2020年計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)試題庫填空題

計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)試題庫填空題

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計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)試題庫

填空題（100題）

1.當(dāng)代計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的概念包括（指令集結(jié)

構(gòu)）、（計算機(jī)組成）和（計算機(jī)實(shí)現(xiàn)）三個

方面的內(nèi)容。

2.計算機(jī)部件的平均出售價是（部件開銷）、

（直接開銷）和（翊）三者之和。

3.在一個字中，兩種表示字節(jié)順序的習(xí)慣是

（高端BigEndian）和（低端Little

Endian）。

4.一般根據(jù)CPU內(nèi)部狀態(tài),能夠?qū)⒅噶罴Y(jié)構(gòu)

分為（堆棧型）、（累加器型）和（通用寄存

器型）三種類型。

5.在指令流水線中，解決控制相關(guān)的方法主要

有：（凍結(jié)或排空流水線）、（預(yù)測發(fā)生）、

（預(yù)測不發(fā)生）和（調(diào)度分支延遲）o

6.在存儲器層次結(jié)構(gòu)中，提高主存性能的方法

主要有：（加寬存儲器）、（簡單的交叉存

儲器）、（獨(dú)立的存儲塊）、（避免存儲器塊

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沖突）和（DRAM特性交叉）o

7.I/O性能評價的指標(biāo)主要包括：設(shè)備類型、

設(shè)備數(shù)量、（響應(yīng)時間）和（吞吐量）O

8.提高向量處理機(jī)性能的主要方法有：鏈接、

（重疊執(zhí)行）和（多個向量載入儲存（L/S）

部件）o

9.一般并行性包含（翊）和（在發(fā)）兩個方

面。

10.開發(fā)并行性的主要途徑有：（時間重疊）、

（資源重復(fù)）和（資源共享）O

11.指令內(nèi)部的并行屬于（細(xì)）粒度并行。

12.流水線的數(shù)據(jù)相關(guān)有（RAW）、（WAW）、

（WAR）三種類型。

13.通用寄存器型指令集結(jié)構(gòu)按其指令中的操

作數(shù)個數(shù)和操作數(shù)的存儲單元能夠分為

（R-R）、（R-M）、（M-M）三種類

型。

14.根據(jù)CPU性能公式，程序的執(zhí)行時間等于

（IC）、（CPI）及（T、）三者的乘

積。

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15.對向量的處理有（水平處理）方式、（重

直處理）方式和（分組處理）方式。

16.DLX流水線能夠分為（上）、（ID）、

（EX）、（MEM）、（WB）五個操作功

能段。

17.在存儲器層次結(jié)構(gòu)中，Cache離CPU（_4

班），而外存離CPU最遠(yuǎn)。

18.一般來說，按照CPU內(nèi)部操作數(shù)的存儲方

式,能夠?qū)C(jī)器（指令集結(jié)構(gòu)）分為：（堆

棧型）、（累加器型）和

（通用寄存器型）三種類型。

19.單機(jī)和多機(jī)并行性發(fā)展的技術(shù)途徑有：（資

源共享）、（資源重

復(fù)）和（時間重疊）o

20.存儲器層次結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的基本依據(jù)是程

序（訪問的局部性原理）o

21.在計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計中，軟硬件功能分配

取決于（性能價格比）。

22.從主存的角度來看，“Cache一主存”層次

的目的是為了（提高速度）,

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而“主存一輔存”層次的目的是為了（擴(kuò)

大容量）。

23.描述向量數(shù)據(jù)的參數(shù)有：（向量起始地

址）、（向量長度）、

（向量間距）。

24.程序循環(huán)是用（轉(zhuǎn)移指

令）來實(shí)現(xiàn)，而微程序

循環(huán)是用（微指令地址轉(zhuǎn)移測試方

法）來實(shí)現(xiàn)

的。

25.計算機(jī)組成指的是計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯

實(shí)現(xiàn),計算機(jī)實(shí)現(xiàn)指的是計算機(jī)組成的物理

實(shí)現(xiàn)

26.存儲程序計算機(jī)以運(yùn)算器為中心、所有部

件的操作都由控制器集中控制。

27.指令集結(jié)構(gòu)的正交特性是指令集的三個主

要元素操作、數(shù)據(jù)類型和尋址方式兩兩在指

令集結(jié)構(gòu)中獨(dú)立無關(guān)。

28.通道可分為三類：字節(jié)多路通道，選擇通

道，數(shù)組多路通道。

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29.Cache的調(diào)度算法一般有預(yù)取法和按需取

進(jìn)法兩種。

30.Cache失效能夠分為強(qiáng)制性失效、容量

失效和沖突失效三種。

31.地址映象方法有多種，其中的直接相聯(lián)硬

件開銷最小，全相聯(lián)的沖突概率最小。

32.根據(jù)存儲映象算法的不同，虛擬存儲器主

要有段式）、頁式和段頁式三種映象方式。

33.流水技術(shù)按處理的級別可分為部件級、處

理機(jī)級和系統(tǒng)級。

34.一般，在進(jìn)行指令集格式設(shè)計時，有（固定

長度編碼）、（可變長編碼）和（混合編碼）

三種設(shè)計方法。

35.綜合考慮不同的存儲器實(shí)現(xiàn)技術(shù)，我們會發(fā)

現(xiàn)：速度越快，每位價格就（越高）；容量越

大，每位價格就（越低）；容量越大，速度（越

慢）。

36.“Cache-主存”與"主存-輔存”層次

的區(qū)別

項(xiàng)目Cache—主存層主存一輔存層

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次次

目的為了彌補(bǔ)主存（為了彌補(bǔ)主

速度的不足存容量不足）

存儲管理實(shí)現(xiàn)（主要由硬件主要由軟件實(shí)

實(shí)現(xiàn)）現(xiàn)

CPU對第二級可直接訪問（經(jīng)過主存訪

的訪問方式問）

失效時CPU是（不切換）（不切換）

否切換

37.磁盤的每一磁道分成若干扇區(qū)，它是磁盤進(jìn)

行存儲分配的物理基本單元，它們之間留有

（不用的間隙）。

38.系列機(jī)的軟件兼容主要包括（向前兼容）、

（向后兼容）、（向下兼容）、（向上兼容）

四種類型的兼容。

39.Amdahl定律表明系統(tǒng)的加速比依賴于（被

加速部分在系統(tǒng)中所占的比例）和（對被加速

部分的性能提高程度）兩個因素。

40.通用寄存器型指令集結(jié)構(gòu)按其指令中的操

作數(shù)個數(shù)和操作數(shù)的存儲單元能夠分為

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（R-R）、（R-M）、（M-M）三種類型。

41.在大多數(shù)指令集結(jié)構(gòu)的功能設(shè)計中必須考

慮支持的三種類型的指令是（數(shù)據(jù)傳輸指令）、

（算術(shù)和邏輯運(yùn)算指令）和（控制指令）O

42.在指令系統(tǒng)設(shè)計中，表示尋址方式有（將尋

址方式編碼與操作碼中）和（用地址描述符表

示尋址方式）兩種方法。

43.一般，在進(jìn)行指令集格式設(shè)計時，有（定武）、

（變長）和（混合）三種設(shè)計方法。

44.在DLX指令集結(jié)構(gòu)中，有（之）個（絲）位

的通用寄存器，（絲）個（絲）位的單精度浮

點(diǎn)寄存器，用（單精度浮點(diǎn)寄存器奇偶對）來

表示雙精度浮點(diǎn)寄存器，尋址方式為（寄存器

尋址）、（立即值尋址）、（偏移尋址）和（寄

存器間接尋址）o

45.在大多數(shù)指令集結(jié)構(gòu)的功能設(shè)計中必須考

慮支持的三種類型的指令是（算術(shù)和邏輯運(yùn)

算）、（數(shù)據(jù)傳輸）和（控制）o

46.在指令系統(tǒng)設(shè)計中，操作數(shù)類型的表示主要

有（由操作碼編碼）和（附上由硬件解釋的標(biāo)

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記）兩種方法。

47.減少流水線處理分支指令時的暫停時鐘周

期數(shù)有兩種途徑，一種是（盡早判斷出分支轉(zhuǎn)

移是否成功），另一種是（盡早計算出分支轉(zhuǎn)

移的目標(biāo)地址）o

48.在“Cache-主存”層次中，主存的更新算法

有兩種：（寫回法）和（寫直達(dá)法）o

49.在"Cache-主存”層次中，cache寫失效時

采用的兩種調(diào)塊策略有：（按寫分配）和（繞

寫法）。

50.設(shè)計I/O系統(tǒng)的三個標(biāo)準(zhǔn)是（拄能）、（價

格）和（容量）O

51.互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)工作行為可分為兩類，一種是

（動態(tài)網(wǎng)絡(luò)），一種是（靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)）O

52.DLX流水線能夠分為（取指）、

（譯碼）、（執(zhí)行）、（_訪_

存）、（寫回）五個操作功能段。

53.基本DLX流水線中，假設(shè)分支指令需要4

個時鐘周期，其它指令需要5個時鐘周期，分

支指令占總指令數(shù)的12%,問CPI=4.88，若

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把ALU指令的寫回提前到MEM段，ALU指令占

總指令數(shù)的44%,則CPI=4.44。

54.基本DLX流水線中，IF段操作可表示為：

IF/ID.IR-Mem[PC]；IF/ID.NPC,PC-

(ifEX/MEM.cond{EX/MEM.NPC}else

{PC+4});

55.基本DLX流水線中，ID段準(zhǔn)備操作數(shù)的動

作可表示為JD/EX.A-Regs[IF/ID.IR6...1O];

ID/EX.B-Regs[IF/ID,IR11...15]；ID/EX.Imm

56.基本DLX流水線中，ALU指令在EX段的處

理動作可表示為：EX/MEM.ALUOutput-

ID/EX.AopID/EX.B或EX/MEM.ALUOutput

-ID/EX.AopID/EX.Imm;

57.基本DLX流水線中，ALU指令在EX段處理

分支邏輯的動作可表示為：EX/MEM.cond-

0;

58.基本DLX流水線中，load/store指令在EX

段的處理動作可表示為：EX/MEM.ALUOutput

-ID/EX.A+ID/EX.Imm;

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59.基本DLX流水線中，分支指令在EX段的處

理動作可表示為：EX/MEM.ALUOutput-

ID/EX.NPC+ID/EX,Imm;EX/MEM.cond一

(ID/EX.Aop0);

60.基本DLX流水線中，ALU指令在MEM段的處

理動作可表示為：MEM/WB.ALUOutput-

EX/MEM.ALUOutput;

61.基本DLX流水線中，Load指令在MEM段的

處理動作可表示為：MEM/WB.LMD-

Mem[EX/MEM.ALUOutput];

62.基本DLX流水線中，store指令在MEM段的

處理動作可表示為：或

Mem[EX/MEM.ALUOutput]—EX/MEM.B;

63.基本DLX流水線中，ALU指令在WB段的處

理動作可表示為：Regs[MEM/WB.IR16...2O]-

MEM/WB.ALUOutput;或Regs[MEM/WB.IRH...^

-MEM/WB.ALUOutput;

64.基本DLX流水線中，load指令在WB段的處

理動作可表示為：Regs[MEM/WB.IRH...^]-

MEM/WB.LMD;

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65.假設(shè)流水線各段的時間相等，均為At,則

最大吞吐率=1/Z\t

66.假設(shè)流水線各段時間不等,第i段時間為/

ti,則最大吞吐率=l/max(Ati}o

67.假設(shè)m段流水線各段的時間相等，均為at,

則執(zhí)行n個任務(wù)的實(shí)際吞吐率=n/(mA

68.假設(shè)m段流水線第i段時間為i,則執(zhí)行

n個任務(wù)的實(shí)際吞吐率=

tj),/ktj=max{Zkti}。

69.消除瓶頸的兩種方法為細(xì)分瓶頸段和重復(fù)

設(shè)置瓶頸段。

70.m段流水線每段時間均為ZU,則執(zhí)行n個

任務(wù)的實(shí)際加速比=m/(l+(m-l)/n)

71.m段流水線每段時間均為ZU,則最大加速

比mO

72.m段流水線每段時間均為ZU,則最大效率

趨近于豈_

73.m段流水線每段時間均為ZU,則執(zhí)行n個

任務(wù)的效率=l/(l+(m-l)/n)o

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74.當(dāng)流水線中數(shù)據(jù)和指令存在同一存儲器中

時，訪存指令會引起存儲器訪問沖突，這種沖

突是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)相關(guān)引起的。

75.延遲分支的三種調(diào)度方法是從前調(diào)度；從目

標(biāo)處調(diào)度；從失敗處調(diào)度。

76.多級存儲層次是利用程序局部性原理來設(shè)

計的。

77.評價cache系統(tǒng)速度快慢的指標(biāo)是平均訪

問時間。

78.CPU時間能夠評價cache系統(tǒng)對整個CPU性

能的影響。

79.響應(yīng)同是指從事件開始到結(jié)束之間的時

間。

80.查比率指在單位時間內(nèi)所能完成的工作量

（任務(wù)）。

81.甩巴以響應(yīng)時間為標(biāo)準(zhǔn)評價計算機(jī)性能。

82.多道程序系統(tǒng)以吞吐率為標(biāo)準(zhǔn)評價計算機(jī)

性能。

83.流水線各個功能段所需時間應(yīng)盡量相笠。

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84.Cache并行查找的兩種實(shí)現(xiàn)方法是：利用相

聯(lián)存儲器和利用單體多字存儲器+比較器。

85.假設(shè)某程序中Load指令占26%,Store指

令占9%,則寫操作在所有訪存操作中所占的

比例為7%,寫操作在訪問數(shù)據(jù)Cache操作中

所占的比例為25%。

86.評價存儲系統(tǒng)性能時，CPU時間=ICX

[CPIexe+每條指令的平均存儲器停頓周