
11．指令数中逻辑址转化存物理址程序定位方式包括_______静态定位方式动态定位方式
答案：直接
第五章：
1．时解释相邻两条条指令常控制方式_______________
答案：重叠流水
2．流水扩展指子程__________进步提高吞吐率
答案：进步细分
3．解决重叠流水中操作数相关包括推法设置___________法两种基方法 答案：相关专通路
4．功流水线功段时某种功联接称________流水线
答案：静态
5．功流水线功段时运算功联接工作称流水线_______流水线
答案：动态
6．流水线消速度瓶颈方法_________瓶颈子程套联两种
答案：瓶颈子程细分
7．始终第K+1条指令分析第K条指令执行时间重叠方式称____________
答案：次重叠
8．现代计算机中流水线处理级分三级：操作部件级指令级_______
答案：处理机级
9．衡量流水线处理机性吞吐率加速________
答案：效率
10．次重叠解释时第K+1条指令需等第K条指令执行形成称时发生_________相关
答案：指令
11．次重叠解释第K条指令结果数址第K+1条指令源数址样时称发生_____________相关
答案：先写读操作数
第六章：
1 开发行性行处理行性包括 发性二重含义
答案：时
分数：1 属章节6—1
2 计算机处理数行性低高行性等级位串字串位字串
全行
答案：位片串字
分数：1 属章节6—1
3 计算机执行程序行性低高行性等级分 指令间务进程间程序间四级
答案：指令部
分数：1 属章节6—1
4 提高计算机系统行性途径时间重叠
答案：资源重复 资源享
分数：2 属章节6—2
5 时间重叠技术途径发展异构型处理机典型结构代表 处理机
答案：流水线
分数：1 属章节6—2
6 资源重复技术途径发展构型处理机典型结构代表 处理机
答案：行（阵列）
分数：1 属章节6—2
7 阵列机开发行性途径 利行性中 性
答案：资源重复 时
分数：2 属章节6—2
8 操作级行阵列机指令流数流倍性划分属 类型计算机
答案：SIMD
分数：1 属章节6—3
9 处理机构型异构型 型3种
答案：分布
分数：1 属章节6—4
10 处理机实现 间行
答案：作业 务
分数：2 属章节6—4
11 处理机 两种基构型
答案：紧耦合 松耦合
分数：2 属章节6—4
12 紧耦合处理机实现处理机机间通信享
答案：存
分数：1 属章节6—4
13 处理机机间互连般总线环形互连 开关枢纽等种方式
答案：交叉开关 端口存储器
分数：2 属章节6—4
14 处理机程序段指令间先读写相关先写读相关交换数目必须 读写
答案：行 完全步
分数：2 属章节6—5
15 处理机效计算执行时间E处理机机间通讯辅助开销时间C值较时务宜采 粒度
答案：粗
分数：1 属章节6—1
16 处理机操作系统型 型 型3种
答案：独立 浮动
分数：2 属章节6—6
17 型操作系统适合工作负荷固定处理机间功差异较异构型处理机
答案：
分数：1 属章节6—6
第七章：
1．0~1516处理单元单级PM23互连网络连接第5号处理单元连第_______号处理单元
答案：13
2．级控制级立方体网络实现_______函数功
答案：交换
3．级互连网络反映交换开关功少________________
答案：拓扑结构控制方式
4．SIMD立方体级互连网络中第i级开关i+1控制信号控制称________控制部分级
5．64节点单级立方体循环互连网络循环通_________次实现意处理单元信息传送外意处理单元中
答案：6
6．0~78处理单元Cube2+Cube0互连第7号处理单元连第_______号处理单元
答案：2
7．互连函数表示互连网络出端号入端号应关系表示方法输入输出应表示法________函数表示法
答案：循环表示法
8．计算机中衡量互连网络性坏素连接度延时性_______性成
答案：带宽
第八章：
1．执行程序指令控制方式计算机系统分控制驱动控制流方式数驱动 流方式 驱动约方式模式驱动匹配方式
答案：数 需求
分数：2 属章节8—1
三． 判断题（正确（）中写T正确写F外说明理题2分）
第章：
1 系统否设浮点运算指令计算机系统结构透明
答案：错
分数：2 属章节1—2
2 存储器采单体单字体交叉行存取系统结构设计透明
答案：
分数：2 属章节1—2
3 IO系统通道处理机外围处理机计算机系统结构透明
答案：错
分数：2 属章节1—2
4 软硬功分配时提高软件功例会提高系统灵活性会提高解题速度
答案：错
分数：2 属章节1—2
5 常基单元功宜软件实现降低实现费
答案：错
分数：2 属章节1—2
6 系列机档机器数总线线数计算机系统程序员应程序员透明
答案：错
分数：2 属章节1—5
7 系列机单总线改成双总线减少公总线突
答案：
分数：2 属章节1—5
8 系列机应软件应做前兼容力争兼容
答案：错
分数：2 属章节1—5
9 系列机方约束计算机系统结构发展
答案：错
分数：2 属章节1—5
10 系列机发展新型号机时增加强功复合指令取代原条指令组成程序段提高性指令串组成程序段否常出现
答案：错
分数：2 属章节1—5
11 传统逻辑化简时逻辑设计中重环节应着眼满足性前提生产批量集成度高通器件
答案：
分数：2 属章节1—2
第二章：
1．存储体系中址映址变换没区（ F ）
说明：址映建立虚实址应关系址变换建立址映关系虚址找实址程两者
2．采LRU换Cache存储器分配程序Cache容量定时块增Cache命中率先升定时候会逐渐降低（ F ）
说明：Cache容量较块受调块时间限制太Cache块数会发生Cache命中率降情况
第三章：
1 数IO系统结构应面操作系统设计考虑操作系统IO系统间进行合理软硬功分配
答案：
分数：2 属章节3—1
2．IO系统带外设种类数量速度差异时宜采专总线作IO总线
答案：错
分数：2 属章节3—2
3 数通路宽度指二次分配总线期间传送数总量
答案：错
分数：2 属章节3—2
4 中断嵌套时处理某级中断中某中断请求程中级中断请求中断
答案：
分数：2 属章节3—1
5 设置中断屏蔽位操作系统动态改变中断响应优先级
答案：错
分数：2 属章节3—1
6 中断系统软硬功分配实际中断响应软件中断处理硬件间功分配
答案：错
分数：2 属章节3—1
7 户系统户程序直接IO指令进指令进请求输入输出进指令属态指令
答案：错
分数：2 属章节3—3
8 低速印机总线传送数时数宽度宜变长块
答案：错
分数：2 属章节3—3
9 果通道极限流量满足设备通道求流量需设置定容量缓器会丢失信息
答案：错
分数：2 属章节3—3
10 磁盘设备数传送时数宽度宜采单字单字节
答案：错
分数：2 属章节3—3
第四章：
1．浮点数尾数溢处理采舍入法恒置1法计算机系统结构透明 （ T ）
2．概率等事件Huffman编码具体编码唯均码长肯定唯短 （ T ）
第五章：
1．指令重叠解释加快程序解释加快指令解释（ F ）
说明：加快指令解释
2．CRAY1量机相邻量指令间量寄存器组突流水线功部件争时行（ T ）
3．线性流水线实际吞吐率接理想吞吐率应子程数分越越（ F ）
说明：应连续流入流水线指令数n>子程数m行
第六章：
1 处理机中两程序段变量xy间交换数程序段1中xy程序段2中yx两程序段序串行交换串行行执行必采取专门步措施
答案：错
分数：2 属章节6—6
2 紧耦合处理机中处理机运行程序段间先写读数相关行
答案：
分数：2 属章节6—6
3 紧耦合处理机中两台处理机运行程序段间写—写数输出相关时均行交换串行
答案：错
分数：2 属章节6—6
4 处理机务执行时间时处理机总运行时间均衡条件采取均匀分配处理机分配务数量量少样总运行时间减少
答案：
分数：2 属章节6—7
第七章：
1．N输入N输出立方体log2N级互连网络次运行中实现意入端连意出端实现N端子意排列连接（ T ）
2．0~1516处理单元Cube2单级互连网络互连第10号处理单元连第14号处理单元（ T ）
四． 简答题（20道题5分）
第章：
1 计算机系统结构
答案：程序员计算机属性程序员编写出计算机正确运行程序必须解概念性结构功特性计算机系统中级间界面定义功分配
分数：3 属章节1—2
2 透明性
答案：存事物属性某角度象存
分数：3 属章节1—2
3简述设计方法
答案：先考虑户需求时器件开始参吸收已机器特点研制出微程序机器级传统机器级设计适合应领域种操作系统编译系统
分数：3 属章节1—3
4 软件兼容指什？
答案：软件加修改运行系统结构相机器结果致
分数：3 属章节1—2
5简述设计方法
答案：户需求出发先确定应级虚拟机具基功特性然逐级设计级必须考虑级优化实现
分数：3 属章节1—3
6 简述中间开始设计方法
答案：传统机器操作系统级间做界面软硬功划分界面分进行软件设计进行硬件设计实现时进行
分数：3 属章节1—3
7 简述冯诺曼机型特征
答案：机器运算器中心控制器集中控制
存储器维线性编址序访问存储器址单元
程序指令数混存
指令存储器中序存放
指令操作码址码组成操作码指明操作类型址码指出操作数址结果址
数二进制表示
分数：6 属章节1—5
8 简述现代计算机冯诺曼结构改进发展
答案：计算机处理数类型断增加新表示形式
指令种类寻址方式增加
改变CPU中心数传送形式存储器中心采虚拟存储
处理器采种新技术支持递等提高行性
分数：5 属章节1—5
9 系列机
答案：指厂家生产具相系统结构采取组成实现技术方案型号种机型
分数：3 属章节1—5
10 模拟
答案：指软件方法台计算机实现台计算机指令系统基机器指令
分数：3 属章节1—5
11 仿真
答案：微程序方法台机器实现台机器指令系统
分数：3 属章节1—5
12 指令流数流
答案：指令流指机器执行指令序列数流指指令流调数序列
分数：3 属章节1—2
13 计算机系统弗林分类法什分类？分类？解释含义
答案：弗林分类法指令流数流倍性分类分四类
SISD：指令部件条指令处理控制操作部件操作般串行单处理机
SIMD：单指令部件时控制重复设置处理单元执行指令数操作阵列处理机
MISD：指令部件数处理阶段进行操作种机器少见
MIMD：独立相独立处理机分执行程序作业进程例处理机
分数：4 属章节1—2
14 计算机系统中间开始设计中间指什方？样设计处什？
答案：中间指级层次结构中染硬交界面目前处传统机器级操作系统机器级间样设计合理进行软硬件功分配优化软硬件设计软件应提供更更支持软硬件时设计缩短系统设计周期
分数：3 属章节1—3
第二章：
1． 简述前计算机系统存储系统层次结构说明层容特征
答案：第层寄存器组CPU部分汇编程序员编程空间寄存器间数传递需时钟周期速度快CPU直接匹配
第二层高速缓存储器Cache置存储器CPU间存放运行程序中期指令数速度存快Cache汇编级程序员透明
第三层存储器存储系统核心CPU指令直接访问户够编程空间
第四层辅助存储器软盘硬盘组成具容量价格低特点
第五层脱机存储器指磁带机光盘等
2． 考虑Cache采种换策略影响素什？常换算法种？种基思想优缺点？
答案：影响素命中率常换算法机法先进先出法少法
机法机确定换存储块设置机数产生器产生机数确定换块种方法简单易实现没程序局部性原理命中率较低
先进先出法（FIFO）选择先调入块进行换然考虑程序运行历史状况没根局部性原理命中率机法先进先出方法易实现
少法（LRU）块情况总选择少块换种方法较反映程序局部性规律少块期少LRU法命中率较高LRU法实现较难记录块次数少反映出期次数
3． 简述Cache进行写操作时采两种更新策略优缺点
答案：（1）全写法：称写直达法Cache进行写操作时存该容
全写法Cache存容时更新致性保持较性较高操作程较简单全写法次写操作访问存写操作速度改善然访问存速度
（2）写回法：指CPU执行写操作时写入Cache写入存需换该块时修改块写回存优点Cache速度较高次访问命中写操作写Cache写存发生换时采修改块写入存
写回法段时间Cache存容致性全写法差控制操作较复杂
4． 简述存储系统中存储保护三种方式
答案：（1）加界保护方式：CPU中设置界限寄存器户程序占界限寄存器调入时界界存入界限寄存器中种保护方式存储区保护运段式理
（2）键保护方式：存页设置存储器予键号键号存放快表表目中户程序页设置程序键予键号该页辅存调入存时调入实页号键号登记快表中程序键号送入程序状态字中次访问存首先进行键号较果键号相等允许访问钥匙开锁存放键程序键键号分配操作系统完成
（3）环保护方式：系统程序户程序功性质求分级分授予权限
第三章：（年度未讲）
1 通道分3种类型？适合连接什类型设备？
答案：通道分字节路通道数组路通道选择通道3类
字节路通道适合连接量低速字符设备
数组路通道适合连接高速设备
选择通道适合连接中高速高优先级设备
分数：4 属章节3—3
2 简述通道具体功
答案：选择设备
执行通道程序
外部设备进行控制状态检测障处理
进行信息交换
分数：4 属章节3—3
第四章：
1．什堆栈机器？优缺点？
答案：具堆栈数表示计算机堆栈机器操作压入弹出操作加减较等优点表示数值模型简单指令长度短较高编码密度便逆波兰表示算术表达式运算缺点简单模型现代化编译器技术相匹配寄存器需编码性堆栈格式限制应难高速执行
2．RISC计算机设计思想起源三方面？
答案：（1）20~80定律：指令系统中约20简单指令程序中常重复量约占整程序80CISC指令系统中约80指令少量占真程序量20数复杂指令
（2）系统设计中硬件软件间折衷：保持系统较高性价格单增加硬件复杂度行必须硬件软件结合起互相配合均衡考虑
（3）VLSI工艺技术发展：VLSI技术工艺迅猛发展块芯片够集成量寄存器促系统设计者较快寄存器寄存器型指令指令系统更精简控制部件更加简化部分硬件逻辑实现指令系统效率高
3．存放数信息部件机器通常采三种方式编址？什优缺点？
答案：（1）统编址：种方式种部件统编成0开始维线性址空间部件访问反映空间中址访问种方式利简化指令系统定程度会址形成复杂化
（2）局部编址：种方式指导部件适分类0开始单独编址构成维线性址空间样指令字长较短址形成简单存编址范围较指令中应类存储信息部件加区分标志约定
（3）隐含编址：种方式必进行址计算址隐含操作码中通常堆栈某专寄存器数采事先约定编址方式进行隐式寻址加快部件访问
4．什程序动态定位方式？
答案：利类似变址寻址方法硬件支持完成程序装入存时程序运行前装入存程中指令数址作修改存起始址装入该程序应基址寄存器中程序运行时利址加法器指令中逻辑址已存放基址寄存器中程序起始址相加形成存物理址指令址码需全部修改种方式优点程序执行时硬件形成存物理址程序连续分配存物理空间提高存利率户享存程序段支持虚拟存储器实现缺点需硬件支持实现存储理软件算法较复杂
5． 指令系统指令编码方法三种？优缺点？
答案：指令编码方法通常三种：正交法整体法混合法
（1）正交法：指令中分段（包括操作码操作数址等）互相独立操作数址编码操作码关反然操作码中操作数址容相寻址方式数类型相采种方法流水线计算机特适流水线中操作码译码址产生站时间进行样操作码译码流水线中分成步进行正交法优点采微程序控制时微程序数量较少应操作码种微程序会分段需执行微程序
（2）整体法：指令中分段译码时互相关操作码操作数址分界线清楚种方法处：频度高操作码操作数址码组合起加缩短优化频度低较长样节省存贮容量微程序控制时微程序数量较需较微程序存贮器
（3）混合法：种方法两种方法优点结合起缺点加限制频度高操作码址码组合采整体法缩短编码余指令采正交法编码条指令中部分分段整体法部分分段正交法
6．简述定义数表示定义分类优点
答案：
定义：缩短高级语言机器语言语义差距计算机数具定义力定义数表示
分类：包括带标志符数表示数描述符两类
（1）带标志符数表示：描述简单数标志符数值相连存存贮单元数值外附加干标志位（tag）识数类型特征采带标志符数表示执行指令时 标志位进行解释知道操作数属种数表示样机器语言运算符高级语言样具通性简化编译程提高系统编译效率
优点：a)简化指令系统B)容易检出程序编制中错误c)简化编译程序d)支持数库系统e)简化程序设计f)便软件测试支持应软件开发
（2）数描述符：描述复杂维数量数组记录等描述符专描述访问组数属性包括整数块址长度信息数字分开存储机器描述符形成访问元素址信息（描述符数字）数字身带标志符数表示
优点：描述符仅描述数类型描述信息特征数信息控制信息中断信息等样机器快获类信息进入种相应状态保护必反复取指令取特征
第五章：
1．解释重叠方式中次重叠含义
答案：指令解释分分析执行两阶段时刻执行k分析k+1时间重叠指令分析部件指令执行部件时处理相邻两条指令
2．流水线处理级分三级？
答案：流水线处理级分三级：操作部件级指令级处理机级
（1）操作部件级流水复杂算逻运算组成流水工作方式例浮点加法操作分成求阶差阶尾数相加结果规格化等四子程
（2）指令级流水条指令解释程分成子程前面提取指译码执行访存写回五子程
（3）处理机级流水种宏流水中处理机完成某专门务处理机结果需存放处理机享存储器中
3．简述衡量流水线处理机性技术指标定义
答案：（1）吞吐率：指单位时间处理指令条数输出结果量吞吐率越高计算机系统处理力越强
（2）加速：指采流水线方式工作速度等效序串行方式工作速度
（3）效率：指流水线中功段利率
4．流水线中出现三种相关什？定义？
答案：（1）资源相关：指条指令进入流水线机器周期争功部件发生突
（2）数相关：条相指令间相操作数时发生
（3）控制相关：条件转移条件转移引起统计表明转移指令约占总指令14左右
5．根指令间寄存器读写操作先次序关系数相关突分三种？定义？
答案：根指令间寄存器读写操作先次序关系数相关突分RAWWARWAW三种类型例ij两条指令i指令前j指令三种类型数相关含义：
RAW——指令j试图指令i写入寄存器前读出该寄存器容样指令j会错误读出 该寄存器旧容
WAR——指令j试图指令i读出寄存器前写入该寄存器样指令i错误读该寄存器新容
WAW——指令j试图指令i写寄存器前写入该寄存器样两次写先次序颠倒会错误指令i写入值成该寄存器容
6．改进条件转移指令引起流水线断续现象减少条件转移指令造成执行部件停顿时间般种措施？
答案：（a）猜测法指令部件发现条件转移指令等执行部件执行完指令队列中指令产生条件码段时间里指令部件固定方继续预取指令者转移成功方预取者转移成功方预取等产生条件码果猜测转移方致指令缓寄存器组中预先取出指令流水线停顿时间缩短果未猜指令缓寄存器组中指令已做工作全部作废重新方读取指令然开始分析时流水线损失时间较长
（b）预取转移目标发现条件转移指令时两分支方预取指令继续原方预取指令外转移成功方预取指令根真正方取中分支指令继续运行原分支指令进行带条件执行（译码取数运算送结果）进步提高转移指令效率
（c）加快提前形成条件码指令条件码定等执行完毕运算结果形成
（d）推迟转移编译程序时编译程序动调整条件转移指令位置条件转移指令原位置移条干条关指令先运行样作改进流水线效率影响结果般采三种调度方法：a转移指令前条指令调度延迟槽中b转移目标处条指令调度延迟槽中c转移发生时该执行条指令调度延迟槽中
（e）加快短循环程序处理循环种特殊条件转移通常循环计数器容否0判断否已达应循环次数决定否需转移短循环程序指循环段指令数目少（等）指令缓寄存器组中存放指令数时循环程序段果执行种短循环时整短循环程序段放指令缓寄存器组中指令部件停止预取新指令重复段短循环程序减少访问存次序提高机器效率
7．周期完成条指令三种超级计算机特点？
答案：（1）超级标量计算机：超级标量机处理机中配置功部件指令译码电路寄存器端口总线时执行操作程序运行时指令译码部件确定条相邻指令行执行挖掘更指令行性种软件编译时安排指令次序方法运行时硬件解决简单
（2）超长指令字计算机：编译程序编译时找出指令间潜行性进行适调度安排行执行操作组合起成条具操作段超长指令条超长指令控制VLIW机中互相独立工作功部件操作段控制功部件相时执行条指令
（3）超级流水计算机：超流水结构流水级（周期）分成（例3）子流水级子流水级中取出条指令总周期取出三条指令超流水线结构中指令部件套套独立执行部件然机器周期流出条指令周期机器短台m度超级流水线计算机周期般机器周期1m操作需m周期流水线充分发挥作时行度达m
第六章：
1 行性
答案：时刻时间间隔完成两种两种性质相务
分数：3 属章节6—1
2 时性
答案：指两事件时刻发生
分数：3 属章节6—1
3 发性
答案：指两事件时间间隔发生
分数：3 属章节6—1
4 时间重叠
答案：行性概念中引入时间素处理程时间相互错开轮流重叠套硬件设备部分
分数：3 属章节6—2
5 资源重复
答案：行性概念中引入空间素重复设置硬件资源提高系统性性
分数：3 属章节6—2
6 资源享
答案：利软件方法户定时间序轮流套资源提高利率相应提高整系统性
分数：3 属章节6—2
7 处理机中行性表现方面？
答案：处理机实现作业间程序间务间行包含指令级指令部微操作间行
分数：3 属章节6—1
8 处理机结构行性方面阵列处理机什？
答案：结构方面阵列处理机互连较规整定专性互连处理单元数量处理机采更灵活变结构实现复杂互连模式互连处理机数量少
行性方面阵列处理机操作级行行性时性处理机作业程序务级行时包含指令部操作间行行性发性
分数：5 属章节6—4
9 什紧耦合处理机什松耦合处理机？
答案：处理机间通互连网络享存紧耦合处理机处理机间通享IO子系统通道通信线路实现机器间通信享存松耦合处理机
分数：3 属章节6—4
10 处理机常方式实现互连？适合什场合？
答案：总线式互连（包括总线）适合处理机机数较少系统信息流量机数扩充场合
环形互连适合高带宽光纤通信处理机数系统流量较高场合机数扩充
交叉开关互连适合处理机机数（宜超16）系统流量处理机机数扩充场合
端口存储器互连适合处理机机数少固定扩充系统流量较高场合
开关枢纽结构适合处理机机数扩充分布结构处理机场合
分数：6 属章节6—4
11 处理机操作系统3种类型适合类机器？
答案：处理机操作系统型独立型浮动型3类
型适合工作负荷固定处理机功明显低处理机功功差处理机组成异构型系统
独立型适合松耦合处理机系统
浮动型适合紧耦合处理机特享存IO子系统相处理机组成构型系统
分数：6 属章节6—6
12 机群系统
答案：利高速通网络组高性工作站高档PC机某种结构连接起行程序设计视化机交互集成开发环境支持统调度协调处理实现高效行处理系统
分数：3 属章节6—7
13 简述机群系统特点
答案： 系统开发周期短
户投资风险
系统价格低
节约系统资源
系统扩展性
户编程方便
分数：6 属章节6—7
14 计算机系统处理数行性分四等级：出简单解释
位串字串时处理字位
位字串时处理字位
位片串字时处理字位
全行时处理字位位组
分数：4 属章节6—1
第七章：
1．简述互连网络概念
答案：互连网络种开关元件定拓扑结构控制方式构成实现计算机系统部处理机者功部件间相互连接
2．设计互连网络时应考虑四特征？
答案：（1）通信工作方式：分步异步两种步方式中PE数进行行操作控制器处理单元广播命令统时钟加步SIMD行机采种方式异步方式统时钟加步处理单元根需相互建立动态连接
（2）控制策略：分集中分散两种集中式控制统控制器互连开关状态加控制分散式控制互连开关身实行理般SIMD行机采集中控制
（3）交换方式：分线路交换分组交换两种线路交换整交换程中源目标结点间建立固定物理通路适成批数传送分组交换传送信息分成分组分送入互连网络分组通路达目标结点较适合短数报文传送SIMD行机般采线路交换处理单元间联接较紧密MIMD机系统采分组交换方式
（4）网络拓扑：分静态动态两种里拓扑指互连网络中结点间连接关系
通常图描述静态拓扑指结点间专连接通路运行中改变动态拓扑设置源开关根需助控制信号连接通路加重新组合
3．处理机互连网中总线仲裁方法？优缺点？
答案：（1）静态优先级算法：连总线处理机（计算机模块）分配唯固定优先级处理机时请求系统总线时仲裁器优先级高申请者总线通常串行连接方式确定优先级越仲裁器处理机优先级越高种算法优点算法简单易实现缺点优先级低处理机少机会总线
（2）等算法 通常轮转方式总线固定时间片次供处理机常步总线该算法优点算法较简单保证处理机均等机会总线缺点均等时间较长外轮处理机总线时造成总线带宽浪费
（3）动态优先级算法 种根总线情况相应规动态改变连接总线处理机优先级例期少LRU算法高优先级分配长时间间隔未总线处理机循环菊花链（RDCRotating daisy chain）算法根离次总线处理机处位置远分配优先级总线准线某方接成闭环刚总线处理机优先级低离越处理机优先级越高该算法优点兼顾前两种算法优点较短均等时间系统中处理机均等机会总线缺点控制逻辑较复杂
（4）先先服务算法 优先级选择控器具均等性该算法性仲裁算法实现困难该算法作提供种标准衡量算法坏
五． 分析设计计算题（50道）
第章：
1 计算机系统功划分成4级级指令级指令级指令效强M倍第i级条指令完成i1级M条指令计算量现需第i级N条指令解释第i+1级条指令段第1级程序需运行Ks问第234级段等效程序需运行长时间？
答案：
设：执行第1级条指令需时间x
执行第1级该程序段需1级指令y条
：x*yKs
执行第2级条指令需时间N*x
执行第1级等效段程序需2级指令yM条
：第2级等效程序需运行时间：
tN*x*yMNM*(x*y)NM*Ks
理：第3级等效程序需运行时间：(NM)2Ks
第4级等效程序需运行时间：(NM)3Ks
分数：7 属章节1—1
2 台60MHz处理机执行标准测试程序含混合指令数相应需始终周期数：
指令类型 指令数 时钟周期数
整数运算 54000 1
数传送 46000 2
浮点 18000 2
控制传送 12000 2
求效CPIMPIS速率程序执行时间
答案：执行条指令需均时钟周期数CPI
执行整程序需CPU时钟周期数程序中指令总数
[54000*1+(46000+18000+12000)*2](54000+46000+18000+12000)
16
MIPS指令总数执行指令需总时间
Rc(CPI*106)
60*106(16*106)
38
程序执行时间1MPIS*(54000+46000+18000+12000)
13000(38*106) s
034ms
分数：10 属章节 14
3 假设台100MHz处理机运行500000条指令目标代码程序四种指令组成根程序踪实验结果已知指令混合种指令需指令数：
指令类型 CPI 指令混合
算术逻辑 1 50
高速缓存命中加载存储 2 20
转移 4 15
高速缓存缺失存储器访问 8 15
（1）计算单处理机述踪数运行程序均CPI
（2）根（1）CPI计算相应MIPS速率
答案：
（1）程序均CPI1*05+2*02+4*015+8*01527
（2）MIPSRc(CPI*106)100*106(27*106)37
分数：8 属章节 14
4 假设高速缓存Cache工作速度存5倍Cache访问命中概率90采Cache整存储系统获高加速？
答案：假设存工作速度x
加速(90*5*x+10*x)x46
分数：5 属章节 14
5 计算机执行某测试程序中含量浮点数处理操作提高性采两种方案采硬件实现浮点数方根（FPSQR）操作操作速度提高20倍种方案提高浮点数操作（FP）速度加快3倍时已知FPSQR操作额时间占整测试程序执行时间25FP操作占整执行时间60求出两种情况加速种方案更？
答案：Sp(FPSQR)1[(1025)+02520]13
Sp(FP)1[(106)+063]17
改善浮点数操作方案更
分数：8 属章节 13
6 某台计算机LoadStore指令存储器进行读写操作指令寄存器进行 操作根程序踪实验结果已知种指令占例CPU数：
指令类型 指令占例 CPI
算逻指令 52 1
Load指令 18 2
Store指令 21 2
转移指令 9 2
求述情况均CPI
答案：CPI1*025+2*018+2*021+2*092
分数：5 属章节 14
7 果FP操作例20FP均CPI(FP)4指令均CPI()15FPSQR操作例18FPSQRCPI(FPSQR)20改进方案二：提高FP操作速度增加倍提高FPSQR速度10倍试较两方案假设INTc变求两种方案CPI值较优劣
答案：CPI(原)4*02+15*082
方案1：CPI42*02+15*0816
方案2：CPI CPI(原)0018*[CPI(SQR原) CPI(SQR改)]
20018*(202)168
方案1
分数：10 属章节 14
第二章：
1． 采组相联映LRU换算法Cache存储器发现等效访问速度高提议：
（1） 增存容量
（2） 增Cache中块数（块变）
（3） 增组相联组（块变）
（4） 增块（组Cache总容量变）
（5） 提高Cache身器件访问速度
解：（1）增存容量Hc基影响然增存容量会tm稍微加果Hc已高时种tm增ta增会明显影响
（2）增Cache中块数块变意味着增Cache容量LRU换算法堆栈型换算法Hc升ta缩短Ta缩短否明显前Hc处什水果原Cache块数较少Hc较低ta会Hc迅速提高显著缩短果原Cache块数已较Hc已高增Cache中块数会Hc明显提高时ta缩短明显
（3）增组相联组块变组块数增加会块突概率降会Cache块换次数减少Cache组组位置已全部装满存块块换次数减少意味着Hc提高增组Hc提高提高等效访问速度Cache存储器等效访问速度改进否明显目前Hc处什水果原先组块数太少增组会明显缩短ta果原先组块数已较ta缩短明显
（4）组Cache总容量变增Cache块ta影响分析致（3）相会ta缩短视目前Hc水顶果Hc已高增Cache块ta改进明显
（6） 提高Cache身器件访问速度减tcHc命中率已高时会显著缩短taHc命中率较低时减ta作明显
（7）
2．某程序包含5虚页页址453251322513LRU法换时获高命中率少应分配该程序实页？高命中率少？
解：
页址流 4 5 3 2 5 1 3 2 2 5 1 3
S（1） 4 5 3 2 5 1 3 2 2 5 1 3
S（2） 4 5 3 2 5 1 3 3 2 5 1
S（3） 4 5 3 2 5 1 1 3 2 5
S（4） 4 4 3 2 5 5 1 3 2
S（5） 4 4 4 4 4 4 4
S（6）
n 1 H
n 2 H
n 3 H H
n 4 H H H H H H H
n > 5 H H H H H H H
模拟结果表明LRU换算法换该程序少应分配4实页果分配3实页页命中率212太低分配实页数4页页命中率会提高分配该程序4实页高命中率H712
3．虚拟存储器存0~3四页位置程序0~7八虚页采全相联映FIFO换算法出程序页址流：2352401246
（1） 假设程序235页已先装入存第320页位置请画出述页址流工作程中存页位置装程序页页号变化程图标出命中时刻
（2） 求出期间虚存总命中率H
解：（1）
存页面位置
初始状态
页址流
2 3 5 2 4 0 1 2 4 6
0
5
5 5 5 5 5 5 5 2 2 2
1
4 4 4 4 4 6
2
3
3 3 3 3 3 3 1 1 1 1
3
2
2 2 2 2 2 0 0 0 0 0
命中
H H H H H
（2）H51050
4．页式虚拟存储器9页空间准备分配AB两道程序已知B道程序分配4页时命中率815分配5页时命中率达1015现出A道程序页址流232152453252145
（1） 画出堆栈A 道程序页址流模拟处理程图统计分配4页5页时命中率
（2） 根已知条件述统计结果AB两道程序分配少实页系统效率高？
解：（1）堆栈A道程序页址流模拟处理程表示：
页址流
2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 1 4 5
堆栈容
2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 1 4 5
2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 1 4
3 2 1 5 2 4 5 3 3 5 2 1
3 3 1 1 2 4 4 4 3 5 2
3 3 1 1 1 1 4 3 3
命中（n4）
情况（n5）
H H H H H H H
H H H H H H H H H H
表计算知分配4页时H715分配5页时H1015
（2）A分配5页B分配4页系统效率A分配4页B分配5页高前者系统总命中率（1015+815）2915者系统总命中率（715+1015）28515
5．Cache存存储层次中存0~78块Cache4块采组相联映假设Cache已先访问预取进存第5137块现访存块址流分124137012546时
（1） 画出LRU换算法Cache块事实际换程图标出命中时刻中Cache分两组
（2） 求出期间Cache命中率
解：Cache块实际换程命中时刻表示：
访存块址
1 2 4 1 3 7 0 1 2 5 4 6
Cache
容
0组
5 5 4 4 4 4 0 0 0 5 5 5
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 4
1组
3 2 2 2 2 7 7 7 7 7 7 6
7 7 7 7 3 3 3 3 2 2 2 2
Cache命中
H H H
（2）Hc312
6．Cache分S124块存分S228块存第I块映装入Cache中第j块ji mod S1
（1） 什映规？
（2） 画出存址Cache址变换程示意图图中应标识出存Cache址字段位数应关系指出址映变换辅助表存储器宽度单元数变换程作简单文字说明
解：（1）直接映
（2）存址Cache址变换程示意图图示：
辅助映表存储器址访问存储器构成16单元单元宽4位
变换程：存址中截取应Cache址部分字段访Cache时区（Cache）块号访问辅助映表存储器容取出存区号字段进行较较相等访Cache继续进行表示Cache命中否表示访Cache失效存中调块
7．Cache存存储层次存分8块(07)Cache4块(03) 采组组联映象组块数2块换算法期少法(LRU)
（1）画出存Cache 存储器址字段应关系
（2）画出存Cache 存储器空间映象应关系示意图]
（1） 存址流：124137012546472存中容开始未装入Cache中请列出时间变化Cache 中块状况
（2） (3)指出块失效发生块争时刻
（3） (3)求出期间Cache 命中率
（4） 块均访问14次求cache访问命中率
解：（1）存 cache
0 1 4 5àà P0 P1
2 3 6 7àà P2 P3
（2）
区号
组号
块号
块址
存址
直 全 全
组号
块号
块址
快存址(Cache)
(3)
存
1
2
4
1
3
7
0
1
2
5
4
6
4
7
2
Cache
装
装
装
中
装
中
中
P1
P2
P0
P1
P3
P2
P0
P1
P3
P0
P1
P2
P1
P3
P2
栈组0
P1
P0
P1
P0
P1
P0
P1
P1
P1
P0
P1
P0
P1
P0
P0
栈组1
P2
P3
P2
P3
P2
P3
P2
P2
P3
P2
P3
P2
P3
（4）t6 开始发生块失效 块失效块争时刻 t6t7t9t10t11t12t14t15
（5）块命中率315
（6）访问命中率(3*14+(153)*13)(15*14)94
第三章：（年度未讲）
1 某字节路通道连接8台外部设备数传送速率分：
设备号 1 2 3 4 5 6 7 8
传送速率（KBs） 10 25 30 100 80 15 15 25
计算设备工作时通道实际流量实际工作周期
答案：fBYTE(10+25+30+100+80+15+15+25)300KBs
TBYTE1fBYTE1(300*103)00033msB
分数：6 属章节 33
2 字路通道连接6台外部设备台外设通道提出数传送请求时间间隔：
D125μsD215μsD350μsD475μsD515μsD630μs计算该字节路通道实际数传输率少？工作周期少？
答案：实际路通道流量：
fBYTE(125+115+150+175+115+130)024MBs
实际工作周期：
TBYTE1 fBYTE 4μs
分数：6 属章节 33
第四章：
1．统计某机14条指令频度分：001015012003002004002004001013015014011003分求出等长二进制编码Huffman编码两种码长扩展操作码编码等3种方式操作码均码长
解：（1）14条指令等长操作码均码长┌log214┐4位
（2）Huffman编码先Huffman算法构造出Huffman树图示：
（3位）（3位）（3位）（3位）（3位）
（5位）（5位）（5位）（5位）（5位）
（6位）（6位）
100
043
024
012
005
001
001
002
057
030
027
012
003
003
004
002
011
013
014
015
015
004
019
008
（3位）
004
007
（4位）
002
图中叶子圆括号括起数字表示该频度指令二进制位编码码位数Huffman编码操作码均码长Σpili338位
（3）采两种码长扩展操作码根14条指令出频度值分成两群频度较高6种指令3位操作码编码表示例000~101分表示频度015015014013012011指令操作码留110111两3位码作长码扩展标志扩展出2位码5位码扩展出4条频度较低指令样8条频度较低指令符合题目求求操作码均码长：
Σpili3*080+5*02034位
2．某机器求：三址指令4条单址指令255条零址指令16条设指令字长12位址码长3位问否扩展操作码编码？果中单址指令254条呢？说明理
操作码 址1 址2 址3
解：根题意三址指令格式
3位 3位 3位 3位
12位
操作码占3位表示4条三址指令需掉8码中4码余4码作扩展成长操作码扩展标志
单址指令格式操作码 址
操 作 码
9位 3位
12位
零址指令格式
12位
果考虑零址指令短操作码中4扩展标志均扩展出6位操作码扩展表示出4*26256条单址指令现表示16条零址指令果单址指令255条零址指令操作码高9位码作扩展标志扩展出3位表示238条零址指令满足题目求16条零址指令
果单址指令254条指令高9位2扩展标志码扩展标志码扩展出3位码表示出2*2316条零址指令关键原短操作码长操作码首部长操作码前缀
3．某机指令字长16位设单址指令双址指令两类址字段均6位双址指令x条问单址指令少条？
解：根题意双址指令格式
操作码 址码1 址码2
4位 6位 6位
16位
操作码占4位样2416种短操作码现双址指令x条已占4位操作码中16种组合中x码点剩（16x）码点均作扩展标志
操作码 址
单址指令格式
10位 6位
16位
（16x）扩展标志中码均扩展出6位操作码单址指令（16x）*26条
4．某机10条指令频度分001015012007008013015003017009
（1） 计算等长操作码编码均码长
（2） 构造Huffman树
（3） 写出Huffman种编码计算均码长
（4） 两种码长求均码长短扩展操作码编码均码长
解：（1）4位
1
0
0
0
0
060
032
0
1
1
1
1
001
003
0
1
040
0
023
011
004
0
1
007
012
008
009
013
015
015
017
1
1
1
028
017
（3） Huffman树图示
（4）
（3）Huffman编码（唯）
频度 编码 频度 编码
001 00000 012 001
003 00001 013 100
007 0001 015 101
008 010 015 110
009 011 017 111
均码长Σpili 315位
（4）
频度 扩展码（唯） 频度 扩展码（唯）
001 0000 012 011
003 0001 013 100
007 0010 015 101
008 0011 015 110
009 010 017 111
均码长Σpili 319位
注意取3~5位编码均码长成322位显然
5．某模型机8条指令频率分：04020201005003001001 试分霍夫曼编码扩展编码操作码进行编码限定扩展编码两种长度均码长短均编码长度定长操作码均编码长度减少少？
解：
指令Ii
频率Pi
霍夫曼编码
霍夫曼扩展编码
普通编码
I1
040
00
00
000
I2
020
01
01
001
I3
020
10
10
010
I4
010
110
11111
011
I5
005
1110
11110
100
I6
003
11110
11101
101
I7
001
111110
11100
110
I8
001
111111
11011
111
∑PiLi
217
26
300
减少083
减少040
第五章：
1．流水线4功部件组成功部件延迟时间△t输入10数间歇5△t输入10数周期性工作求时流水线吞吐率画出时空图
解：题意4功部件流水时时空关系图示：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1
2
1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
部件
4
3
2
1 时间
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （△t）
5△t
周期性工作时流水线均吞吐率
Tp1014△t57△t
2．提高流水线效率两种途径克服速度瓶颈？现3段流水线段时间次△t3△t△t
（1） 分计算连续输入3条指令时30条指令时吞吐率效率
（2） 两种途径改进画出流水线结构示意图时计算连续输入3条指令30条指令时吞吐率效率
（3） 通（1）（2）两题计算较出什结？
解：提高流水线效率消速度瓶颈瓶颈段细分重复设置瓶颈段联工作轮流分配务两种途径
（1）3段流水线段时间次△t3△t△t情况连续流入3条指令时n3m3△t1△t△t2 3△t△t3△t△tj3△t代入吞吐率Tp效率h
连续流入30条指令时需式中n改30 参数变
（2）采取2段细分成3子段子段均△t构成流水线结构图示
△t △t △t △t △t
段1 段2 段3
连续流入3条时n3m5△ti △tj △t代入
连续流入30条指令时n30代入参数变
采取32段联构成流水线构成图示
连续流入3条指令流入30条指令时吞吐率Tp效率h计算结果分子程细分相
3△t
△t 3△t △t
3△t
（3）（1）题中n3n30计算结果进行较出连续流入流水线指令越时流水线实际吞吐率效率会提高
（1）（2）题计算结果进行较样出采瓶颈子程细分瓶颈子程联消流水线瓶颈连续流入流水线指令数越时实际吞吐率效率显著提高连续流入流水线指令数越少消流水线瓶颈提高流水线实际吞吐率Tp效率降
3．双输入端加双功静态流水线时间△t2△t2△t3△t1234四子程构成加1 2 4连接1 3 4
连接流水线输出设数缓器数直接返回输入现执行
A*（B+C*（D+E*F））+G*H
运算请调整计算序画出获吞吐率量高流水时空图标出流水线入出端数变化情况求出完成全部运算时间期间流水线效率流水线瓶颈子程细分少需少时间完成全部运算？子程3细分联方法改进问流水线效率少？
解：根题意算法调整流水吞吐率量高流水时空图图示图中已标出流水线入出端数变化情况
24 △t
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
子程
4
3
2
1
输A E AC AC A G AB ACEF ACEF+GH
入C F D EF B H ACD GH AB+ACD
结果
输出 AC EF ACD ACEF AB GH AB+ACD+ACEF+GH
根图流水时空图出完成全部运算时间24△t期间流水线效率
果现瓶颈子程23均细分成两子程时空图图示
18 △t
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
结果
4
32
31
22
21
1
A E A G AC AC AB ACEF ACEF+GH
C F B H D EF ACD GH AB+ACD
图见完成全部运算少需18△t时间
现子程3细分2子程3通联改进时空图图示
子程
18 △t
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
4
32
31
22
21
1
A E A G AC AC AB ACEF ACEF+GH
C F B H D EF ACD GH AB+ACD
完成全部运算时流水线效率
4．5段流水线处理机需9拍完成务预约表表示分写出延迟禁止表F突量C画出流水线状态转移图求出均延迟流水线吞吐率调度方案流水调度方案输入6务求实际吞吐率
时间
段号
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8
S1
S2
S3
S4
S5
Ö Ö
Ö Ö
Ö Ö Ö
Ö Ö
Ö Ö
解：预约表中行中号拍数求出差值差值汇集起延迟禁止表
F{1348}
延迟禁止表F转换初始突量
C（10001101）
根初始突量画出状态转移图图示
10001111
10101111
10001101
7 初始 5
10001101
2 5 7 6 7 5
状态转移图初始状态开始箭头走构成调度意义延迟拍数成周期性重复出现拍数循环方案进行务调度必然突样列出种调度方案计算出相应调度方案均延迟表示
调度方案
均延迟（拍）
（25）
（27）
（5）
（65）
（6）
（67）
（7）
（52）
35
45
5
55
6
65
7
35
知均延迟35拍
时流水线吞吐率Tpmax134（务拍）
佳调度方案（25）周期性调度（52）调度均延迟35拍实际流入偶数务时实际吞吐率（25）方案
（25）调度方案实际输入6务时空图图示
根6务全部完成需时间25拍求时流水实际吞吐率Tp625（务拍）
5．4段流水线处理机需7拍完成务预约表表示分写出延迟禁止表F突量C画出流水线状态转移图求出均延迟流水线吞吐率调度时佳方案流水调度方案输入6务求实际吞吐率
时间
段号
1 2 3 4 5 6 7
S1
S2
S3
S4
Ö Ö Ö
Ö Ö
Ö
Ö Ö
解：延迟禁止表F{246}
初始突量C（101010）
状态转移图图示种调度方案相应均延迟表示
101011
111111
101010
101111
7 初始
7 1 7 3 5 7
5
5
3
调度方案
均延迟（拍）
（17）
（35）
（53）
（5）
4
4
4
5
表知均延迟4拍时流水线吞吐率
Tmax14（务拍）
佳调度方案选中（17）周期性调度方案
（17）调度方案输入6务全部完成时间
1+7+1+7+1+724拍
实际吞吐率 Tp624（务拍）
（35）调度方案输入6务全部完成时间
3+5+3+5+3+726拍
实际吞吐率 Tp626（务拍）
（53）调度方案输入6务全部完成时间
5+3+5+3+5+728拍
实际吞吐率 Tp628（务拍）
见佳方案应（17）调度方案输入6务实际吞吐率方案更高
6．求量DA*（B+C）量元素数均N参CRAY1方式分解3条量指令：
①V3 存储器 {访存取A送入V3寄存器组} 6拍
②V2 V0+V1 {B+C K} 6拍
③V4 V2*V3 {K*A D} 7拍
采列3种方式工作时需少拍全部结果？
（1）①②③串行执行
（2）①②行执行完执行③
（3）采链接技术
解：（1）①②③3条量指令序串行执行全部执行完需时间
7+N+7+N+8+N22+3N
（2）量指令①②行执行完执行量指令③全部执行完需时间
+8+N15+2N（拍）
（3）采链接技术量指令①②行量指令③链接全部执行完需时间
+8+N16+N（拍）
7．设量长度均64CRAY1机浮点功部件执行时间分：相加6拍相7拍求倒数似值14拍存储器读数6拍入寄存器启动功部件1拍问列指令组组指令链接？指令链接？链接原什？分计算出指令组全部完成需拍数
（1）V0 存储器 （2）V2 V0*V1
V1 V2+V3 V3 存储器
V4 V5*V6 V4 V2+V3
（3）V0 存储器 （4）V0 存储器
V2 V0*V1 V1 1V0
V3 V2+V0 V3 V1*V2
V6 V5+V4 V5 V3+V4
解：（1）3条量指令间没发生源Vi突没Vi先写读相关没功部件突3条量指令时行流水计算指令组全部完成需拍数时需取3条量指令完成时需拍数说取
1+7+1+6372
中长时间72拍量指令组全部完成需72拍
（2）3条量指令间没功部件突第12两条量指令第3条量指令间V2V3先写读相关第1条量指令较第2条量指令提前1拍启动第12两条量指令第1结果元素时链入第3条量指令中样
1+7+1++1+6+1+6380（拍）
量指令组全部完成需80拍
（3）第1条量指令第2条量指令间V0先写读相关两者链接第3条量指令第2条量指令间源量寄存器组V0突间够串行样
1+6（访存）+1+1+7（）+1+63+1+6（加）+1+63+1+6（加）+1+63222（拍）
量指令组全部完成需222拍
（4）4条量指令均次Vi先写读相关源Vi相关功部件突4条量指令全部链接起进行流水样
1+6（访存）+1+1+14（求倒数）+1+1+7（）+1+1+6（加）+1+63104（拍）
量指令组全部完成需104拍
8．假设条指令解释分取指分析执行3步步相应时间t取指t分析t执行采取仅执行K分析K+1取指K+2重叠方式公式
（1） 写出执行完N条指令需全部时间般关系式
（2） 分t取指t分析2t执行1t取指t执行5t分析2两种情况N80时计算出全部指令执行完时间
解：（1）执行完N条指令时间关系式
（N2）*max{t取指t分析t执行}+t取指 +max{t分析t取指}+max{t执行t分析}+t执行
（2）t取指t分析2t执行1时全部指令执行完时间
（802）*2+2+2+2+1163
t取指t执行5t分析2时全部指令执行完时间
（802）*5+5+5+5+5410
9．量AB6元素计算量点积
（1） 序方式次加需4△t次需3△t执行完A·B少时间？
（2） 图静态双功流水线计算中1 2 3 4加法流水线1 5 4法流水线输出直接返回输入功切换时间忽略计设计合理算法完成A·B时间少画出流水时空图标出全部算完时间
解：（1）需3△t´6 + 4△t´5 38△t
（2）流水时空图图示全部算完时间21△t
21 △t
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
5
4
3
2
1
a1 a2 a3 a4 a5 a6 1 3 5 12 1~4
b1 b2 b3 b4 b5 b6 2 4 6 34 5~6
10．加双功静态流水线1 2 3 4完成加1 5 4完成段延时均△t输出直接返回输入存入缓器缓现求计算长度均8AB两量逐元素求连积
（1） 画出流水线完成运算时空图
（2） 完成全部运算需少△t？期间流水线效率少？
解：（1）流水时空图图示
（2）完成全部运算需时间25△t期间流水线效率
21 △t
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 3 5 7 1 5 1
2 4 6 8 4 8 8
11．3段流水线预约表表示
（1） 写出突量画突量状态转移图确定佳调度方案
（2） 佳调度方案输入5务画出流水时空图求出时吞吐率效率
时间
段号
t1 t2 t3 t4
S1
S2
S3
Ö Ö
Ö Ö
Ö
解：（1）突量C（101）状态转移图图示佳调度方案隔2△t流入101
务 2 初始 4
1
1
1
1
2
1
3
2
4
3
5
4
2
2
3
3
4
4
5
5
5
4
3
2
5
12△t
（2）流水时空图图示
段
S3
S2
S1
吞吐率 Tp512△t
效率 h（5´5△t）（12△t´3）2536
12．4段单功非线性流水线预约表表示
（1） 写出突量延迟禁止表画出突量状态转移图
（2） 写出流水线佳调度方案时吞吐率
解：（1）突量C（10001）
延迟禁止表F{15}
突量状态转移图图示
10011
10101
10001
2
46 初始
2 46 3 46
3
（3） 佳调度方案隔2派流入务吞吐率 Tpmax12△t
13．带双输入端加双功静态流水线1234四子部件延时分△t△t2△t△t加1 2 4组成1 3 4组成输出直接返回输入锁存现欲执行
（1） 画出流水时空图标出流水线入端数变化情况
（2） 计算运算全部完成需时间期间流水线效率
（3） 瓶颈子部件细分画出解题时空图
（4） 求出（3）解题需时间期间流水线效率
解：（1）流水时空图流水线入端数变化情况图示
23 △t
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
（2）全部运算完时间23△t
效率h（37△t）（4´23△t）3792
a1+b1 a2+b2 a3+b3 a4+b4 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 结果
输a1a2a3 a4 a1+b1 a2+b2 a3+b3 a4+b4 ① ③ ⑤
入b1b2b3 b4 c1 c2 c3 c4 ② ④ ⑥
（3）时空图示
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
部件
4 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 结果
32
31
2
1
输a1a2a3 a4 a1+b1a2+b2a3+b3a4+b4 ① ③ ⑤ 20
入b1b2b3 b4 c1 c2 c3 c4 ② ④ ⑥
（4）需时间20△t
效率h（37△t）（5´20△t）37100
14．设某程序包含5虚页页址流232152453252LRU法换时获高命中率少应分配该程序实页？列出分配实页时命中率？
答：
时间t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
页址流 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2
期少 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2
LRU 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5
3 2 1 5 2 4 5 3 3
3 3 1 1 2 4 4 4
3 3 1 1 1 1
n1
n2 命中 命中
n3 命中 命中 命中 命中 命中
n4 命中 命中 命中 命中 命中 命中
n5 命中 命中 命中 命中 命中 命中 命中
分析：分配2实页时命中率H221217
分配3实页时命中率H351242
分配4实页时命中率H461250
分配5实页时命中率H571258
分配5实页时命中率高
15．计算机六段法流水线段处理时间相分50ns求进行十数连续相时
求流水线吞吐率效率加速
答：
1 2 3 4 5
6 7
8
9
6 1 2 3 4 5 6 7 8 9
5 1 2 3 4 5 6 7 8 9
4 1 2 3 4 5 6 7 8 9
3 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 1 2 3 4 5 6 7 8 9
时空图分析总25△t时间流出9结果吞吐率
TP925△t9（25×50ns）
流水线次求积需6×50ns产生述结果需9×6×50ns加速Sp（9×6×50ns）（25×50ns）216
该流水线效率
η（9×6×50ns）（6×25×50ns）
36
16．CRAY1机列指令组设量元素 N (N<64)功部件执行时间浮点加6拍浮点7拍入寄存器功部件传送需1拍存储器读7拍问
（1） 列指令组佳执行程什佳方案计算全部完成运算需少节拍？
（2） 流水链接需少拍？
（3） 流水链接需少拍？
V2 < 存储器
V1 < V3+V4
V5 < V1*V2
V6 < V2*V5
解：（1）佳执行程（1）（2）行（3）链接（4）串行需拍数
1+7+1+1+7+1+63+1+7+1+63 153拍
（2）流水链接需拍数
1+7+1+63+1+7+1+63+1+7+1+63 216拍
（3）流水链接需拍数
1+7+1+63+1+7+1+63+1+7+1+63+1+7+1+63 288拍
17．静态功流水线分6段图示中法流水线1236段组成加法流水线1456段组成通段需时间图中示流水线时等某种功（加法）操作处理完毕转换成种功（法）
计算：A×B（a1+b1）×（a2+b2）×（a3+b3）
问：
（1）述流水方式完成A×B需少时间？画出时空图计算流水线效率吞吐率
（2）序运算方式相加速少？
1
2
3
4
5
6
2τ 2τ 2τ
τ τ 2τ
解： (1)完成A*B需时间26T
效率218
吞吐率526T
(2)加速131
18．CRAY1机链接方式执行述4条量指令（括号中出相应功部件时间）果量寄存器功部件间数传送需1拍试求链接流水线流时间少拍？果量长度64需少拍全部结果？
（1）V0 存储器 （存储器取数7拍）
（2）V2 V0*V1 （量7拍）
（3）V3 V2+V4 （量加6拍）
（4）V5 1V3 （求倒数14拍）
解：链接流水线流时间
1+7+1+1+7+1+1+6+1+1+14+1+N141+N
果量长度64需拍数
41+64105拍
19．某动态流水线S1S2S3S4特性面预约表表示求
1． 确定禁止表突量
2． 画出状态图出佳调度方案均间隔拍数
T0
T1
T2
T3
T4
T5
T6
S1
*
*
S2
*
*
S3
*
*
S4
*
*
解：（1）禁止表F {246}
101111
111111
101011
突量C （101010）
（2） 初始 >6
101010
1 >6 >6 5 3 >6
3
5 5
均间隔拍数
调度方案
均延迟（拍）
（16）
（56）
（36）
（556）
（356）
（6）
35
55
45
53
47
6
先间隔1拍间隔6拍调度方案佳
20．流水线4功部件组成功部件延迟时间△t输入8数间歇7△t输入8数周期性工作求时流水线吞吐率画出时空图
解：题意4功部件流水时时空关系图示：
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
1
2
1
部件
4
3
2
1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （△t）
8△t
周期性工作时流水线均吞吐率
Tp814△t47△t
21．提高流水线效率两种途径克服速度瓶颈？现3段流水线段时间次△t2△t△t
（1）分计算连续输入3条指令时20条指令时吞吐率效率
（2）两种途径改进画出流水线结构示意图时计算连续输入3条指令20条指令时吞吐率效率
（3）通（1）（2）两题计算较出什结？
解：提高流水线效率消速度瓶颈瓶颈段细分重复设置瓶颈段联工作轮流分配务两种途径
（1）3段流水线段时间次△t2△t△t情况连续流入3条指令时n3m3△t1△t△t2 2△t△t3△t△tj2△t代入吞吐率Tp效率h
连续流入20条指令时需式中n改20 参数变
（2）采取2段细分成2子段子段均△t构成流水线结构图示
△t △t △t △t
段1 段2 段3
连续流入3条时n3m4△ti △tj △t代入
连续流入20条指令时n20代入参数变
采取32段联构成流水线构成图示
连续流入3条指令流入20条指令时吞吐率Tp效率h计算结果分子程细分相
3△t
△t △t
3△t
（3）（1）题中n3n20计算结果进行较出连续流入流水线指令越时流水线实际吞吐率效率会提高
（1）（2）题计算结果进行较样出采瓶颈子程细分瓶颈子程联消流水线瓶颈连续流入流水线指令数越时实际吞吐率效率显著提高连续流入流水线指令数越少消流水线瓶颈提高流水线实际吞吐率Tp效率降
第六章（）
第七章：
1．编号01…1516处理器单级互连网互连互连函数分
（1） Cube3
（2） PM2+3
（3） PM20
（4） Shuffle
（5） Shuffle(Shuffle)
时第13号处理器连处理器？
解：（1）第1101号处理器连第0101号处理器连第5号处理器
（2）第13号处理器连第（13+23 mod 16）号处理器连第5号处理器
（3）第13号处理器连第（1320 mod 16）号处理器连第12号处理器
（4）第1101号处理器连第1011号处理器连第11号处理器
（5）第1101号处理器连第0111号处理器连第7号处理器
2．编号分012…F16处理器间求列配通信：（B1）（82）（7D）（6C）（E4）（A0）（93）（5F）试选择互连网络类型控制方式画出该互连网络拓扑结构级交换开关状态图
解：采4级立方体网络级控制互连网络拓扑结构级交换开关状态设置见图
入
端
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
出
端
6
7
0 1 2 3 级号
Cube0 Cube1 Cube2 Cube3
开关状态直连 交换 直连 交换
3．画出端号01…F16处理器间实现级立方体花脸互连网络采级控制信号1100（右左分控制第0级第3级）时9号处理器连处理器？
解：16处理器构成4级立方体互连互连网络拓扑结构图样第0级第1级交换开关均置直连状态第2级第3级交换开关均置交换状态时实现互连函数般式
Cube（P3P2P1P0）P 3P2 P1 P0
第9号处理器二进制编号1001连编号0101处理器连第5号处理单元
4．画出0~7号8处理器三级混洗交换网络该图标出实现6号处理器数播送0~4号时3号处理器数播送余3处理器时关交换开关控制状态
解：0~7号8处理器三级混洗交换网络交换开关控制状态设置图示：
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
2
3
4
5
6
7
入
端
出
端
5．行处理机16处理器实现相先4组4元交换然两组8元交换次组16元交换交换函数功请写出时处理器间实现互连函数般式画出相应级网络拓扑结构图标出级交换开关状态
解：输入端号
|0 1 2 3|4 5 6 7|8 9 A B|C D E F|
4组4元交换
|3 2 1 0 7 6 5 4|B A 9 8 F E D C|
然2组8元交换
|4 5 6 7 0 1 2 3| C D E F 8 9 A B |
次1组16元交换
|B A 9 8 F E D C 3 2 1 0 7 6 5 4|
时实现：（0B）（1A）（29）（38）（4F）（5E）（6D）（7C）配互连端号二进制编码表示般式实现
Cube（P3P2P1P0）P 3P2 P1 P0
例（0B）编号0000端编号1011端数进行交换
画出级立方体网络拓扑结构图25题图样级交换开关状态设置已中第0级置交换第1级置交换第2级置直连第3级置交换
6．具N2n输入端Omega网络采单元控制
（1） N输入端总少种排列？
（2） 该Omega网络通次实现置换少种？
（3） N8计算出次通实现置换数占全部排列数百分
解：（1）N输入应N种排列
（2）Omega网络通次实现置换数种
（3）N8时次通Omega网络实现置换数844096种全部排列数应840320种次通Omega网络实现置换数占全部排列数百分
409640320´100 » 1016
7．画出N8立方体全排列级网络标出采单元控制实现0 31 72 43 04 25 66 17 5时传送时交换开关状态说明什会发生阻塞
解：实现N8立方体全排列级网络图示图中已标出实现求传送关交换开关状态
应说明许冗余图中列交换单元开关状态设置中种图中20交换开关映射中交换开关全部状态组合数2201048576种较全排列840320种排列数仅会突提供许种冗余连接方案
8．实现16处理单元单级立方体互连网络
（1） 写出种单级立方体互连函数般式
（2） 3号处理单元直接数传送处理单元？
解：（1）Cube0（b3b2b1b0） b3b2b1b0
Cube1（b3b2b1b0） b3b2b1b0
Cube0（b3b2b1b0） b3b2b1b0
Cube1（b3b2b1b0） b3b2b1b04种
（2）3号处理单元直接送12711号处理单元
9．实现16处理单元互连PM2I单级网络
（1） 写出种单级PM2I互连函数般式
（2） 3号处理单元单级PM2I网络数直接传送处理单元？
解：（1）PM2+0（j）j+1 mod 16
PM20（j）j1 mod 16
PM2+1（j）j+2 mod 16
PM21（j）j2 mod 16
PM2+2（j）j+4 mod 16
PM22（j）j4 mod 16
PM2±3（j）j±8 mod 16 7种互连函数
（3） 3号处理单元直接送124571115号处理单元
10．阵列机0~78处理单元互连求（05）（14）（27）（36）配通信
（1） 写出实现功互连函数般式
（2） 画出3级立方体网络实现该互连函数互连网络拓扑结构图标出控制开关状态
解：（1）Cube(b2b1b0)b2b1b0
（2）拓扑结构图示
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
2
3
4
5
6
7
入
端
出
端
0 1 2 级
交换 直连 交换
11．行处理机16处理单元实现相先8组2元交换然1组16元交换次4组4元交换交换函数功请
（1） 写出实现交换函数终等效功处理器间实现互连函数般式
（2） 画出实现互连函数4级立方体互连网络拓扑结构图标出级交换开关状态
解：（1）Cube(b3b2b1b0) b3b2b1b0
（3） 拓扑结构图示
入
端
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
出
端
0 1 2 3
交换 直连 交换 交换
12．（1）画出8处理单元互连3级混洗交换网络
（2）标出5号处理单元数播送0246号时4号处理单元播送1357号处理单元时关交换开关单元控制信号状态
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
解：（1）3级混洗交换网络图示
2
3
出
端
入
端
4
5
6
7
（2）交换开关控制信号状态图中示
13．设机系统16处理器编号分0123……15采单级互连网互连互连函数分时第11号处理器处理器相连（写出处理器号写出具体变换公式）
1． CUBE2
2． PM23
3． SHUFFLE(SHUFFLE)
4． PM2+0
答：1．CUBE2（11） CUBE2（1011）111115
2．PM23（11） （1123） MOD 163
3．SHUFFLE（SHUFFLE（11）） SHUFFLE（SHUFFLE（1011））
SHUFFLE（7） SHUFFLE（0111）14
5． PM2+0（11）（11+20）MOD 1612
14．设机系统16处理器编号分0123……15采单级互连网互连互连函数分时第10号处理器处理器相连（写出处理器号写出具体变换公式）
（1）CUBE3
（2）PM23
（3）SHUFFLE(SHUFFLE)
（4）PM2+0
（5）SHUFFLE
解：（1）CUBE3（10） CUBE3（1010） 0010 2
（2）PM23 （1023）mod 16 2
（3）SHUFFLE(SHUFFLE（10）) SHUFFLE(SHUFFLE（1010）) SHUFFLE（4）
SHUFFLE（0100） 8
（4） PM2+0 （10+20） mod 16 11
（5） SHUFFLE（10） 4
15．设机系统16处理器编号分0123……15采单级互连网互连互连函数分时第14号处理器处理器相连（写出处理器号写出具体变换公式）
（1）CUBE1
（2）PM20
（3）SHUFFLE(SHUFFLE)
（4）PM2+0
（5）SHUFFLE
解：（1）CUBE1（14） CUBE1（1110） 1100 12
（2）PM20 （1420）mod 16 13
（3）SHUFFLE(SHUFFLE（14）) SHUFFLE(SHUFFLE（1110）) SHUFFLE（13）
SHUFFLE（1101） 11
（4）PM2+0 （14+20） mod 16 15
（5）SHUFFLE（14） 13
16．8处理器混洗交换网络中第0号处理器第7号处理器相连需少次混洗交换？连接图形式表明变化程
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
2
3
4
5
6
7
入
端
出
端
解：见图三级混洗交换图A交F交L交完成 0à7
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． 单项选择题（列题四备选答案中答案正确请认正确答案填入题（）题2分）
第章：
1 计算机系统级层次中层层级相序正确应：
A 汇编语言机器级操作系统机器级高级语言机器级
B 微程序机器级传统机器语言机器级汇编语言机器级
C 传统机器语言机器级高级机器语言机器级汇编语言机器级
D 汇编语言机器级应语言机器级高级语言机器级
答案：B 分数：2 属章节1—1
2 汇编语言源程序变成机器语言目标程序 实现
A 编译程序解释 B 汇编程序解释
C 编译程序翻译 D 汇编程序翻译
答案：D 分数：2 属章节1—1
3 直接执行微指令：
A 汇编程序 B 编译程序
C 硬件 D 微指令程序
答案：C 分数：2 属章节1—1
4 系统程序员透明：
A Cache存储器 B 系列机档数通路宽度
C 指令缓寄存器 D 虚拟存储器
答案：D 分数：2 属章节1—2
5 应程序员透明：
A 先行进位链 B 法器
C 指令缓器 D 条件码寄存器
答案：D 分数：2 属章节1—2
6 机器语言程序员透明：
A 中断字 B 存址寄存器
C 通寄存器 D 条件码
答案：B 分数：2 属章节1—2
7 计算机系统结构包括：
A 存速度 B 机器工作状态
C 信息保护 D 数表示
答案：A 分数：2 属章节1—2
8 计算机系统结构透明：
A 字符行运算指令 B 否通道行IO处理机
C 虚拟存储器 D VLSI技术
答案：D 分数：2 属章节1—2
9 汇编语言程序员透明：
A IO方式中DMA访问方式 B 浮点数表示
C 访问方式保护 D 程序性中断
答案：A 分数：2 属章节1—2
10 属计算机系统结构考虑应：
A 存采MOSTTL B 存采体交叉单体
C 存容量编址方式 D 存频宽确定
答案：C 分数：2 属章节1—2
11 计算机系统结构讲机器语言程序员机器属性：
A 计算机软件完成功 B 计算机硬件全部组成
C 编程硬件组织 D 计算机部件硬件实现
答案：C 分数：2 属章节1—2
12 计算机组成设计考虑：
A 专部件设置 B 功部件集成度
C 控制机构组成 D 缓技术
答案：B 分数：2 属章节1—2
13 户机器应程序员指令：
A 执行指令 B 访指令
C 启动IO指令 D 测试置定指令
答案：C 分数：2 属章节1—2
14 说法中正确：
软硬件功等效提高硬件功例会：
A 提高解题速度 B 提高硬件利率
C 提高硬件成 D 减少需存储容量
答案：B 分数：2 属章节1—3
15 系统结构设计中提高软件功实现例会：
A 提高解题速度 B 减少需存储容量
C 提高系统灵活性 D 提高系统性价格
答案：C 分数：2 属章节1—3
16 列说法中正确：
A 软件设计费软件重复生产费高
B 硬件功需实现次软件功次重复实现
C 硬件生产费软件生产费高
D 硬件设计费 软件设计费低
答案：D 分数：2 属章节1—3
17 计算机系统设计中较方法：
A 设计 B 设计
C 两头中间设计 D 中间开始设计
答案：D 分数：2 属章节1—3
18 中间开始设计中间目前数：
A 传统机器语言级操作系统机器级间
B 传统机器语言级微程序机器级间
C 微程序机器级汇编语言机器级间
D 操作系统机器级汇编语言机器级间
答案：A 分数：2 属章节1—3
19．系列机软件应做：
A 前兼容兼容
B 兼容力争兼容
C 前兼容兼容
D 兼容力争兼容
答案：B 分数：2 属章节1—5
20 推出系列机新机器更改：
A． 原指令寻址方式操作码
B． 系统总线组成
C． 数通路宽度
D． 存储芯片集成度
答案：A 分数：2 属章节1—5
21 系列机器间实现软件移植途径包括：
A 统高级语言 B 统汇编语言
C 模拟 D 仿真
答案：B 分数：2 属章节1—5
22 利时间重叠概念实现行处理：
A 流水处理机 B 处理机
C 行（阵列）处理机 D 相联处理机
答案：A 分数：2 属章节1—5
23 处理机实现：
A 指令级行 B 务级行
C 操作级行 D 操作步骤行
答案：B 分数：2 属章节1—5
第二章：
1． 程序员编写程序时址（ ）
A．存址
B．逻辑址
C．物理址
D．效址
答案：B 分数：2
2．虚拟存储器常址映方式（ ）
A．全相联
B．段相联
C．组相联
D．直接相联
答案：A 分数：2
3．属堆栈型换算法（ ）
A．期少法
B．期久未法
C．先进先出换算法
D．页面失效法
答案：C 分数：2
4．虚拟存储器页面换堆栈型算法（ ）
A．机法
B．相联目录表法
C．较法
D．期久未法
答案：D 分数：2
5．列关虚拟存储器说法正确应（ ）
A．访问存命中率页面增提高
B．访问存命中率存容量增加提高
C．更换换算法提高命中率
D．存命中率低时改堆栈型换算法增存容量提高命中率
答案：D 分数：2
6．确保提高虚拟存储器访问存命中率改进途径（ ）
A．增辅存容量
B．采FIFO换算法增页面
C．改LRU换算法增页面
D．改LRU换算法增页面数
答案：D 分数：2
7．虚拟存储器等效访问速度关（ ）
A．页址流
B．页面调度策略
C．存容量
D．辅存容量
答案：D 分数：2
8．Cache存储器常址映方式（ ）
A．全相联映
B．页面表映
C．组相联映
D．段页表映
答案：C 分数：2
9．全相联映相组相联映优点（ ）
A．目录表
B．块突概率低
C．命中率高
D．存利率高
答案：A 分数：2
10．采组相联映Cache存储器址变换方法（ ）
A．目录表法
B．较法
C．页表法
D．堆栈法
答案：A 分数：2
11．列说法正确（ ）
A．Cache容量般命中率会高
B．Cache芯片速度般CPU速度慢数十倍
C．Cache身速度快址变换速度慢
D．Cache存储器查映表访问物理Cache期间流水速度CPU相配
答案：D 分数：2
12．组相联映LRU换Cache存储器影响Cache命中率（ ）
A．增加Cache中块数
B．增组
C．增存容量
D．增块
答案：C 分数：2
13．采组相联映Cache存储器提高等效性访问速度应（ ）
A．增存容量（Cache变）
B．增加Cache块数（块变）
C．减组（块变）
D．减块（组变）
答案：B 分数：2
14．块突概率高Cache址映方式（ ）
A．段相联
B．组相联
C．直接相联
D．全相联
答案：C 分数：2
15．堆栈型机器通寄存器型机器优越（ ）
A．支持先进先出类解题算法求解
B．更支持量运算
C．支持逆波兰表达式高级语言元赋值语句直接编译声称堆栈指令程序
D．优化存储器空间利率
答案：C 分数：2
16．属存采存储保护方式？（ ）
A．加界保护方式
B．键保护方式
C．目录保护方式
D．环保护方式
答案：C 分数：2
17．Cache容量命中率影响说法正确（ ）
A．Cache容量越命中率增加越
B．Cache容量时命中率容量增加太明显
C．Cache容量开始增加时命中率增加较明显容量达定程度容量增加命中率改善
D．Cache容量越命中率增加越
答案：C 分数：2
18．Cache写操作时采全写法更新策略优点（ ）
A．Cache更新速度较高
B．致性较性较高操作程简单
C． Cache存间通信量降低
D．Cache命中率较高
答案：B 分数：2
19．Cache写操作时属全写法更新策略优点（ ）
A．致性较
B．性较高
C．操作程简单
D．Cache更新速度较高
答案：D 分数：2
20．存储系统中层次中存放信息应满足特性包括（ ）
A．致性
B．局部性
C．包含性
D．均性
答案：D 分数：2
第三章：（年度未讲）
1 IBM370IO处理机（ ）方式
A程序控制IO方式 B DMA方式
C 外围处理机方式 D 通道方式
答案：D 分数：2 属章节3—1
2 存出错引起中断：
A 访中断 B 外中断
C 机器校验中断 D 程序性中断
答案：C 分数：2 属章节3—3
3 通道程序执行结束引起中断：
A 机器校验中断 B IO中断
C 程序性中断 D 外中断
答案：B 分数：2 属章节3—3
4 指令执行结果出现异常引起中断：
A IO中断 B 机器校验中断
C 程序性中断 D 外中断
答案：C 分数：2 属章节3—3
5 数通路出错引起中断：
A 机器校验中断 B 访中断
C 外中断 D 程序性中断
答案：A 分数：2 属章节3—3
6 IBM370系统中断响应优先级级低：
A 机器校验中断 B 外中断
C IO中断 D 重新启动中断
答案：D 分数：2 属章节3—3
7 IBM370系统中断响应优先级级高：
A 程序性中断 B 重新启动中断
C 紧急机器校验中断 D 输入输出中断
答案：C 分数：2 属章节3—3
8 IBM370系统中户程序需调外设进行输入输出时会发生：
A 访中断 B 输入输出中断
C 程序性中断 D 外中断
答案：A 分数：2 属章节3—3
9 中断响应高低优先次序宜：
A 访>程序性>机器障 B 访>程序性>重新启动
C 外部>访>程序性 D 程序性>IO>访
答案：B 分数：2 属章节3—3
10 IBM370机器中断系统中分配中断处理软件功应该：
A 保存程序断点 B 保存通寄存器
C 保存程序状态字 D 转中断处理程序总入口
答案：B 分数：2 属章节3—3
11 外部设备印机适合连接：
A 数组路通道 B 字节路通道
C 选择通道 D意种通道
答案：B 分数：2 属章节3—3
12 磁盘外部设备适合连接：
A 数组路通道选择通道 B 字节路通道选择通道
C 数组路通道字节路通道D 意种通道
答案：A 分数：2 属章节3—3
13 通道流量某时期单位时间传送字节数时期应：
A 通道开始选择设备期
B 通道数传送期
C 通道数传送结束期
D 户访指令进入态运行IO理程序期间
答案：B 分数：2 属章节3—3
14 CDC CYBER 170IO处理机系统属：
A 通道方式 B DMA方式
C 外围处理机方式 D 程序控制IO方式
答案：C 分数：2 属章节3—4
第四章：
1．支持动态址定位寻址方式（ ）
A．基址寻址
B．间接寻址
C．变址寻址
D．直接寻址
答案：A 分数：2
2．变址寻址作（ ）
A．支持程序动态定位
B．支持访存址越界检查
C．支持量数组运算寻址
D．支持操作系统中进程调度
答案：C 分数：2
3．计算机中优化操作码编码方法（ ）
A．哈夫曼编码
B．ASCII码
C．BCD码
D．扩展操作码
答案：D 分数：2
4．IBM370系统中支持操作系统实现进程公区理效指令（ ）
A．测试置定指令
B．较交换指令
C．执行指令
D．程序调指令
答案：B 分数：2
5．目前计算机中常数包含种类型？（ ）
A．户定义数
B．复合数
C．系统数
D．指令数
答案：B 分数：2
6．IEEE754标准中浮点数表示采双精度格式（ ）位
A．64
B．32
C．16
D．128
答案：A 分数：2
7．IEEE754标准中浮点数表示采扩展双精度格式（ ）位
A．64
B．32
C．16
D．128
答案：A 分数：2
8．IEEE754标准中浮点数表示采单精度格式（ ）位
A．64
B．32
C．16
D．128
答案：B 分数：2
9．指令系统中指令编码方法包括种方法？（）
A．正交法
B．整体法
C．混合法
D．址法
答案：D 分数：2
第五章：
1．指令间次重叠说法错（ ）
A．仅执行K分析K+1重叠
B．分析K完成立开始执行K
C．应量分析K+1执行K时间相等
D．需套指令分析部件执行部件
答案：B 分数：2
2．指令间次重叠指（ ）
A．取指K+1分析K重叠
B．分析K+1执行K重叠
C．分析K执行K+1重叠
D．执行K取指K+1重叠
答案：B 分数：2
*(出)3．次重叠中消指令相关方法（ ）
A．准修改指令
B．设相关专通路
C．推分析条指令
D．推执行条指令
答案：A 分数：2
4．IBM36091属（ ）
A．量流水机
B．标量流水机
C．阵列流水机
D．行流水机
答案：B 分数：2
5．列关标量流水机说法正确（ ）
A．标量数进行流水处理
B．没量数表示
C．量数进行运算
D．量数组进行运算
答案：C 分数：2
6．说法正确（ ）
A．线性流水线单功流水线
B．动态流水线功流水线
C．静态流水线功流水线
D．动态流水线单功流水线
答案：D 分数：2
7．静态流水线指（ ）
A．种功流水线
B．功改变流水线
C．时完成种功功流水线
D．时执行种功流水线
答案：C 分数：2
8．非线性流水线指（ ）
A．次运算中流水线中功段
B．次运算中次流水线中某功段
C．流水线中某功段次运算中作
D．流水线功段种运算中组合
答案：B 分数：2
9．列说法正确（ ）
A．次重叠次解释条指令
B．次重叠时解释相邻两条指令
C．流水方式时解释两条指令
D．次重叠时解释条指令
答案：B 分数：2
10．Amdahl 470 V6属（ ）
A．量流水机
B．处理机
C．行处理机
D．标量流水机
答案：D 分数：2
11．流水线吞吐率高低关（ ）
A．子程时间
B．快子程时间
C．慢子程时间
D．子程时间
答案：C 分数：2
12．流水机器中全局性相关指（ ）
A．先写读相关
B．先读写相关
C．指令相关
D．转移指令引起相关
答案：D 分数：2
13．流水机器全局性相关处理包括（ ）
A．猜测法
B．提前形成条件码
C．加快短循环程序执行
D．设置相关专通路
答案：D 分数：2
14．CRAY1流水线（ ）
A．条单功流水线
B．条单功流水线
C．条功流水线
D．条功流水线
答案：A 分数：2
15．IBM 36091指令中断处理方法（ ）
A．精确断点法
B．精确断点法
C．指令复执法
D．流水线重新调度
答案：A 分数：2
16．CRAY1量处理机实现指令间链接必须满足列条件中（ ）
A．源量Vi相功部件突指令相关
B．源量Vi功部件相指令相关
C．源量Vi功部件相指令先写读Vi相关
D．源量Vi功部件相指令间先读写相关
答案：C 分数：2
17．CRAY1机启动存储器流水部件寄存器入需1拍加6拍7拍访存6拍现量指令串：
V3 存储器
V4 V0+V1
V2 V4*V3
量长度均N指令串短执行时间（ ）
A．N+19拍
B．N+18拍
C．N+17拍
D．N+16拍
答案：D 分数：2
18．CRAY1两条量指令
V1 V2+V3
V4 V1*V5 属（ ）
A．没功部件突源Vi突执行
B．没功部件突源Vi突链接
C．没源Vi突交换执行序
D．量Vi突串行
答案：B 分数：2
19．ILLIC IV阵列处理机中PE间互连函数（ ）
A．PM2±0PM2±3
B．Cube0Cube1
C．Shuffle
D．PM2±2
答案：A 分数：2
20．BSP处理机属（ ）
A．SISD系统
B．SIMD系统
C．MISD系统
D．MIMD系统
答案：B 分数：2
21．计算机中程序定位方式包括种方式？（ ）
A．直接定位方式
B．间接定位方式
C．静态定位方式
D．动态定位方式
答案：B 分数：2
22．Tandem公司发表Cyclone高计算机系统处理机结构属（ ）
A．超级标量处理机
B．超长指令字处理机
C．超级流水线计算机
D．超标量超流水计算机
答案：A 分数：2
23．1991年MIPS公司64位RISC计算机——R4000机采（ ）
A．超级标量处理机
B．超长指令字处理机
C．超级流水线计算机
D．超标量超流水计算机
答案：C 分数：2
24．Cydrome公司Cydra 5计算机属（ ）
A．超级标量处理机
B．超长指令字处理机
C．超级流水线计算机
D．超标量超流水计算机
答案：B 分数：2
25．Pentium重特点具硬件分开（ ）条整数执行流水线
A．1
B．2
C．3
D．4
答案：B 分数：2
26．Pentium处理器结构采（ ）
A．超标量结构
B．超长指令字结构
C．超级流水线结构
D．超标量超流水结构
答案：A 分数：2
第六章：
1 行（阵列）处理机实现：
A 作业级行 B 务级行
C 指令操作级行 D 指令操作步骤行
答案：C 分数：2 属章节6—1
2 集中式存储器构型行（阵列）处理机中减少访存突存储器分体数应该：
A 处理单元数关 B 少处理单元数
C 等处理单元数 D 处理单元数
答案：D 分数：2 属章节6—2
3 ILLIAC IV种：
A 流水线处理机 B 指令重叠处理机
C 阵列处理机 D 处理机
答案：C 分数：2 属章节6—7
4 实现作业务级行异构型处理机属：
A MISD B SIMD
C MIMD DSISD
答案：C 分数：2 属章节6—1
5 享存处理机系统中减少访存突采方式般：
A 行体交叉存系统 B 虚拟存储器
C 享Cache存储器 D 高速单体存系统
答案：A 分数：2 属章节6—4
6 端口存储器适合连接：
A 机数变处理机 B 机数处理机
C 紧耦合处理机 D 松耦合处理机
答案：C 分数：2 属章节6—4
7 处理机两程序段序串行交换串行行两程序段间必须：
A 数反相关 B 源数相关
C 数输出相关 D 数相关
答案：B 分数：2 属章节6—5
第七章：
1．16处理器编号0~15采PM2+3单级网络互连13号处理器相连处理器号（ ）
A．5
B．1
C．7
D．14
答案：A 分数：2
2．循环表示PM21互连函数应该（ ）
A．（6 4 2 0）（7 5 3 1）
B．（0 2 4 6）（1 3 5 7）
C．（0 1 2 3 4 5 6 7）
D．（7 6 5 4 3 2 1 0）
答案：A 分数：2
3．16处理器单级互连网络互连9号连13号处理器（ ）
A．Cube3
B．PM2+2
C．PM2+4
D．Shuffle
答案：B 分数：2
4．STARAN网络种（ ）
A．级立方体网络
B．单级立方体网络
C．单级PM2I网络
D．级混洗交换网络
答案：A 分数：2
5．拓扑结构级立方体网络二功交换单元级控制方式称种网络（ ）
A．Omega网络
B．交换网络
C．间接二进制n方体网络
D．数交换网络
答案：B 分数：2
6．令nlog2NN入出端构成单级立方体网络距离（实现意入出端连接反复单级网络需次数）（ ）A．n
B．n2
C．n3
D．2n1
答案：A 分数：2
7．3级立方体网络0~7八端子（0 1 2 3 4 5 6 7）进行排列进行模4移2变换八端子新排列应（ ）
A．（2 3 4 5 6 7 0 1）
B．（2 3 0 1 6 7 4 5）
C．（1 0 3 2 5 4 7 6）
D．（4 5 6 7 0 1 2 3）
答案：B 分数：2
8．间接二进制n方体网络种（ ）
A．级混洗交换网络
B．单级立方体网络
C．级全排列网络
D．级立方体网络
答案：D 分数：2
9．3级立方体网络0~7八端子（0 1 2 3 4 5 6 7）排列进行摸8移4变换八端子新排列应（ ）
A．（2 3 4 5 6 7 0 1）
B．（4 5 6 7 0 1 2 3）
C．（1 2 3 0 5 6 7 4）
D．（1 0 3 2 5 4 7 6）
答案：B 分数：2
10．16处理器编号0~15单级互连网络互连互连函数Shuffle(Shuffle)第12号处理器连处理器号（ ）
A．9
B．6
C．3
D．12
答案：C 分数：2
11．级混洗交换网络做（ ）
A．移数网络
B．STARAN网络
C．数交换网络
D．Omega网络
答案：D 分数：2
12．级PM2I网络做（ ）
A．全排列网络
B．Omega网络
C．数变换网络
D．移数网络
答案：C 分数：2
13．级网络串联实现全排列网络（ ）
A．级立方体网络
B．级PM2I网络
C．级混洗交换网络
D．述网络
答案：D 分数：2
14．Omega网络采（ ）
A．二功交换单元单元控制
B．四功交换单元单元控制
C．二功交换单元级控制
D．四功交换单元级控制
答案：B 分数：2
15．ILLIAC IV互连网络属（ ）
A．立方体
B．PM2I型
C．混洗交换型
D．STARAN型
答案：B 分数：2
16．16处理器编号01…15采单级Cube3互连网络互连13号处理器相联处理器号（ ）
A．2
B．3
C．4
D．5
答案：D 分数：2
17．互连网络中网络规模概念（ ）
A．结点相连接边数
B．网络中结点数
C．两结点间相连少边数
D．两结点间线长度
答案：B 分数：2
18．互连网络中频宽单位采（ ）
A．MbitS
B．Mbit
C．MbyteS
D．Mbyte
答案：A 分数：2
（重复）19．16处理器编号01…15采单级Cube3互连网络互连3号处理器相联处理器号（ ）
A．3
B．11
C．12
D．13
答案：B 分数：2
20．总线互连方式中总线仲裁算法包括种？（ ）
A．静态优先级算法
B．动态优先级算法
C．先先服务算法
D．等算法
答案：D 分数：2
21．静态互连网络中常见二维网（ ）
A．线性阵列结构
B．环形网
C．立方体网
D．超立方体网
答案：B 分数：2
22．静态互连网络中常见三维网（ ）
A．星形网
B．环形网
C．立方体网
D．树形网
答案：B 分数：2
23．设计处理机互连网络时应考虑特征包括（ ）
A．通信工作方式
B．控制策略
C．网络拓扑
D．享介质
答案：D 分数：2
24．单级网循环表示Cube0立方体单级网（ ）
A．（0 1）（2 3）（4 5）（6 7）
B．（0 2）（1 3）（4 6）（5 7）
C．（0 4）（1 5）（2 6）（3 7）
D．（0 6）（2 4）（1 3）（5 7）
答案：A 分数：2
25．循环表示PM20互连函数应该（ ）
A．（6 4 2 0）（7 5 3 1）
B．（0 2 4 6）（1 3 5 7）
C．（0 1 2 3 4 5 6 7）
D．（7 6 5 4 3 2 1 0）
答案：D 分数：2
26．循环表示PM2±2互连函数应该（ ）
A．（0 4）（1 5）（ 26）（3 7）
B．（0 2 4 6）（1 3 5 7）
C．（0 1 2 3 4 5 6 7）
D．（7 6 5 4 3 2 1 0）
答案：A 分数：2
二． 填空题（空1分）
第章：
1 实现程序移植途径统高级语言系列机
答案：模拟 仿真
分数：2 属章节1—5
2 系列机软件兼容必须做 兼容争取 兼容
答案：
分数：2 属章节1—5
3 机系统耦合度分低耦合 耦合 耦合
答案：松散 紧密
分数：2 属章节1—5
4 库克计算机指令流执行流倍性分类典型单处理机属单指令流单执行流带指令级道程序单处理机属 处理机属
答案：指令流单执行流 指令流执行流
分数：2 属章节1—2
5 系统结构设计基步骤：需求分析 反复进行设计优化评价
答案：需求说明 概念性设计 具体设计
分数：3 属章节1—3
6 计算机系统结构 计算机属性计算机系统中 定义功分配
答案：程序员 级间界面
分数：2 属章节1—2
7 计算机组成计算机系统结构 计算机实现计算机组成
答案：逻辑实现 物理实现
分数：2 属章节1—2
8 弗林分类法 倍性状况计算机系统分类
答案：指令流 数流
分数：2 属章节1—2
9 弗林分类法中倍性指 部件处执行阶段指令数数
答案：系统性瓶颈
分数：1 属章节1—2
10 程序重复刚刚数指令种规律称
答案：程序访问局部性
分数：1 属章节1—3
11 流水量处理机两种类型种 结构样种 结构
答案：存储器存储器 寄存器寄存器
分数：2 属章节1—5
第二章：
1．数存中址缓存中址两者间址映方式包括全相联方式直接相联___________方式
答案：组相联
2．Cache存储器解决存_________满足求发展出
答案：速度
3．Cache存储器应程序员________系统程序员__________
答案：透明透明
4．Cache选种换策略影响素__________
答案：命中率
5．Cache存储器写操作时写入Cache仅需块换时写回存称种修改存块容方法__________法
答案：写回
6．Cache存储器中CPU次写Cache时写入存称种更新存块容方法_________法
答案：写直达
第三章：（年度未讲）
1 数宽度指 期间传送数总量
答案：二次分配总线
分数：1 属章节3—1
2 数通路宽度 里数传送物理宽度
答案：时钟周期
分数：1 属章节3—1
3 总线指微型计算机 间组行通信总线
答案：插件
分数：1 属章节3—2
4 片总线通常包括数总线 总线 总线三类
答案：址 控制
分数：2 属章节3—2
5 减少中断响应时间数计算机采类似IBM370机 字办法需读写两次存
答案：交换程序状态
分数：1 属章节3—3
6 中断系统软硬件功分配实质中断 硬件中断 软件功分配
答案：响应 处理程序
分数：2 属章节3—2
7 中断响应次序硬件排队器固定中断实际处理完次序通系统软件修改中断级处理程序 位动态改变
答案：屏蔽
分数：1 属章节3—3
8 通道数传送期里信息传送方式 选择通道三类
答案：字节路 数组路
分数：2 属章节3—3
9 字节路通道宜连接量 速设备通道数宽度
答案：低 单字节
分数：2 属章节3—2
10 数组路通道宜连接台 速设备通道数宽度
答案：高 字长块
分数：2 属章节3—2
11 选择通道宜连接台 速设备通道数宽度
答案：中高 变长块
分数：2 属章节3—2
12 设通道数传送期选择次设备时间TS传送字节时间TD传送n字节选择通道极限流量
答案：n(TS+nTD)
分数：1 属章节3—3
13 设通道数传送期选择次设备时间TS传送字节时间TD字节路通道极限流量
答案：1(TS+TD)
分数：1 属章节3—3
14 设通道数传送期选择次设备时间TS传送字节时间TD数宽度K字节数组路通道极限流量
答案：K(TS+KTD)
分数：1 属章节3—3
15 选择通道设备求通道流量应通道接设备速率
答案：值
分数：1 属章节3—3
16 设备求通道流量应挂子通道实际流量
答案：
分数：1 属章节3—3
17 IO系统工作时总流量应通道工作时流量
答案：
分数：1 属章节3—3
18 保证宏观丢失设备信息求通道设计极限流量应 设备求通道流量
答案：低（等）
分数：1 属章节3—3
19 设计通道流量等设备工作时流量 保证宏观丢失设备信息 保证微观丢失设备信息（填）
答案：
分数：2 属章节3—3
20 满足通道设计流量低设备工作时流量时微观丢失设备信息加设 动态改变设备响应 弥补
答案：数缓器 优先级
分数：2 属章节3—3
第四章：
7．定义数表示分带标识符数表示__________两类
答案：数描述符
8．引入数表示两条基原：系统效率否提高二数表示_______性_______率否高
答案 通利
9．指令编码方法通常三种：正交法_________混合法
答案：整体法
10．计算机中指令普通格式操作码_________
答案：操作数
11．指令数中逻辑址转化存物理址程序定位方式包括_______静态定位方式动态定位方式
答案：直接
第五章：
1．时解释相邻两条条指令常控制方式_______________
答案：重叠流水
2．流水扩展指子程__________进步提高吞吐率
答案：进步细分
3．解决重叠流水中操作数相关包括推法设置___________法两种基方法 答案：相关专通路
4．功流水线功段时某种功联接称________流水线
答案：静态
5．功流水线功段时运算功联接工作称流水线_______流水线
答案：动态
6．流水线消速度瓶颈方法_________瓶颈子程套联两种
答案：瓶颈子程细分
7．始终第K+1条指令分析第K条指令执行时间重叠方式称____________
答案：次重叠
8．现代计算机中流水线处理级分三级：操作部件级指令级_______
答案：处理机级
9．衡量流水线处理机性吞吐率加速________
答案：效率
10．次重叠解释时第K+1条指令需等第K条指令执行形成称时发生_________相关
答案：指令
11．次重叠解释第K条指令结果数址第K+1条指令源数址样时称发生_____________相关
答案：先写读操作数
第六章：
1 开发行性行处理行性包括 发性二重含义
答案：时
分数：1 属章节6—1
2 计算机处理数行性低高行性等级位串字串位字串
全行
答案：位片串字
分数：1 属章节6—1
3 计算机执行程序行性低高行性等级分 指令间务进程间程序间四级
答案：指令部
分数：1 属章节6—1
4 提高计算机系统行性途径时间重叠
答案：资源重复 资源享
分数：2 属章节6—2
5 时间重叠技术途径发展异构型处理机典型结构代表 处理机
答案：流水线
分数：1 属章节6—2
6 资源重复技术途径发展构型处理机典型结构代表 处理机
答案：行（阵列）
分数：1 属章节6—2
7 阵列机开发行性途径 利行性中 性
答案：资源重复 时
分数：2 属章节6—2
8 操作级行阵列机指令流数流倍性划分属 类型计算机
答案：SIMD
分数：1 属章节6—3
9 处理机构型异构型 型3种
答案：分布
分数：1 属章节6—4
10 处理机实现 间行
答案：作业 务
分数：2 属章节6—4
11 处理机 两种基构型
答案：紧耦合 松耦合
分数：2 属章节6—4
12 紧耦合处理机实现处理机机间通信享
答案：存
分数：1 属章节6—4
13 处理机机间互连般总线环形互连 开关枢纽等种方式
答案：交叉开关 端口存储器
分数：2 属章节6—4
14 处理机程序段指令间先读写相关先写读相关交换数目必须 读写
答案：行 完全步
分数：2 属章节6—5
15 处理机效计算执行时间E处理机机间通讯辅助开销时间C值较时务宜采 粒度
答案：粗
分数：1 属章节6—1
16 处理机操作系统型 型 型3种
答案：独立 浮动
分数：2 属章节6—6
17 型操作系统适合工作负荷固定处理机间功差异较异构型处理机
答案：
分数：1 属章节6—6
第七章：
1．0~1516处理单元单级PM23互连网络连接第5号处理单元连第_______号处理单元
答案：13
2．级控制级立方体网络实现_______函数功
答案：交换
3．级互连网络反映交换开关功少________________
答案：拓扑结构控制方式
4．SIMD立方体级互连网络中第i级开关i+1控制信号控制称________控制部分级
5．64节点单级立方体循环互连网络循环通_________次实现意处理单元信息传送外意处理单元中
答案：6
6．0~78处理单元Cube2+Cube0互连第7号处理单元连第_______号处理单元
答案：2
7．互连函数表示互连网络出端号入端号应关系表示方法输入输出应表示法________函数表示法
答案：循环表示法
8．计算机中衡量互连网络性坏素连接度延时性_______性成
答案：带宽
第八章：
1．执行程序指令控制方式计算机系统分控制驱动控制流方式数驱动 流方式 驱动约方式模式驱动匹配方式
答案：数 需求
分数：2 属章节8—1
三． 判断题（正确（）中写T正确写F外说明理题2分）
第章：
1 系统否设浮点运算指令计算机系统结构透明
答案：错
分数：2 属章节1—2
2 存储器采单体单字体交叉行存取系统结构设计透明
答案：
分数：2 属章节1—2
3 IO系统通道处理机外围处理机计算机系统结构透明
答案：错
分数：2 属章节1—2
4 软硬功分配时提高软件功例会提高系统灵活性会提高解题速度
答案：错
分数：2 属章节1—2
5 常基单元功宜软件实现降低实现费
答案：错
分数：2 属章节1—2
6 系列机档机器数总线线数计算机系统程序员应程序员透明
答案：错
分数：2 属章节1—5
7 系列机单总线改成双总线减少公总线突
答案：
分数：2 属章节1—5
8 系列机应软件应做前兼容力争兼容
答案：错
分数：2 属章节1—5
9 系列机方约束计算机系统结构发展
答案：错
分数：2 属章节1—5
10 系列机发展新型号机时增加强功复合指令取代原条指令组成程序段提高性指令串组成程序段否常出现
答案：错
分数：2 属章节1—5
11 传统逻辑化简时逻辑设计中重环节应着眼满足性前提生产批量集成度高通器件
答案：
分数：2 属章节1—2
第二章：
1．存储体系中址映址变换没区（ F ）
说明：址映建立虚实址应关系址变换建立址映关系虚址找实址程两者
2．采LRU换Cache存储器分配程序Cache容量定时块增Cache命中率先升定时候会逐渐降低（ F ）
说明：Cache容量较块受调块时间限制太Cache块数会发生Cache命中率降情况
第三章：
1 数IO系统结构应面操作系统设计考虑操作系统IO系统间进行合理软硬功分配
答案：
分数：2 属章节3—1
2．IO系统带外设种类数量速度差异时宜采专总线作IO总线
答案：错
分数：2 属章节3—2
3 数通路宽度指二次分配总线期间传送数总量
答案：错
分数：2 属章节3—2
4 中断嵌套时处理某级中断中某中断请求程中级中断请求中断
答案：
分数：2 属章节3—1
5 设置中断屏蔽位操作系统动态改变中断响应优先级
答案：错
分数：2 属章节3—1
6 中断系统软硬功分配实际中断响应软件中断处理硬件间功分配
答案：错
分数：2 属章节3—1
7 户系统户程序直接IO指令进指令进请求输入输出进指令属态指令
答案：错
分数：2 属章节3—3
8 低速印机总线传送数时数宽度宜变长块
答案：错
分数：2 属章节3—3
9 果通道极限流量满足设备通道求流量需设置定容量缓器会丢失信息
答案：错
分数：2 属章节3—3
10 磁盘设备数传送时数宽度宜采单字单字节
答案：错
分数：2 属章节3—3
第四章：
1．浮点数尾数溢处理采舍入法恒置1法计算机系统结构透明 （ T ）
2．概率等事件Huffman编码具体编码唯均码长肯定唯短 （ T ）
第五章：
1．指令重叠解释加快程序解释加快指令解释（ F ）
说明：加快指令解释
2．CRAY1量机相邻量指令间量寄存器组突流水线功部件争时行（ T ）
3．线性流水线实际吞吐率接理想吞吐率应子程数分越越（ F ）
说明：应连续流入流水线指令数n>子程数m行
第六章：
1 处理机中两程序段变量xy间交换数程序段1中xy程序段2中yx两程序段序串行交换串行行执行必采取专门步措施
答案：错
分数：2 属章节6—6
2 紧耦合处理机中处理机运行程序段间先写读数相关行
答案：
分数：2 属章节6—6
3 紧耦合处理机中两台处理机运行程序段间写—写数输出相关时均行交换串行
答案：错
分数：2 属章节6—6
4 处理机务执行时间时处理机总运行时间均衡条件采取均匀分配处理机分配务数量量少样总运行时间减少
答案：
分数：2 属章节6—7
第七章：
1．N输入N输出立方体log2N级互连网络次运行中实现意入端连意出端实现N端子意排列连接（ T ）
2．0~1516处理单元Cube2单级互连网络互连第10号处理单元连第14号处理单元（ T ）
四． 简答题（20道题5分）
第章：
1 计算机系统结构
答案：程序员计算机属性程序员编写出计算机正确运行程序必须解概念性结构功特性计算机系统中级间界面定义功分配
分数：3 属章节1—2
2 透明性
答案：存事物属性某角度象存
分数：3 属章节1—2
3简述设计方法
答案：先考虑户需求时器件开始参吸收已机器特点研制出微程序机器级传统机器级设计适合应领域种操作系统编译系统
分数：3 属章节1—3
4 软件兼容指什？
答案：软件加修改运行系统结构相机器结果致
分数：3 属章节1—2
5简述设计方法
答案：户需求出发先确定应级虚拟机具基功特性然逐级设计级必须考虑级优化实现
分数：3 属章节1—3
6 简述中间开始设计方法
答案：传统机器操作系统级间做界面软硬功划分界面分进行软件设计进行硬件设计实现时进行
分数：3 属章节1—3
7 简述冯诺曼机型特征
答案：机器运算器中心控制器集中控制
存储器维线性编址序访问存储器址单元
程序指令数混存
指令存储器中序存放
指令操作码址码组成操作码指明操作类型址码指出操作数址结果址
数二进制表示
分数：6 属章节1—5
8 简述现代计算机冯诺曼结构改进发展
答案：计算机处理数类型断增加新表示形式
指令种类寻址方式增加
改变CPU中心数传送形式存储器中心采虚拟存储
处理器采种新技术支持递等提高行性
分数：5 属章节1—5
9 系列机
答案：指厂家生产具相系统结构采取组成实现技术方案型号种机型
分数：3 属章节1—5
10 模拟
答案：指软件方法台计算机实现台计算机指令系统基机器指令
分数：3 属章节1—5
11 仿真
答案：微程序方法台机器实现台机器指令系统
分数：3 属章节1—5
12 指令流数流
答案：指令流指机器执行指令序列数流指指令流调数序列
分数：3 属章节1—2
13 计算机系统弗林分类法什分类？分类？解释含义
答案：弗林分类法指令流数流倍性分类分四类
SISD：指令部件条指令处理控制操作部件操作般串行单处理机
SIMD：单指令部件时控制重复设置处理单元执行指令数操作阵列处理机
MISD：指令部件数处理阶段进行操作种机器少见
MIMD：独立相独立处理机分执行程序作业进程例处理机
分数：4 属章节1—2
14 计算机系统中间开始设计中间指什方？样设计处什？
答案：中间指级层次结构中染硬交界面目前处传统机器级操作系统机器级间样设计合理进行软硬件功分配优化软硬件设计软件应提供更更支持软硬件时设计缩短系统设计周期
分数：3 属章节1—3
第二章：
1． 简述前计算机系统存储系统层次结构说明层容特征
答案：第层寄存器组CPU部分汇编程序员编程空间寄存器间数传递需时钟周期速度快CPU直接匹配
第二层高速缓存储器Cache置存储器CPU间存放运行程序中期指令数速度存快Cache汇编级程序员透明
第三层存储器存储系统核心CPU指令直接访问户够编程空间
第四层辅助存储器软盘硬盘组成具容量价格低特点
第五层脱机存储器指磁带机光盘等
2． 考虑Cache采种换策略影响素什？常换算法种？种基思想优缺点？
答案：影响素命中率常换算法机法先进先出法少法
机法机确定换存储块设置机数产生器产生机数确定换块种方法简单易实现没程序局部性原理命中率较低
先进先出法（FIFO）选择先调入块进行换然考虑程序运行历史状况没根局部性原理命中率机法先进先出方法易实现
少法（LRU）块情况总选择少块换种方法较反映程序局部性规律少块期少LRU法命中率较高LRU法实现较难记录块次数少反映出期次数
3． 简述Cache进行写操作时采两种更新策略优缺点
答案：（1）全写法：称写直达法Cache进行写操作时存该容
全写法Cache存容时更新致性保持较性较高操作程较简单全写法次写操作访问存写操作速度改善然访问存速度
（2）写回法：指CPU执行写操作时写入Cache写入存需换该块时修改块写回存优点Cache速度较高次访问命中写操作写Cache写存发生换时采修改块写入存
写回法段时间Cache存容致性全写法差控制操作较复杂
4． 简述存储系统中存储保护三种方式
答案：（1）加界保护方式：CPU中设置界限寄存器户程序占界限寄存器调入时界界存入界限寄存器中种保护方式存储区保护运段式理
（2）键保护方式：存页设置存储器予键号键号存放快表表目中户程序页设置程序键予键号该页辅存调入存时调入实页号键号登记快表中程序键号送入程序状态字中次访问存首先进行键号较果键号相等允许访问钥匙开锁存放键程序键键号分配操作系统完成
（3）环保护方式：系统程序户程序功性质求分级分授予权限
第三章：（年度未讲）
1 通道分3种类型？适合连接什类型设备？
答案：通道分字节路通道数组路通道选择通道3类
字节路通道适合连接量低速字符设备
数组路通道适合连接高速设备
选择通道适合连接中高速高优先级设备
分数：4 属章节3—3
2 简述通道具体功
答案：选择设备
执行通道程序
外部设备进行控制状态检测障处理
进行信息交换
分数：4 属章节3—3
第四章：
1．什堆栈机器？优缺点？
答案：具堆栈数表示计算机堆栈机器操作压入弹出操作加减较等优点表示数值模型简单指令长度短较高编码密度便逆波兰表示算术表达式运算缺点简单模型现代化编译器技术相匹配寄存器需编码性堆栈格式限制应难高速执行
2．RISC计算机设计思想起源三方面？
答案：（1）20~80定律：指令系统中约20简单指令程序中常重复量约占整程序80CISC指令系统中约80指令少量占真程序量20数复杂指令
（2）系统设计中硬件软件间折衷：保持系统较高性价格单增加硬件复杂度行必须硬件软件结合起互相配合均衡考虑
（3）VLSI工艺技术发展：VLSI技术工艺迅猛发展块芯片够集成量寄存器促系统设计者较快寄存器寄存器型指令指令系统更精简控制部件更加简化部分硬件逻辑实现指令系统效率高
3．存放数信息部件机器通常采三种方式编址？什优缺点？
答案：（1）统编址：种方式种部件统编成0开始维线性址空间部件访问反映空间中址访问种方式利简化指令系统定程度会址形成复杂化
（2）局部编址：种方式指导部件适分类0开始单独编址构成维线性址空间样指令字长较短址形成简单存编址范围较指令中应类存储信息部件加区分标志约定
（3）隐含编址：种方式必进行址计算址隐含操作码中通常堆栈某专寄存器数采事先约定编址方式进行隐式寻址加快部件访问
4．什程序动态定位方式？
答案：利类似变址寻址方法硬件支持完成程序装入存时程序运行前装入存程中指令数址作修改存起始址装入该程序应基址寄存器中程序运行时利址加法器指令中逻辑址已存放基址寄存器中程序起始址相加形成存物理址指令址码需全部修改种方式优点程序执行时硬件形成存物理址程序连续分配存物理空间提高存利率户享存程序段支持虚拟存储器实现缺点需硬件支持实现存储理软件算法较复杂
5． 指令系统指令编码方法三种？优缺点？
答案：指令编码方法通常三种：正交法整体法混合法
（1）正交法：指令中分段（包括操作码操作数址等）互相独立操作数址编码操作码关反然操作码中操作数址容相寻址方式数类型相采种方法流水线计算机特适流水线中操作码译码址产生站时间进行样操作码译码流水线中分成步进行正交法优点采微程序控制时微程序数量较少应操作码种微程序会分段需执行微程序
（2）整体法：指令中分段译码时互相关操作码操作数址分界线清楚种方法处：频度高操作码操作数址码组合起加缩短优化频度低较长样节省存贮容量微程序控制时微程序数量较需较微程序存贮器
（3）混合法：种方法两种方法优点结合起缺点加限制频度高操作码址码组合采整体法缩短编码余指令采正交法编码条指令中部分分段整体法部分分段正交法
6．简述定义数表示定义分类优点
答案：
定义：缩短高级语言机器语言语义差距计算机数具定义力定义数表示
分类：包括带标志符数表示数描述符两类
（1）带标志符数表示：描述简单数标志符数值相连存存贮单元数值外附加干标志位（tag）识数类型特征采带标志符数表示执行指令时 标志位进行解释知道操作数属种数表示样机器语言运算符高级语言样具通性简化编译程提高系统编译效率
优点：a)简化指令系统B)容易检出程序编制中错误c)简化编译程序d)支持数库系统e)简化程序设计f)便软件测试支持应软件开发
（2）数描述符：描述复杂维数量数组记录等描述符专描述访问组数属性包括整数块址长度信息数字分开存储机器描述符形成访问元素址信息（描述符数字）数字身带标志符数表示
优点：描述符仅描述数类型描述信息特征数信息控制信息中断信息等样机器快获类信息进入种相应状态保护必反复取指令取特征
第五章：
1．解释重叠方式中次重叠含义
答案：指令解释分分析执行两阶段时刻执行k分析k+1时间重叠指令分析部件指令执行部件时处理相邻两条指令
2．流水线处理级分三级？
答案：流水线处理级分三级：操作部件级指令级处理机级
（1）操作部件级流水复杂算逻运算组成流水工作方式例浮点加法操作分成求阶差阶尾数相加结果规格化等四子程
（2）指令级流水条指令解释程分成子程前面提取指译码执行访存写回五子程
（3）处理机级流水种宏流水中处理机完成某专门务处理机结果需存放处理机享存储器中
3．简述衡量流水线处理机性技术指标定义
答案：（1）吞吐率：指单位时间处理指令条数输出结果量吞吐率越高计算机系统处理力越强
（2）加速：指采流水线方式工作速度等效序串行方式工作速度
（3）效率：指流水线中功段利率
4．流水线中出现三种相关什？定义？
答案：（1）资源相关：指条指令进入流水线机器周期争功部件发生突
（2）数相关：条相指令间相操作数时发生
（3）控制相关：条件转移条件转移引起统计表明转移指令约占总指令14左右
5．根指令间寄存器读写操作先次序关系数相关突分三种？定义？
答案：根指令间寄存器读写操作先次序关系数相关突分RAWWARWAW三种类型例ij两条指令i指令前j指令三种类型数相关含义：
RAW——指令j试图指令i写入寄存器前读出该寄存器容样指令j会错误读出 该寄存器旧容
WAR——指令j试图指令i读出寄存器前写入该寄存器样指令i错误读该寄存器新容
WAW——指令j试图指令i写寄存器前写入该寄存器样两次写先次序颠倒会错误指令i写入值成该寄存器容
6．改进条件转移指令引起流水线断续现象减少条件转移指令造成执行部件停顿时间般种措施？
答案：（a）猜测法指令部件发现条件转移指令等执行部件执行完指令队列中指令产生条件码段时间里指令部件固定方继续预取指令者转移成功方预取者转移成功方预取等产生条件码果猜测转移方致指令缓寄存器组中预先取出指令流水线停顿时间缩短果未猜指令缓寄存器组中指令已做工作全部作废重新方读取指令然开始分析时流水线损失时间较长
（b）预取转移目标发现条件转移指令时两分支方预取指令继续原方预取指令外转移成功方预取指令根真正方取中分支指令继续运行原分支指令进行带条件执行（译码取数运算送结果）进步提高转移指令效率
（c）加快提前形成条件码指令条件码定等执行完毕运算结果形成
（d）推迟转移编译程序时编译程序动调整条件转移指令位置条件转移指令原位置移条干条关指令先运行样作改进流水线效率影响结果般采三种调度方法：a转移指令前条指令调度延迟槽中b转移目标处条指令调度延迟槽中c转移发生时该执行条指令调度延迟槽中
（e）加快短循环程序处理循环种特殊条件转移通常循环计数器容否0判断否已达应循环次数决定否需转移短循环程序指循环段指令数目少（等）指令缓寄存器组中存放指令数时循环程序段果执行种短循环时整短循环程序段放指令缓寄存器组中指令部件停止预取新指令重复段短循环程序减少访问存次序提高机器效率
7．周期完成条指令三种超级计算机特点？
答案：（1）超级标量计算机：超级标量机处理机中配置功部件指令译码电路寄存器端口总线时执行操作程序运行时指令译码部件确定条相邻指令行执行挖掘更指令行性种软件编译时安排指令次序方法运行时硬件解决简单
（2）超长指令字计算机：编译程序编译时找出指令间潜行性进行适调度安排行执行操作组合起成条具操作段超长指令条超长指令控制VLIW机中互相独立工作功部件操作段控制功部件相时执行条指令
（3）超级流水计算机：超流水结构流水级（周期）分成（例3）子流水级子流水级中取出条指令总周期取出三条指令超流水线结构中指令部件套套独立执行部件然机器周期流出条指令周期机器短台m度超级流水线计算机周期般机器周期1m操作需m周期流水线充分发挥作时行度达m
第六章：
1 行性
答案：时刻时间间隔完成两种两种性质相务
分数：3 属章节6—1
2 时性
答案：指两事件时刻发生
分数：3 属章节6—1
3 发性
答案：指两事件时间间隔发生
分数：3 属章节6—1
4 时间重叠
答案：行性概念中引入时间素处理程时间相互错开轮流重叠套硬件设备部分
分数：3 属章节6—2
5 资源重复
答案：行性概念中引入空间素重复设置硬件资源提高系统性性
分数：3 属章节6—2
6 资源享
答案：利软件方法户定时间序轮流套资源提高利率相应提高整系统性
分数：3 属章节6—2
7 处理机中行性表现方面？
答案：处理机实现作业间程序间务间行包含指令级指令部微操作间行
分数：3 属章节6—1
8 处理机结构行性方面阵列处理机什？
答案：结构方面阵列处理机互连较规整定专性互连处理单元数量处理机采更灵活变结构实现复杂互连模式互连处理机数量少
行性方面阵列处理机操作级行行性时性处理机作业程序务级行时包含指令部操作间行行性发性
分数：5 属章节6—4
9 什紧耦合处理机什松耦合处理机？
答案：处理机间通互连网络享存紧耦合处理机处理机间通享IO子系统通道通信线路实现机器间通信享存松耦合处理机
分数：3 属章节6—4
10 处理机常方式实现互连？适合什场合？
答案：总线式互连（包括总线）适合处理机机数较少系统信息流量机数扩充场合
环形互连适合高带宽光纤通信处理机数系统流量较高场合机数扩充
交叉开关互连适合处理机机数（宜超16）系统流量处理机机数扩充场合
端口存储器互连适合处理机机数少固定扩充系统流量较高场合
开关枢纽结构适合处理机机数扩充分布结构处理机场合
分数：6 属章节6—4
11 处理机操作系统3种类型适合类机器？
答案：处理机操作系统型独立型浮动型3类
型适合工作负荷固定处理机功明显低处理机功功差处理机组成异构型系统
独立型适合松耦合处理机系统
浮动型适合紧耦合处理机特享存IO子系统相处理机组成构型系统
分数：6 属章节6—6
12 机群系统
答案：利高速通网络组高性工作站高档PC机某种结构连接起行程序设计视化机交互集成开发环境支持统调度协调处理实现高效行处理系统
分数：3 属章节6—7
13 简述机群系统特点
答案： 系统开发周期短
户投资风险
系统价格低
节约系统资源
系统扩展性
户编程方便
分数：6 属章节6—7
14 计算机系统处理数行性分四等级：出简单解释
位串字串时处理字位
位字串时处理字位
位片串字时处理字位
全行时处理字位位组
分数：4 属章节6—1
第七章：
1．简述互连网络概念
答案：互连网络种开关元件定拓扑结构控制方式构成实现计算机系统部处理机者功部件间相互连接
2．设计互连网络时应考虑四特征？
答案：（1）通信工作方式：分步异步两种步方式中PE数进行行操作控制器处理单元广播命令统时钟加步SIMD行机采种方式异步方式统时钟加步处理单元根需相互建立动态连接
（2）控制策略：分集中分散两种集中式控制统控制器互连开关状态加控制分散式控制互连开关身实行理般SIMD行机采集中控制
（3）交换方式：分线路交换分组交换两种线路交换整交换程中源目标结点间建立固定物理通路适成批数传送分组交换传送信息分成分组分送入互连网络分组通路达目标结点较适合短数报文传送SIMD行机般采线路交换处理单元间联接较紧密MIMD机系统采分组交换方式
（4）网络拓扑：分静态动态两种里拓扑指互连网络中结点间连接关系
通常图描述静态拓扑指结点间专连接通路运行中改变动态拓扑设置源开关根需助控制信号连接通路加重新组合
3．处理机互连网中总线仲裁方法？优缺点？
答案：（1）静态优先级算法：连总线处理机（计算机模块）分配唯固定优先级处理机时请求系统总线时仲裁器优先级高申请者总线通常串行连接方式确定优先级越仲裁器处理机优先级越高种算法优点算法简单易实现缺点优先级低处理机少机会总线
（2）等算法 通常轮转方式总线固定时间片次供处理机常步总线该算法优点算法较简单保证处理机均等机会总线缺点均等时间较长外轮处理机总线时造成总线带宽浪费
（3）动态优先级算法 种根总线情况相应规动态改变连接总线处理机优先级例期少LRU算法高优先级分配长时间间隔未总线处理机循环菊花链（RDCRotating daisy chain）算法根离次总线处理机处位置远分配优先级总线准线某方接成闭环刚总线处理机优先级低离越处理机优先级越高该算法优点兼顾前两种算法优点较短均等时间系统中处理机均等机会总线缺点控制逻辑较复杂
（4）先先服务算法 优先级选择控器具均等性该算法性仲裁算法实现困难该算法作提供种标准衡量算法坏
五． 分析设计计算题（50道）
第章：
1 计算机系统功划分成4级级指令级指令级指令效强M倍第i级条指令完成i1级M条指令计算量现需第i级N条指令解释第i+1级条指令段第1级程序需运行Ks问第234级段等效程序需运行长时间？
答案：
设：执行第1级条指令需时间x
执行第1级该程序段需1级指令y条
：x*yKs
执行第2级条指令需时间N*x
执行第1级等效段程序需2级指令yM条
：第2级等效程序需运行时间：
tN*x*yMNM*(x*y)NM*Ks
理：第3级等效程序需运行时间：(NM)2Ks
第4级等效程序需运行时间：(NM)3Ks
分数：7 属章节1—1
2 台60MHz处理机执行标准测试程序含混合指令数相应需始终周期数：
指令类型 指令数 时钟周期数
整数运算 54000 1
数传送 46000 2
浮点 18000 2
控制传送 12000 2
求效CPIMPIS速率程序执行时间
答案：执行条指令需均时钟周期数CPI
执行整程序需CPU时钟周期数程序中指令总数
[54000*1+(46000+18000+12000)*2](54000+46000+18000+12000)
16
MIPS指令总数执行指令需总时间
Rc(CPI*106)
60*106(16*106)
38
程序执行时间1MPIS*(54000+46000+18000+12000)
13000(38*106) s
034ms
分数：10 属章节 14
3 假设台100MHz处理机运行500000条指令目标代码程序四种指令组成根程序踪实验结果已知指令混合种指令需指令数：
指令类型 CPI 指令混合
算术逻辑 1 50
高速缓存命中加载存储 2 20
转移 4 15
高速缓存缺失存储器访问 8 15
（1）计算单处理机述踪数运行程序均CPI
（2）根（1）CPI计算相应MIPS速率
答案：
（1）程序均CPI1*05+2*02+4*015+8*01527
（2）MIPSRc(CPI*106)100*106(27*106)37
分数：8 属章节 14
4 假设高速缓存Cache工作速度存5倍Cache访问命中概率90采Cache整存储系统获高加速？
答案：假设存工作速度x
加速(90*5*x+10*x)x46
分数：5 属章节 14
5 计算机执行某测试程序中含量浮点数处理操作提高性采两种方案采硬件实现浮点数方根（FPSQR）操作操作速度提高20倍种方案提高浮点数操作（FP）速度加快3倍时已知FPSQR操作额时间占整测试程序执行时间25FP操作占整执行时间60求出两种情况加速种方案更？
答案：Sp(FPSQR)1[(1025)+02520]13
Sp(FP)1[(106)+063]17
改善浮点数操作方案更
分数：8 属章节 13
6 某台计算机LoadStore指令存储器进行读写操作指令寄存器进行 操作根程序踪实验结果已知种指令占例CPU数：
指令类型 指令占例 CPI
算逻指令 52 1
Load指令 18 2
Store指令 21 2
转移指令 9 2
求述情况均CPI
答案：CPI1*025+2*018+2*021+2*092
分数：5 属章节 14
7 果FP操作例20FP均CPI(FP)4指令均CPI()15FPSQR操作例18FPSQRCPI(FPSQR)20改进方案二：提高FP操作速度增加倍提高FPSQR速度10倍试较两方案假设INTc变求两种方案CPI值较优劣
答案：CPI(原)4*02+15*082
方案1：CPI42*02+15*0816
方案2：CPI CPI(原)0018*[CPI(SQR原) CPI(SQR改)]
20018*(202)168
方案1
分数：10 属章节 14
第二章：
1． 采组相联映LRU换算法Cache存储器发现等效访问速度高提议：
（1） 增存容量
（2） 增Cache中块数（块变）
（3） 增组相联组（块变）
（4） 增块（组Cache总容量变）
（5） 提高Cache身器件访问速度
解：（1）增存容量Hc基影响然增存容量会tm稍微加果Hc已高时种tm增ta增会明显影响
（2）增Cache中块数块变意味着增Cache容量LRU换算法堆栈型换算法Hc升ta缩短Ta缩短否明显前Hc处什水果原Cache块数较少Hc较低ta会Hc迅速提高显著缩短果原Cache块数已较Hc已高增Cache中块数会Hc明显提高时ta缩短明显
（3）增组相联组块变组块数增加会块突概率降会Cache块换次数减少Cache组组位置已全部装满存块块换次数减少意味着Hc提高增组Hc提高提高等效访问速度Cache存储器等效访问速度改进否明显目前Hc处什水果原先组块数太少增组会明显缩短ta果原先组块数已较ta缩短明显
（4）组Cache总容量变增Cache块ta影响分析致（3）相会ta缩短视目前Hc水顶果Hc已高增Cache块ta改进明显
（6） 提高Cache身器件访问速度减tcHc命中率已高时会显著缩短taHc命中率较低时减ta作明显
（7）
2．某程序包含5虚页页址453251322513LRU法换时获高命中率少应分配该程序实页？高命中率少？
解：
页址流 4 5 3 2 5 1 3 2 2 5 1 3
S（1） 4 5 3 2 5 1 3 2 2 5 1 3
S（2） 4 5 3 2 5 1 3 3 2 5 1
S（3） 4 5 3 2 5 1 1 3 2 5
S（4） 4 4 3 2 5 5 1 3 2
S（5） 4 4 4 4 4 4 4
S（6）
n 1 H
n 2 H
n 3 H H
n 4 H H H H H H H
n > 5 H H H H H H H
模拟结果表明LRU换算法换该程序少应分配4实页果分配3实页页命中率212太低分配实页数4页页命中率会提高分配该程序4实页高命中率H712
3．虚拟存储器存0~3四页位置程序0~7八虚页采全相联映FIFO换算法出程序页址流：2352401246
（1） 假设程序235页已先装入存第320页位置请画出述页址流工作程中存页位置装程序页页号变化程图标出命中时刻
（2） 求出期间虚存总命中率H
解：（1）
存页面位置
初始状态
页址流
2 3 5 2 4 0 1 2 4 6
0
5
5 5 5 5 5 5 5 2 2 2
1
4 4 4 4 4 6
2
3
3 3 3 3 3 3 1 1 1 1
3
2
2 2 2 2 2 0 0 0 0 0
命中
H H H H H
（2）H51050
4．页式虚拟存储器9页空间准备分配AB两道程序已知B道程序分配4页时命中率815分配5页时命中率达1015现出A道程序页址流232152453252145
（1） 画出堆栈A 道程序页址流模拟处理程图统计分配4页5页时命中率
（2） 根已知条件述统计结果AB两道程序分配少实页系统效率高？
解：（1）堆栈A道程序页址流模拟处理程表示：
页址流
2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 1 4 5
堆栈容
2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 1 4 5
2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 1 4
3 2 1 5 2 4 5 3 3 5 2 1
3 3 1 1 2 4 4 4 3 5 2
3 3 1 1 1 1 4 3 3
命中（n4）
情况（n5）
H H H H H H H
H H H H H H H H H H
表计算知分配4页时H715分配5页时H1015
（2）A分配5页B分配4页系统效率A分配4页B分配5页高前者系统总命中率（1015+815）2915者系统总命中率（715+1015）28515
5．Cache存存储层次中存0~78块Cache4块采组相联映假设Cache已先访问预取进存第5137块现访存块址流分124137012546时
（1） 画出LRU换算法Cache块事实际换程图标出命中时刻中Cache分两组
（2） 求出期间Cache命中率
解：Cache块实际换程命中时刻表示：
访存块址
1 2 4 1 3 7 0 1 2 5 4 6
Cache
容
0组
5 5 4 4 4 4 0 0 0 5 5 5
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 4
1组
3 2 2 2 2 7 7 7 7 7 7 6
7 7 7 7 3 3 3 3 2 2 2 2
Cache命中
H H H
（2）Hc312
6．Cache分S124块存分S228块存第I块映装入Cache中第j块ji mod S1
（1） 什映规？
（2） 画出存址Cache址变换程示意图图中应标识出存Cache址字段位数应关系指出址映变换辅助表存储器宽度单元数变换程作简单文字说明
解：（1）直接映
（2）存址Cache址变换程示意图图示：
辅助映表存储器址访问存储器构成16单元单元宽4位
变换程：存址中截取应Cache址部分字段访Cache时区（Cache）块号访问辅助映表存储器容取出存区号字段进行较较相等访Cache继续进行表示Cache命中否表示访Cache失效存中调块
7．Cache存存储层次存分8块(07)Cache4块(03) 采组组联映象组块数2块换算法期少法(LRU)
（1）画出存Cache 存储器址字段应关系
（2）画出存Cache 存储器空间映象应关系示意图]
（1） 存址流：124137012546472存中容开始未装入Cache中请列出时间变化Cache 中块状况
（2） (3)指出块失效发生块争时刻
（3） (3)求出期间Cache 命中率
（4） 块均访问14次求cache访问命中率
解：（1）存 cache
0 1 4 5àà P0 P1
2 3 6 7àà P2 P3
（2）
区号
组号
块号
块址
存址
直 全 全
组号
块号
块址
快存址(Cache)
(3)
存
1
2
4
1
3
7
0
1
2
5
4
6
4
7
2
Cache
装
装
装
中
装
中
中
P1
P2
P0
P1
P3
P2
P0
P1
P3
P0
P1
P2
P1
P3
P2
栈组0
P1
P0
P1
P0
P1
P0
P1
P1
P1
P0
P1
P0
P1
P0
P0
栈组1
P2
P3
P2
P3
P2
P3
P2
P2
P3
P2
P3
P2
P3
（4）t6 开始发生块失效 块失效块争时刻 t6t7t9t10t11t12t14t15
（5）块命中率315
（6）访问命中率(3*14+(153)*13)(15*14)94
第三章：（年度未讲）
1 某字节路通道连接8台外部设备数传送速率分：
设备号 1 2 3 4 5 6 7 8
传送速率（KBs） 10 25 30 100 80 15 15 25
计算设备工作时通道实际流量实际工作周期
答案：fBYTE(10+25+30+100+80+15+15+25)300KBs
TBYTE1fBYTE1(300*103)00033msB
分数：6 属章节 33
2 字路通道连接6台外部设备台外设通道提出数传送请求时间间隔：
D125μsD215μsD350μsD475μsD515μsD630μs计算该字节路通道实际数传输率少？工作周期少？
答案：实际路通道流量：
fBYTE(125+115+150+175+115+130)024MBs
实际工作周期：
TBYTE1 fBYTE 4μs
分数：6 属章节 33
第四章：
1．统计某机14条指令频度分：001015012003002004002004001013015014011003分求出等长二进制编码Huffman编码两种码长扩展操作码编码等3种方式操作码均码长
解：（1）14条指令等长操作码均码长┌log214┐4位
（2）Huffman编码先Huffman算法构造出Huffman树图示：
（3位）（3位）（3位）（3位）（3位）
（5位）（5位）（5位）（5位）（5位）
（6位）（6位）
100
043
024
012
005
001
001
002
057
030
027
012
003
003
004
002
011
013
014
015
015
004
019
008
（3位）
004
007
（4位）
002
图中叶子圆括号括起数字表示该频度指令二进制位编码码位数Huffman编码操作码均码长Σpili338位
（3）采两种码长扩展操作码根14条指令出频度值分成两群频度较高6种指令3位操作码编码表示例000~101分表示频度015015014013012011指令操作码留110111两3位码作长码扩展标志扩展出2位码5位码扩展出4条频度较低指令样8条频度较低指令符合题目求求操作码均码长：
Σpili3*080+5*02034位
2．某机器求：三址指令4条单址指令255条零址指令16条设指令字长12位址码长3位问否扩展操作码编码？果中单址指令254条呢？说明理
操作码 址1 址2 址3
解：根题意三址指令格式
3位 3位 3位 3位
12位
操作码占3位表示4条三址指令需掉8码中4码余4码作扩展成长操作码扩展标志
单址指令格式操作码 址
操 作 码
9位 3位
12位
零址指令格式
12位
果考虑零址指令短操作码中4扩展标志均扩展出6位操作码扩展表示出4*26256条单址指令现表示16条零址指令果单址指令255条零址指令操作码高9位码作扩展标志扩展出3位表示238条零址指令满足题目求16条零址指令
果单址指令254条指令高9位2扩展标志码扩展标志码扩展出3位码表示出2*2316条零址指令关键原短操作码长操作码首部长操作码前缀
3．某机指令字长16位设单址指令双址指令两类址字段均6位双址指令x条问单址指令少条？
解：根题意双址指令格式
操作码 址码1 址码2
4位 6位 6位
16位
操作码占4位样2416种短操作码现双址指令x条已占4位操作码中16种组合中x码点剩（16x）码点均作扩展标志
操作码 址
单址指令格式
10位 6位
16位
（16x）扩展标志中码均扩展出6位操作码单址指令（16x）*26条
4．某机10条指令频度分001015012007008013015003017009
（1） 计算等长操作码编码均码长
（2） 构造Huffman树
（3） 写出Huffman种编码计算均码长
（4） 两种码长求均码长短扩展操作码编码均码长
解：（1）4位
1
0
0
0
0
060
032
0
1
1
1
1
001
003
0
1
040
0
023
011
004
0
1
007
012
008
009
013
015
015
017
1
1
1
028
017
（3） Huffman树图示
（4）
（3）Huffman编码（唯）
频度 编码 频度 编码
001 00000 012 001
003 00001 013 100
007 0001 015 101
008 010 015 110
009 011 017 111
均码长Σpili 315位
（4）
频度 扩展码（唯） 频度 扩展码（唯）
001 0000 012 011
003 0001 013 100
007 0010 015 101
008 0011 015 110
009 010 017 111
均码长Σpili 319位
注意取3~5位编码均码长成322位显然
5．某模型机8条指令频率分：04020201005003001001 试分霍夫曼编码扩展编码操作码进行编码限定扩展编码两种长度均码长短均编码长度定长操作码均编码长度减少少？
解：
指令Ii
频率Pi
霍夫曼编码
霍夫曼扩展编码
普通编码
I1
040
00
00
000
I2
020
01
01
001
I3
020
10
10
010
I4
010
110
11111
011
I5
005
1110
11110
100
I6
003
11110
11101
101
I7
001
111110
11100
110
I8
001
111111
11011
111
∑PiLi
217
26
300
减少083
减少040
第五章：
1．流水线4功部件组成功部件延迟时间△t输入10数间歇5△t输入10数周期性工作求时流水线吞吐率画出时空图
解：题意4功部件流水时时空关系图示：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1
2
1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
部件
4
3
2
1 时间
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （△t）
5△t
周期性工作时流水线均吞吐率
Tp1014△t57△t
2．提高流水线效率两种途径克服速度瓶颈？现3段流水线段时间次△t3△t△t
（1） 分计算连续输入3条指令时30条指令时吞吐率效率
（2） 两种途径改进画出流水线结构示意图时计算连续输入3条指令30条指令时吞吐率效率
（3） 通（1）（2）两题计算较出什结？
解：提高流水线效率消速度瓶颈瓶颈段细分重复设置瓶颈段联工作轮流分配务两种途径
（1）3段流水线段时间次△t3△t△t情况连续流入3条指令时n3m3△t1△t△t2 3△t△t3△t△tj3△t代入吞吐率Tp效率h
连续流入30条指令时需式中n改30 参数变
（2）采取2段细分成3子段子段均△t构成流水线结构图示
△t △t △t △t △t
段1 段2 段3
连续流入3条时n3m5△ti △tj △t代入
连续流入30条指令时n30代入参数变
采取32段联构成流水线构成图示
连续流入3条指令流入30条指令时吞吐率Tp效率h计算结果分子程细分相
3△t
△t 3△t △t
3△t
（3）（1）题中n3n30计算结果进行较出连续流入流水线指令越时流水线实际吞吐率效率会提高
（1）（2）题计算结果进行较样出采瓶颈子程细分瓶颈子程联消流水线瓶颈连续流入流水线指令数越时实际吞吐率效率显著提高连续流入流水线指令数越少消流水线瓶颈提高流水线实际吞吐率Tp效率降
3．双输入端加双功静态流水线时间△t2△t2△t3△t1234四子程构成加1 2 4连接1 3 4
连接流水线输出设数缓器数直接返回输入现执行
A*（B+C*（D+E*F））+G*H
运算请调整计算序画出获吞吐率量高流水时空图标出流水线入出端数变化情况求出完成全部运算时间期间流水线效率流水线瓶颈子程细分少需少时间完成全部运算？子程3细分联方法改进问流水线效率少？
解：根题意算法调整流水吞吐率量高流水时空图图示图中已标出流水线入出端数变化情况
24 △t
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
子程
4
3
2
1
输A E AC AC A G AB ACEF ACEF+GH
入C F D EF B H ACD GH AB+ACD
结果
输出 AC EF ACD ACEF AB GH AB+ACD+ACEF+GH
根图流水时空图出完成全部运算时间24△t期间流水线效率
果现瓶颈子程23均细分成两子程时空图图示
18 △t
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
结果
4
32
31
22
21
1
A E A G AC AC AB ACEF ACEF+GH
C F B H D EF ACD GH AB+ACD
图见完成全部运算少需18△t时间
现子程3细分2子程3通联改进时空图图示
子程
18 △t
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
4
32
31
22
21
1
A E A G AC AC AB ACEF ACEF+GH
C F B H D EF ACD GH AB+ACD
完成全部运算时流水线效率
4．5段流水线处理机需9拍完成务预约表表示分写出延迟禁止表F突量C画出流水线状态转移图求出均延迟流水线吞吐率调度方案流水调度方案输入6务求实际吞吐率
时间
段号
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8
S1
S2
S3
S4
S5
Ö Ö
Ö Ö
Ö Ö Ö
Ö Ö
Ö Ö
解：预约表中行中号拍数求出差值差值汇集起延迟禁止表
F{1348}
延迟禁止表F转换初始突量
C（10001101）
根初始突量画出状态转移图图示
10001111
10101111
10001101
7 初始 5
10001101
2 5 7 6 7 5
状态转移图初始状态开始箭头走构成调度意义延迟拍数成周期性重复出现拍数循环方案进行务调度必然突样列出种调度方案计算出相应调度方案均延迟表示
调度方案
均延迟（拍）
（25）
（27）
（5）
（65）
（6）
（67）
（7）
（52）
35
45
5
55
6
65
7
35
知均延迟35拍
时流水线吞吐率Tpmax134（务拍）
佳调度方案（25）周期性调度（52）调度均延迟35拍实际流入偶数务时实际吞吐率（25）方案
（25）调度方案实际输入6务时空图图示
根6务全部完成需时间25拍求时流水实际吞吐率Tp625（务拍）
5．4段流水线处理机需7拍完成务预约表表示分写出延迟禁止表F突量C画出流水线状态转移图求出均延迟流水线吞吐率调度时佳方案流水调度方案输入6务求实际吞吐率
时间
段号
1 2 3 4 5 6 7
S1
S2
S3
S4
Ö Ö Ö
Ö Ö
Ö
Ö Ö
解：延迟禁止表F{246}
初始突量C（101010）
状态转移图图示种调度方案相应均延迟表示
101011
111111
101010
101111
7 初始
7 1 7 3 5 7
5
5
3
调度方案
均延迟（拍）
（17）
（35）
（53）
（5）
4
4
4
5
表知均延迟4拍时流水线吞吐率
Tmax14（务拍）
佳调度方案选中（17）周期性调度方案
（17）调度方案输入6务全部完成时间
1+7+1+7+1+724拍
实际吞吐率 Tp624（务拍）
（35）调度方案输入6务全部完成时间
3+5+3+5+3+726拍
实际吞吐率 Tp626（务拍）
（53）调度方案输入6务全部完成时间
5+3+5+3+5+728拍
实际吞吐率 Tp628（务拍）
见佳方案应（17）调度方案输入6务实际吞吐率方案更高
6．求量DA*（B+C）量元素数均N参CRAY1方式分解3条量指令：
①V3 存储器 {访存取A送入V3寄存器组} 6拍
②V2 V0+V1 {B+C K} 6拍
③V4 V2*V3 {K*A D} 7拍
采列3种方式工作时需少拍全部结果？
（1）①②③串行执行
（2）①②行执行完执行③
（3）采链接技术
解：（1）①②③3条量指令序串行执行全部执行完需时间
7+N+7+N+8+N22+3N
（2）量指令①②行执行完执行量指令③全部执行完需时间
+8+N15+2N（拍）
（3）采链接技术量指令①②行量指令③链接全部执行完需时间
+8+N16+N（拍）
7．设量长度均64CRAY1机浮点功部件执行时间分：相加6拍相7拍求倒数似值14拍存储器读数6拍入寄存器启动功部件1拍问列指令组组指令链接？指令链接？链接原什？分计算出指令组全部完成需拍数
（1）V0 存储器 （2）V2 V0*V1
V1 V2+V3 V3 存储器
V4 V5*V6 V4 V2+V3
（3）V0 存储器 （4）V0 存储器
V2 V0*V1 V1 1V0
V3 V2+V0 V3 V1*V2
V6 V5+V4 V5 V3+V4
解：（1）3条量指令间没发生源Vi突没Vi先写读相关没功部件突3条量指令时行流水计算指令组全部完成需拍数时需取3条量指令完成时需拍数说取
1+7+1+6372
中长时间72拍量指令组全部完成需72拍
（2）3条量指令间没功部件突第12两条量指令第3条量指令间V2V3先写读相关第1条量指令较第2条量指令提前1拍启动第12两条量指令第1结果元素时链入第3条量指令中样
1+7+1++1+6+1+6380（拍）
量指令组全部完成需80拍
（3）第1条量指令第2条量指令间V0先写读相关两者链接第3条量指令第2条量指令间源量寄存器组V0突间够串行样
1+6（访存）+1+1+7（）+1+63+1+6（加）+1+63+1+6（加）+1+63222（拍）
量指令组全部完成需222拍
（4）4条量指令均次Vi先写读相关源Vi相关功部件突4条量指令全部链接起进行流水样
1+6（访存）+1+1+14（求倒数）+1+1+7（）+1+1+6（加）+1+63104（拍）
量指令组全部完成需104拍
8．假设条指令解释分取指分析执行3步步相应时间t取指t分析t执行采取仅执行K分析K+1取指K+2重叠方式公式
（1） 写出执行完N条指令需全部时间般关系式
（2） 分t取指t分析2t执行1t取指t执行5t分析2两种情况N80时计算出全部指令执行完时间
解：（1）执行完N条指令时间关系式
（N2）*max{t取指t分析t执行}+t取指 +max{t分析t取指}+max{t执行t分析}+t执行
（2）t取指t分析2t执行1时全部指令执行完时间
（802）*2+2+2+2+1163
t取指t执行5t分析2时全部指令执行完时间
（802）*5+5+5+5+5410
9．量AB6元素计算量点积
（1） 序方式次加需4△t次需3△t执行完A·B少时间？
（2） 图静态双功流水线计算中1 2 3 4加法流水线1 5 4法流水线输出直接返回输入功切换时间忽略计设计合理算法完成A·B时间少画出流水时空图标出全部算完时间
解：（1）需3△t´6 + 4△t´5 38△t
（2）流水时空图图示全部算完时间21△t
21 △t
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
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2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
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2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
5
4
3
2
1
a1 a2 a3 a4 a5 a6 1 3 5 12 1~4
b1 b2 b3 b4 b5 b6 2 4 6 34 5~6
10．加双功静态流水线1 2 3 4完成加1 5 4完成段延时均△t输出直接返回输入存入缓器缓现求计算长度均8AB两量逐元素求连积
（1） 画出流水线完成运算时空图
（2） 完成全部运算需少△t？期间流水线效率少？
解：（1）流水时空图图示
（2）完成全部运算需时间25△t期间流水线效率
21 △t
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
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2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
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2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
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2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 3 5 7 1 5 1
2 4 6 8 4 8 8
11．3段流水线预约表表示
（1） 写出突量画突量状态转移图确定佳调度方案
（2） 佳调度方案输入5务画出流水时空图求出时吞吐率效率
时间
段号
t1 t2 t3 t4
S1
S2
S3
Ö Ö
Ö Ö
Ö
解：（1）突量C（101）状态转移图图示佳调度方案隔2△t流入101
务 2 初始 4
1
1
1
1
2
1
3
2
4
3
5
4
2
2
3
3
4
4
5
5
5
4
3
2
5
12△t
（2）流水时空图图示
段
S3
S2
S1
吞吐率 Tp512△t
效率 h（5´5△t）（12△t´3）2536
12．4段单功非线性流水线预约表表示
（1） 写出突量延迟禁止表画出突量状态转移图
（2） 写出流水线佳调度方案时吞吐率
解：（1）突量C（10001）
延迟禁止表F{15}
突量状态转移图图示
10011
10101
10001
2
46 初始
2 46 3 46
3
（3） 佳调度方案隔2派流入务吞吐率 Tpmax12△t
13．带双输入端加双功静态流水线1234四子部件延时分△t△t2△t△t加1 2 4组成1 3 4组成输出直接返回输入锁存现欲执行
（1） 画出流水时空图标出流水线入端数变化情况
（2） 计算运算全部完成需时间期间流水线效率
（3） 瓶颈子部件细分画出解题时空图
（4） 求出（3）解题需时间期间流水线效率
解：（1）流水时空图流水线入端数变化情况图示
23 △t
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
（2）全部运算完时间23△t
效率h（37△t）（4´23△t）3792
a1+b1 a2+b2 a3+b3 a4+b4 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 结果
输a1a2a3 a4 a1+b1 a2+b2 a3+b3 a4+b4 ① ③ ⑤
入b1b2b3 b4 c1 c2 c3 c4 ② ④ ⑥
（3）时空图示
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
部件
4 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 结果
32
31
2
1
输a1a2a3 a4 a1+b1a2+b2a3+b3a4+b4 ① ③ ⑤ 20
入b1b2b3 b4 c1 c2 c3 c4 ② ④ ⑥
（4）需时间20△t
效率h（37△t）（5´20△t）37100
14．设某程序包含5虚页页址流232152453252LRU法换时获高命中率少应分配该程序实页？列出分配实页时命中率？
答：
时间t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
页址流 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2
期少 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2
LRU 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5
3 2 1 5 2 4 5 3 3
3 3 1 1 2 4 4 4
3 3 1 1 1 1
n1
n2 命中 命中
n3 命中 命中 命中 命中 命中
n4 命中 命中 命中 命中 命中 命中
n5 命中 命中 命中 命中 命中 命中 命中
分析：分配2实页时命中率H221217
分配3实页时命中率H351242
分配4实页时命中率H461250
分配5实页时命中率H571258
分配5实页时命中率高
15．计算机六段法流水线段处理时间相分50ns求进行十数连续相时
求流水线吞吐率效率加速
答：
1 2 3 4 5
6 7
8
9
6 1 2 3 4 5 6 7 8 9
5 1 2 3 4 5 6 7 8 9
4 1 2 3 4 5 6 7 8 9
3 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 1 2 3 4 5 6 7 8 9
时空图分析总25△t时间流出9结果吞吐率
TP925△t9（25×50ns）
流水线次求积需6×50ns产生述结果需9×6×50ns加速Sp（9×6×50ns）（25×50ns）216
该流水线效率
η（9×6×50ns）（6×25×50ns）
36
16．CRAY1机列指令组设量元素 N (N<64)功部件执行时间浮点加6拍浮点7拍入寄存器功部件传送需1拍存储器读7拍问
（1） 列指令组佳执行程什佳方案计算全部完成运算需少节拍？
（2） 流水链接需少拍？
（3） 流水链接需少拍？
V2 < 存储器
V1 < V3+V4
V5 < V1*V2
V6 < V2*V5
解：（1）佳执行程（1）（2）行（3）链接（4）串行需拍数
1+7+1+1+7+1+63+1+7+1+63 153拍
（2）流水链接需拍数
1+7+1+63+1+7+1+63+1+7+1+63 216拍
（3）流水链接需拍数
1+7+1+63+1+7+1+63+1+7+1+63+1+7+1+63 288拍
17．静态功流水线分6段图示中法流水线1236段组成加法流水线1456段组成通段需时间图中示流水线时等某种功（加法）操作处理完毕转换成种功（法）
计算：A×B（a1+b1）×（a2+b2）×（a3+b3）
问：
（1）述流水方式完成A×B需少时间？画出时空图计算流水线效率吞吐率
（2）序运算方式相加速少？
1
2
3
4
5
6
2τ 2τ 2τ
τ τ 2τ
解： (1)完成A*B需时间26T
效率218
吞吐率526T
(2)加速131
18．CRAY1机链接方式执行述4条量指令（括号中出相应功部件时间）果量寄存器功部件间数传送需1拍试求链接流水线流时间少拍？果量长度64需少拍全部结果？
（1）V0 存储器 （存储器取数7拍）
（2）V2 V0*V1 （量7拍）
（3）V3 V2+V4 （量加6拍）
（4）V5 1V3 （求倒数14拍）
解：链接流水线流时间
1+7+1+1+7+1+1+6+1+1+14+1+N141+N
果量长度64需拍数
41+64105拍
19．某动态流水线S1S2S3S4特性面预约表表示求
1． 确定禁止表突量
2． 画出状态图出佳调度方案均间隔拍数
T0
T1
T2
T3
T4
T5
T6
S1
*
*
S2
*
*
S3
*
*
S4
*
*
解：（1）禁止表F {246}
101111
111111
101011
突量C （101010）
（2） 初始 >6
101010
1 >6 >6 5 3 >6
3
5 5
均间隔拍数
调度方案
均延迟（拍）
（16）
（56）
（36）
（556）
（356）
（6）
35
55
45
53
47
6
先间隔1拍间隔6拍调度方案佳
20．流水线4功部件组成功部件延迟时间△t输入8数间歇7△t输入8数周期性工作求时流水线吞吐率画出时空图
解：题意4功部件流水时时空关系图示：
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
1
2
1
部件
4
3
2
1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （△t）
8△t
周期性工作时流水线均吞吐率
Tp814△t47△t
21．提高流水线效率两种途径克服速度瓶颈？现3段流水线段时间次△t2△t△t
（1）分计算连续输入3条指令时20条指令时吞吐率效率
（2）两种途径改进画出流水线结构示意图时计算连续输入3条指令20条指令时吞吐率效率
（3）通（1）（2）两题计算较出什结？
解：提高流水线效率消速度瓶颈瓶颈段细分重复设置瓶颈段联工作轮流分配务两种途径
（1）3段流水线段时间次△t2△t△t情况连续流入3条指令时n3m3△t1△t△t2 2△t△t3△t△tj2△t代入吞吐率Tp效率h
连续流入20条指令时需式中n改20 参数变
（2）采取2段细分成2子段子段均△t构成流水线结构图示
△t △t △t △t
段1 段2 段3
连续流入3条时n3m4△ti △tj △t代入
连续流入20条指令时n20代入参数变
采取32段联构成流水线构成图示
连续流入3条指令流入20条指令时吞吐率Tp效率h计算结果分子程细分相
3△t
△t △t
3△t
（3）（1）题中n3n20计算结果进行较出连续流入流水线指令越时流水线实际吞吐率效率会提高
（1）（2）题计算结果进行较样出采瓶颈子程细分瓶颈子程联消流水线瓶颈连续流入流水线指令数越时实际吞吐率效率显著提高连续流入流水线指令数越少消流水线瓶颈提高流水线实际吞吐率Tp效率降
第六章（）
第七章：
1．编号01…1516处理器单级互连网互连互连函数分
（1） Cube3
（2） PM2+3
（3） PM20
（4） Shuffle
（5） Shuffle(Shuffle)
时第13号处理器连处理器？
解：（1）第1101号处理器连第0101号处理器连第5号处理器
（2）第13号处理器连第（13+23 mod 16）号处理器连第5号处理器
（3）第13号处理器连第（1320 mod 16）号处理器连第12号处理器
（4）第1101号处理器连第1011号处理器连第11号处理器
（5）第1101号处理器连第0111号处理器连第7号处理器
2．编号分012…F16处理器间求列配通信：（B1）（82）（7D）（6C）（E4）（A0）（93）（5F）试选择互连网络类型控制方式画出该互连网络拓扑结构级交换开关状态图
解：采4级立方体网络级控制互连网络拓扑结构级交换开关状态设置见图
入
端
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
出
端
6
7
0 1 2 3 级号
Cube0 Cube1 Cube2 Cube3
开关状态直连 交换 直连 交换
3．画出端号01…F16处理器间实现级立方体花脸互连网络采级控制信号1100（右左分控制第0级第3级）时9号处理器连处理器？
解：16处理器构成4级立方体互连互连网络拓扑结构图样第0级第1级交换开关均置直连状态第2级第3级交换开关均置交换状态时实现互连函数般式
Cube（P3P2P1P0）P 3P2 P1 P0
第9号处理器二进制编号1001连编号0101处理器连第5号处理单元
4．画出0~7号8处理器三级混洗交换网络该图标出实现6号处理器数播送0~4号时3号处理器数播送余3处理器时关交换开关控制状态
解：0~7号8处理器三级混洗交换网络交换开关控制状态设置图示：
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
2
3
4
5
6
7
入
端
出
端
5．行处理机16处理器实现相先4组4元交换然两组8元交换次组16元交换交换函数功请写出时处理器间实现互连函数般式画出相应级网络拓扑结构图标出级交换开关状态
解：输入端号
|0 1 2 3|4 5 6 7|8 9 A B|C D E F|
4组4元交换
|3 2 1 0 7 6 5 4|B A 9 8 F E D C|
然2组8元交换
|4 5 6 7 0 1 2 3| C D E F 8 9 A B |
次1组16元交换
|B A 9 8 F E D C 3 2 1 0 7 6 5 4|
时实现：（0B）（1A）（29）（38）（4F）（5E）（6D）（7C）配互连端号二进制编码表示般式实现
Cube（P3P2P1P0）P 3P2 P1 P0
例（0B）编号0000端编号1011端数进行交换
画出级立方体网络拓扑结构图25题图样级交换开关状态设置已中第0级置交换第1级置交换第2级置直连第3级置交换
6．具N2n输入端Omega网络采单元控制
（1） N输入端总少种排列？
（2） 该Omega网络通次实现置换少种？
（3） N8计算出次通实现置换数占全部排列数百分
解：（1）N输入应N种排列
（2）Omega网络通次实现置换数种
（3）N8时次通Omega网络实现置换数844096种全部排列数应840320种次通Omega网络实现置换数占全部排列数百分
409640320´100 » 1016
7．画出N8立方体全排列级网络标出采单元控制实现0 31 72 43 04 25 66 17 5时传送时交换开关状态说明什会发生阻塞
解：实现N8立方体全排列级网络图示图中已标出实现求传送关交换开关状态
应说明许冗余图中列交换单元开关状态设置中种图中20交换开关映射中交换开关全部状态组合数2201048576种较全排列840320种排列数仅会突提供许种冗余连接方案
8．实现16处理单元单级立方体互连网络
（1） 写出种单级立方体互连函数般式
（2） 3号处理单元直接数传送处理单元？
解：（1）Cube0（b3b2b1b0） b3b2b1b0
Cube1（b3b2b1b0） b3b2b1b0
Cube0（b3b2b1b0） b3b2b1b0
Cube1（b3b2b1b0） b3b2b1b04种
（2）3号处理单元直接送12711号处理单元
9．实现16处理单元互连PM2I单级网络
（1） 写出种单级PM2I互连函数般式
（2） 3号处理单元单级PM2I网络数直接传送处理单元？
解：（1）PM2+0（j）j+1 mod 16
PM20（j）j1 mod 16
PM2+1（j）j+2 mod 16
PM21（j）j2 mod 16
PM2+2（j）j+4 mod 16
PM22（j）j4 mod 16
PM2±3（j）j±8 mod 16 7种互连函数
（3） 3号处理单元直接送124571115号处理单元
10．阵列机0~78处理单元互连求（05）（14）（27）（36）配通信
（1） 写出实现功互连函数般式
（2） 画出3级立方体网络实现该互连函数互连网络拓扑结构图标出控制开关状态
解：（1）Cube(b2b1b0)b2b1b0
（2）拓扑结构图示
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
2
3
4
5
6
7
入
端
出
端
0 1 2 级
交换 直连 交换
11．行处理机16处理单元实现相先8组2元交换然1组16元交换次4组4元交换交换函数功请
（1） 写出实现交换函数终等效功处理器间实现互连函数般式
（2） 画出实现互连函数4级立方体互连网络拓扑结构图标出级交换开关状态
解：（1）Cube(b3b2b1b0) b3b2b1b0
（3） 拓扑结构图示
入
端
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
出
端
0 1 2 3
交换 直连 交换 交换
12．（1）画出8处理单元互连3级混洗交换网络
（2）标出5号处理单元数播送0246号时4号处理单元播送1357号处理单元时关交换开关单元控制信号状态
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
解：（1）3级混洗交换网络图示
2
3
出
端
入
端
4
5
6
7
（2）交换开关控制信号状态图中示
13．设机系统16处理器编号分0123……15采单级互连网互连互连函数分时第11号处理器处理器相连（写出处理器号写出具体变换公式）
1． CUBE2
2． PM23
3． SHUFFLE(SHUFFLE)
4． PM2+0
答：1．CUBE2（11） CUBE2（1011）111115
2．PM23（11） （1123） MOD 163
3．SHUFFLE（SHUFFLE（11）） SHUFFLE（SHUFFLE（1011））
SHUFFLE（7） SHUFFLE（0111）14
5． PM2+0（11）（11+20）MOD 1612
14．设机系统16处理器编号分0123……15采单级互连网互连互连函数分时第10号处理器处理器相连（写出处理器号写出具体变换公式）
（1）CUBE3
（2）PM23
（3）SHUFFLE(SHUFFLE)
（4）PM2+0
（5）SHUFFLE
解：（1）CUBE3（10） CUBE3（1010） 0010 2
（2）PM23 （1023）mod 16 2
（3）SHUFFLE(SHUFFLE（10）) SHUFFLE(SHUFFLE（1010）) SHUFFLE（4）
SHUFFLE（0100） 8
（4） PM2+0 （10+20） mod 16 11
（5） SHUFFLE（10） 4
15．设机系统16处理器编号分0123……15采单级互连网互连互连函数分时第14号处理器处理器相连（写出处理器号写出具体变换公式）
（1）CUBE1
（2）PM20
（3）SHUFFLE(SHUFFLE)
（4）PM2+0
（5）SHUFFLE
解：（1）CUBE1（14） CUBE1（1110） 1100 12
（2）PM20 （1420）mod 16 13
（3）SHUFFLE(SHUFFLE（14）) SHUFFLE(SHUFFLE（1110）) SHUFFLE（13）
SHUFFLE（1101） 11
（4）PM2+0 （14+20） mod 16 15
（5）SHUFFLE（14） 13
16．8处理器混洗交换网络中第0号处理器第7号处理器相连需少次混洗交换？连接图形式表明变化程
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
2
3
4
5
6
7
入
端
出
端
解：见图三级混洗交换图A交F交L交完成 0à7
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