《計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)》復(fù)習(xí)題

1、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)題一、名詞解釋計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、馮諾依曼結(jié)構(gòu)、哈佛結(jié)構(gòu)、堆棧結(jié)構(gòu)指令集、靜態(tài)流水線、動(dòng)態(tài)流水線、數(shù)據(jù)相關(guān)、名相關(guān)、控制相關(guān)、反相關(guān)、輸出相關(guān)、結(jié)構(gòu)沖突、定向技術(shù)、指令級(jí)并行、組相聯(lián)映像、替換算法、虛擬c二、簡答題1、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析中最經(jīng)常使用的三條基本原則是什么？并說出它們的含義。2、在指令集結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該考慮哪些主要問題？3、指令集結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中表示尋址方式的主要方法有哪些？簡述這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)。4、數(shù)據(jù)相關(guān)有哪幾種類型？解決數(shù)據(jù)相關(guān)有哪些主要方法？5、流水線數(shù)據(jù)相關(guān)有哪幾種？簡述定向技術(shù)的基本思想。6、簡述“Cache主存”層次與“主存一輔存”層次的區(qū)別。7、降低C

2、ache失效率有哪幾種方法（至少寫出5種）？三、計(jì)算題、計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)具有相同的指令系統(tǒng)。執(zhí)行同一個(gè)程序時(shí)，計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘周期為，為，計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘周期為，為。請問執(zhí)行這個(gè)程序時(shí)，哪臺(tái)計(jì)算機(jī)更快？、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用浮點(diǎn)運(yùn)算部件后使浮點(diǎn)運(yùn)算速度提高到原來的倍，而系統(tǒng)運(yùn)行一程序的整體性能提高到原來的倍，試計(jì)算該程序中浮點(diǎn)操作所占的比例。3動(dòng)態(tài)多功能流水線由個(gè)功能段組成，如下圖所示：其中，、組成乘法流水線，、組成加法流水線，各個(gè)功能段時(shí)間為：、為，、為，假設(shè)該流水線的輸出結(jié)果可以直接返回輸入端，而且設(shè)置有足夠地緩沖寄存器，若以最快的方式用該流水計(jì)算：n（+）（其中=，n為連乘符號(hào)）（）畫出其處理過程的時(shí)

3、空圖。（）計(jì)算其實(shí)際的吞吐率和效率。4、動(dòng)態(tài)多功能流水線由個(gè)功能段組成，如下圖:其中，、組成乘法流水線，、組成加法流水線,，各個(gè)功能段時(shí)間為：、為,、為,假設(shè)該流水線的輸出結(jié)果可以直接返回輸入端，而且設(shè)置有足夠地緩沖寄存器，若以最快的方式用該流水計(jì)算：ABiii()畫出時(shí)空圖。()計(jì)算實(shí)際的吞吐率、加速比和效率。5、有一條靜態(tài)多功能流水線由5段組成(如下圖所示)加法用1、3、4、5段，乘法用1、2、5段，第2段的時(shí)間為山，其余各段時(shí)間均為,而且流水線的輸出可以直接返回輸入端或暫存于相應(yīng)的流水線寄存器中若在該流水線上計(jì)算f=(A1+B1)*(A2+B2)*(A3+B3)*(A4+B4),畫出處理過程的時(shí)空圖。計(jì)算其吞吐率、加速比和效率。該流水線的瓶頸段是哪一段？可用哪幾種方法消除該瓶頸？畫出改進(jìn)后的流水線。加法、假定的失效開銷為個(gè)時(shí)鐘周期，當(dāng)不考慮存儲(chǔ)器停頓時(shí)，所有指令的執(zhí)行時(shí)間都是個(gè)時(shí)鐘周期，訪問失效率為，平均每條指令訪存次。求沒有和有兩種情況下的平均指令執(zhí)行時(shí)間。、給定以下的假設(shè)，試計(jì)算直接映象和兩路組相聯(lián)的平均訪問時(shí)間以及的性能。由計(jì)算結(jié)果能得出什么結(jié)論？()理想情況下的為，時(shí)鐘周期為，平均每條指令訪存次。()兩者容量均為，塊大小都是字節(jié)。()組相聯(lián)中的多路選擇器使的時(shí)鐘周期增加了。()這兩種的失效開銷都是。()命中時(shí)間為個(gè)時(shí)鐘周期。()直