计算机系统结构期末复习：

• 简答题

• 补充：这个题落下了
  试用实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系。
  ------------- 答：如在设计主存系统时，确定主存容量、编址方式、寻址范围等属于计算机系统结构。确定主存周期、逻辑上是否采用并行主存、逻辑设计等属于计算机组成。选择存储芯片类型、微组装技术、线路设计等属于计算机实现。
  计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现。计算机实现是计算机组成的物理实现。一种系统结构可以有多种组成。一种组成可以有多种实现。
  

• 补充简答第八： 比较循环展开软流水的异同
  答:它们都可以开发循环级并行，即不同叠代的指令之间的并行。但是循环展开增加了代码体积，滅少了循环次数，而软流水对代码体积和循环次数的影响都很小。
  这种技术所引起的流水线开销是完全不同的，循环展开主要减少由分支指令和修改循环索引变量的指令所引起的循环控制开销。如将某循环展开4次后循环控制开销将减少为原来的四分之一，但执行每个迭代时，用于充满和排空流水线的开销并不会减少，软流水则恰恰减少了这部分开销，使迭代内的指令级并行达到最大。因此它们往往被结合在一起使用。

• 客观题

1.计算机技术的飞速发展受益于两个方面，分别是_________________________和________________________。

(1) 计算机制造技术的发展
(2) 计算机系统结构的创新

2.计算机系统结构包括_______________、____和。

(1) 指令系统结构(2) 组成(3) 硬件

3.计算机组成指计算机系统结构的______________实现，计算机实现指计算机系统结构的______________实现。

(1) 逻辑
(2) 物理

4.计算机体系结构分为_____________________、_____________________和______________________三类。

(1) Flynn分类法
(2) 冯氏分类法
(3) Handler分类法

5.在计算机系统中，某一功能的处理时间为整个系统运行时间的50%，如果要使整个系统的性能提高到原来的1.6倍，则该功能的处理速度应加快（ ）倍。

A.1.6
B.4
C.2
D.1.5
我的答案：B

6.对系统程序员不透明的是（ ）。

A.指令流水线中的流水寄存器
B.指令缓冲寄存器
C.虚拟存储器
D.Cache 存储器
我的答案：C

7.运行一个程序，如果可以使90%的程序并行处理，剩下10%的程序顺序处理。使用无限个处理器的最大加速是（ ）倍 。

A.1.1 B.5.26 C.10 D.∞ 我的答案：C

8.根据CPU性能公式，CPU的性能取决于三个参数：（ ）、CPI和IC 。

A.时钟周期时间
B.指令周期
C.时钟周期数
D.指令周期数
我的答案：A

9.John L. Hennessy和David A. Patterson在他们的专著中提出系统结构囊括计算机设计的以下方面( ) 。

A.硬件
B.指令系统结构
C.计算机组成
D.软件
我的答案 ：ABC

10.计算机系统架构师的主要任务包括（ ）。

A.理解重要问题，面向重要问题设计系统
B.预测和适应未来的技术，为未来的技术作设计
C.分析和评估现有的计算机系统设计方案
D.评估新的设计选择，推动技术的发展
我的答案 ：ABCD

11.利用时间重叠原理实现并行处理的是（ ）。

A. 多处理机
B. 机群系统
C. 阵列处理机
D. 流水处理机
我的答案: D

12.直接执行微指令的是（ ）。

A. 汇编程序
B. 硬件
C. 编译程序
D. 微指令程序
我的答案: B

13.不同系列的机器之间，实现可移植性的途径不包括 （ ）。

A. 模拟
B. 仿真
C. 采用统一的高级语言
D. 采用统一的汇编语言
我的答案: D

14。从计算机系统结构来看，机器语言程序员看到的机器属性是（ ）。

A. 编程要用到的硬件组织
B. 计算机各部件的硬件实现
C. 计算机软件所要完成的功能
D. 计算机硬件的全部组成
我的答案: A

15.由中间开始设计”的“中间”目前多数是在（ ）之间。

A. 操作系统与汇编语言级之间
B. 微程序级与汇编语言级之间
C. 传统机器级与操作系统之间
D. 传统机器级与微程序级之间
我的答案: C

16. (单选题)多处理机实现的并行主要是（ ）。

A. 指令级并行
B. 任务级并行
C. 操作级并行
D. 操作步骤的并行

17. (填空题)冯氏分类法用系统的最大并行度对计算机进行分类，大多数传统的位并行单处理机属字_______位_______方式。

我的答案：
(1) 串
(2) 并

18.(填空题)程序的局部性包括程序的_______局部性和程序的_______局部性。

我的答案：
(1) 空间
(2) 时间

19. (填空题)由软件实现的机器称为______，在一个计算机系统中，低层机器的属性对高层机器的程序员往往是_______的。

我的答案：
(1) 虚拟机
(2) 透明

20. (可能错了)

为了在不同系统结构的机器之间实现软件移植，可采用_______或_______方法。
我的答案：
(1) 模拟
(2) 仿真

21. (填空题)软件兼容有_______、_______、_______和_______4种。

我的答案：
(1) 向上兼容
(2) 向下兼容
(3) 向前兼容
(4) 向后兼容

22. (填空题)广义来说，并行性既包含_______性，又包含_______性。

我的答案：
(1) 同时
(2) 并发

23.(填空题)计算机系统中提高并行性的技术途径有_______、_______和_______三种。

我的答案：
(1) 时间重叠
(2) 资源重复
(3) 资源共享

24.(填空题)_______是软件兼容的根本特征。

我的答案：
(1) 向后兼容

25.(单选题)信息按整数边界存储的主要优点是（ ）。

A. 访存速度快
B. 节约主存单元
C. 指令字的规整化
D. 指令的优化
我的答案: A

26. (单选题)平均码长最短的编码是（ ）。

A. 需要根据编码使用的频度计算平均码长后确定
B. 扩展编码
C. 哈夫曼编码
D. 定长编码
我的答案: C

27. (单选题)不需要编址的数据存储空间是（ ）。

A. I/O接口中的寄存器
B. 堆栈
C. CPU中的通用寄存器
D. 主存储器
我的答案: B

28. (单选题)操作码优化的主要目的是（ ）。

A. 增加指令字表示的信息
B. 减少程序总位数
C. 缩短指令字长
D. A、B和C
我的答案: D

29.(单选题)RISC执行程序的速度比CISC要快的原因是（ ）。

A. RISC只允许load和store指令访存
B. RISC的指令平均执行周期数较少
C. 程序在RISC上编译生成的目标程序较短
D. RISC的指令系统中指令条数较少
我的答案: B

30.(填空题)对指令系统的基本要求是：、、_____、和。

我的答案：
(1) 完整性
(2) 规整性
(3) 正交性
(4) 高效率
(5) 兼容性

31. (填空题)CPU中用来存储操作数据 的存储单元主要有_______、和。

我的答案：
(1) 堆栈
(2) 累加器
(3) 通用寄存器 (错误答案)

32.(填空题)当控制指令为无条件改变控制流时，称为_______。为有条件改变控制流时，称为_______。

我的答案：
(1) 跳转
(2) 分支

33. (填空题)在通用寄存器型结构中，根据操作数的来源不同，指令系统可进分为________、_______、和。

我的答案：
(1) 寄存器存储器结构
(2) load-store结构 (答案不对)
(3) 寄存器寄存器结构
(4) RR结构 (答案不对)

34.(填空题)在设计指令系统时，有两种截然不同的设计策略分别是________________和________________。

我的答案：
(1) CISC
(2) RISC

35. (判断题)R类指令中的字段shamt是用于保存移位量的。

A. 对
B. 错
我的答案: 对

36.(判断题)信息的存储要以整数为边界。

A. 对
B. 错
我的答案: 对

37.(判断题)寄存器跳转是J类指令。

A. 对
B. 错
我的答案: 错

38. (判断题)MIPS指令系统中，F0寄存器中的值永远都是0。

A. 对
B. 错
我的答案: 错

39.(判断题)寄存器R31内可以存入任意数据。

A. 对
B. 错
我的答案: 错

40. (单选题)以下说法不正确的是（ ）。

A. 动态流水线是多功能流水线
B. 线性流水线是单功能流水线
C. 动态流水线只能是单功能流水线
D. 静态流水线是多功能流水线
我的答案: C正确答案: C

41. (单选题)非线性流水线的特征是（ ）。

A. 一次运算中使用流水线中的多个段
B. 一次运算中要多次使用流水线中的某些功能段
C. 流水线中某些功能段在各次运算中的作用不同
D. 流水线的各功能段在不同运算中可以有不同的连接
我的答案: B正确答案: B

42.(单选题)以下是某非线性流水线的调度方案：[（2，7）；（2，2，7）；（3，4）；（4）；（3，4，7）；（4，7）；（4，3）；（5）；（7）]。其中，平均延迟最小的等间隔调度方案是（ ）。

A. (4,3)
B. (3,4)
C. (5)
D. (4)
正确答案: D

43.(单选题)与线性流水线最大吞吐率有关的是（ ）。

A. 各个功能段的执行时间
B. 最快的那一段的执行时间
C. 最慢的那一段的执行时间
D. 最后功能段的执行时间
我的答案: C正确答案: C

44. (单选题)在MIPS的指令流水线中，可能发生的冲突有（ ）。

A. 同一条指令的读操作与写操作之间的写后读冲突
B. 先流入的指令的写操作与后流入的指令的读操作之间的写后读冲突
C. 后流入的指令的写操作与先流入的指令的读操作之间的读后写冲突
D. 两条指令的写操作之间的写后写冲突
我的答案: B正确答案: B

45.流水线中的每个子过程及其功能部件称为流水线的段，流水线的段数称为_____________。

我的答案：
(1) 流水线的深度
正确答案：
(1) 流水线的深度

46. (填空题)流水线中最慢的一段称为流水线的______________。

(1) 瓶颈
正确答案：
(1) 瓶颈

47.(填空题)如果流水线处理机具有向量数据表示和向量指令，则称之为___________流水处理机；否则就称之为___________流水处理机。

我的答案：
(1) 向量
(2) 标量
正确答案：
(1) 向量
(2) 标量

48.(填空题）按照流水线所完成的功能来分，流水线可分为____________和____________。

我的答案：
(1) 单功能流水线
(2) 多功能流水线
正确答案：
(1) 单功能流水线
(2) 多功能流水线

49。 (填空题)按照同一时间内各段之间的连接方式来分，流水线可分为____________和_____________–。

我的答案：
(1) 静态流水线
(2) 动态流水线
正确答案：
(1) 静态流水线
(2) 动态流水线

50. (填空题)按照流水线中是否有反馈回路来分，流水线可分为______________和_______________。

我的答案：
(1) 线性流水线
(2) 非线性流水线
正确答案：
(1) 线性流水线
(2) 非线性流水线

51. (填空题)按照流水的级别来分，流水线可分为____________、和。

正确答案：
(1) 部件级流水线
(2) 处理机级流水线
(3) 处理机间流水线

52.(填空题)流水线在连续流动达到稳定状态后所得到的吞吐率，称为____________。

我的答案：
(1) 最大吞吐率
正确答案：
(1) 最大吞吐率

53. (填空题)消除流水线瓶颈的方法有____________和______________。

我的答案：
(1) 细分瓶颈段
(2) 重复设置瓶颈段
正确答案：
(1) 细分瓶颈段
(2) 重复设置瓶颈段

54. (填空题)相关有三种类型：____________、_和。

我的答案：
(1) 数据相关
(2) 名相关
(3) 控制相关
正确答案：
(1) 数据相关
(2) 名相关
(3) 控制相关

55. (填空题)指令之间的名相关有____________和____________两种。

我的答案：
(1) 反相关
(2) 输出相关
正确答案：
(1) 反相关
(2) 输出相关

56. (填空题)流水线冲突有_____________、_和-三种类型。

我的答案：
(1) 结构冲突
(2) 数据冲突
(3) 控制冲突
正确答案：
(1) 结构冲突
(2) 数据冲突
(3) 控制冲突

57. (填空题)按照指令读访问和写访问的先后顺序，可以将数据冲突分为____________、____________和___________三种类型。

我的答案：
(1) 写后读冲突
(2) 写后写冲突
(3) 读后写冲突
正确答案：
(1) 写后读冲突
(2) 读后写冲突
(3) 写后写冲突

58. (填空题)由分支指令引起的延迟称为____________。

我的答案：
(1) 分支延迟
正确答案：
(1) 分支延迟

59.(填空题)基本的MIPS流水线分为5个段，分别是_________、__________、___________、和。

我的答案：
(1) 取指令周期
(2) 指令译码/读寄存器周期
(3) 执行/有效地址计算周期
(4) 存储器访问/分支完成周期
(5) 写回周期
正确答案：
(1) 取指令周期
(2) 指令译码/读寄存器周期
(3) 执行/有效地址计算周期
(4) 存储器访问/分支完成周期
(5) 写回周期

60.(填空题)延迟分支有三种调度策略，分别是____________、和。

我的答案：
(1) 从前调度
(2) 从目标处调度
(3) 从失败处调度
正确答案：
(1) 从前调度
(2) 从目标处调度
(3) 从失败处调度

61. (单选题)Cray-1的流水线是（ ）。

A. 多条多功能流水线
B. 一条多功能流水线
C. 多条单功能流水线
D. 一条单功能流水线
我的答案: C正确答案: C

62. (单选题)Cray-1向量处理机要实现指令间的链接，必须满足下列条件中的（ ）。

A. 源向量、功能部件都不相同，指令有读后写冲突
B. 源向量、功能部件都不相同，指令有写后读冲突
C. 源向量不同，功能部件相同，无指令相关
D. 源向量相同，功能部件不冲突，有指令相关
我的答案: B正确答案: B

63. (单选题)Cray-1向量处理机启动存储器、流水部件及寄存器打入各需一拍，现有向量指令串：

Ⅴ3<-存储器 （从存储器中取数：6拍）

V4<V0+V1 （向量加：6拍）

V5<-V3×V 4 （向量乘：7拍）

向量长度均为N，则指令串最短的执行时间是（ )。

A. 19+N拍
B. 18+N拍
C. 17+N拍
D. 16+N拍
我的答案: D正确答案: D

64. (单选题)Cray-1的两条向量指令：

V1<–V2+V3
V4<–V1XV5
属于（ ）。
A. 没有功能部件冲突和源向量冲突，可以并行
B. 没有功能部件冲突和源向量冲突，可以链接
C. 没有源向量冲突，可以交换执行顺序
D.有向量冲突，只能串行
我的答案: B正确答案: B

65. (填空题)向量流水处理机采用_________结构或__________结构。

我的答案：
(1) 存储器-存储器
(2) 寄存器-寄存器
正确答案：
(1) 存储器-存储器
(2) 寄存器-寄存器

66. (填空题)Cray-1向量处理的一个显著特点是：只要不出现____________冲突和_____________冲突，各Vi之间和各功能部件之间都能并行工作。

我的答案：
(1) Vi
(2) 功能部件
正确答案：
(1) 向量寄存器
(2) 功能部件

67. (填空题)衡量向量处理机性能的主要参数有_______________、_______________、和。

我的答案：
(1) 向量指令的处理时间
(2)峰值性能
(3) 半性能向量长度
(4) 向量长度临界值
正确答案：
(1) 向量指令的处理时间
(2) 向量长度为无穷大时的向量处理机的最大性能
(3) 半性能向量长度
(4) 向量长度临界值

68. (填空题)把能在同一个时钟周期内一起开始执行的几条向量指令称为一个______________。

我的答案：
(1) 编队
正确答案：
(1) 编队

69. (填空题)在向量流水处理机上，向量指令序列中的一个编队内的指令可以______________执行，编队执行时间为编队内所有的向量指令执行时间的__________________。

我的答案：
(1) 同时
(2) 最大值
正确答案：
(1) 同时
(2) 最大值

70. (填空题)开发指令级并行的方法主要有两类：基于硬件的_______________方法和基于软件的________________方法。

正确答案：
(1) 动态
(2) 静态

71. (填空题)如果一串连续的代码除了入口和出口以外，没有其他的分支指令和转入点，则称之为一个_________________。

我的答案：
(1) 基本程序块
正确答案：
(1) 基本块;基本程序块

72. (填空题)说出两种比较典型的动态调度算法：和__。

我的答案：
(1) 记分牌动态调度算法
(2) Tomasulo算法
正确答案：
(1) 记分牌算法
(2) Tomasulo算法

73. (填空题)要扩充Tomasulo算法支持前瞻执行，需将Tomasulo算法中的“写结果”段分为____________和___________两个段。

我的答案：
(1) 写结果
(2) 指令确认
正确答案：
(1) 写结果
(2) 指令确认

74. (填空题)前瞻执行允许指令____________执行，但要求按_____________确认。

我的答案：
(1) 乱序
(2) 程序顺序
正确答案：
(1) 乱序
(2) 程序顺序

75. (填空题)Tomasulo算法中换名功能是由_____________来完成；而在前瞻执行机制中，换名功能是由_____________来完成的。

我的答案：
(1) 保留站
(2) ROB
正确答案：
(1) 保留站
(2) ROB

76. (填空题)静态指令调度技术是优化的_____________来完成，其基本思想是重排指令序列，拉开具有___________的有关指令间的距离。

我的答案：
(1) 编译程序
(2) 数据相关
正确答案：
(1) 编译器
(2) 数据相关

77. (填空题)动态分支预测的依据是从___________指令过去的行为来预测它将来的行为，即根据近期转移是否成功的______________记录，来预测下一次转移的_____________。

我的答案：
(1) 转移
(2) 历史
(3) 方向
正确答案：
(1) 分支
(2) 历史
(3) 方向

78. (填空题)多流出处理机有______________和_________________两种基本风格。

我的答案：
(1) 超标量
(2) 超长指令字
正确答案：
(1) 超标量
(2) 超长指令字

79.(单选题)在由多个通道组成的I/O系统中，I/O系统的最大流量是（ ）。

A. 各通道最大流量的最大值
B. 各通道最大流量之和
C. 各通道实际流量的最大值
D. 各通道实际流量之和
我的答案: B正确答案: B
4.5分

80.(单选题)

磁盘存储器适合于连接到（ ）。
A. 选择通道或数组多路通道
B. 任意一种通道
C. 字节多路通道或选择通道
D. 字节多路通道或数组多路通道
我的答案: A正确答案: A
4.5分

81.(单选题)虚拟存储器主要是为了（ ）。

A. 便于程序的访存操作
B. 扩大存储系统的容量和提高存储系统的速度
C. 提高存储系统的速度
D. 扩大存储系统的容量
我的答案: D正确答案: D
4.5分

82. (单选题)程序员编写程序时，使用的访存地址是（ ).

A. 物理地址
B. 逻辑地址
C. 有效地址
D. 主存地址
我的答案: B正确答案: B
4.5分

83. (单选题)与全相联映像相比，组相联映像的优点是（ ）。

A. 命中率高
B. 主存利用率高
C. 块冲突概率低
D. 目录表小
我的答案: D正确答案: D
4.5分

84.(单选题)输入输出数据不经过CPU内部寄存器的输入输出方式是（ ）。

A. 中断输入输出方式
B. 程序控制输入输出方式
C. 直接存储器访问方式
D. 上述3种方式
我的答案: C正确答案: C
4.5分

85.(单选题)在配置有通道的计算机系统中，用户程序需要输入输出时，引起的中断是（ ）。

A. 外部中断
B. 访管中断
C. I/O中断
D. 程序性中断
我的答案: B正确答案: B
4.5分

86. (单选题)当计算机系统通过执行通道程序完成输入输出工作时，执行通道程序的是（ ）。

A. CPU
B. 指定的外设
C. 通道
D. CPU和通道
我的答案: C正确答案: C
4.5分

87.(单选题)按Cache地址映像的块冲突概率从高到低的顺序是（ ）。

A. 全相联映像、直接映像、组相联映像
B. 直接映像、组相联映像、全相联映像
C. 组相联映像、直接映像、全相联映像
D. 全相联映像、组相联映像、直接映像
我的答案: B正确答案: B
4.5分

88. (填空题)“主存-辅存”层次的目的是为了弥补主存_____________的不足；“Cache-主存”层次的目的是为了弥补主存_______________的不足。

我的答案：
4.5分
(1) 容量
(2) 速度
正确答案：
(1) 容量
(2) 速度

89.(填空题)按用途分类，总线可分为__________总线和___________总线。

我的答案：
4.5分
(1) CPU-存储器
(2) I/O
正确答案：
(1) CPU-存储器
(2) I/O

90. (填空题)输入/输出系统包括___________和____________。

我的答案：
4.5分
(1) I/O设备
(2) I/O设备与处理机的连接
正确答案：
(1) I/O设备
(2) I/O设备与处理机的连接

91. (填空题)存储层次的性能参数有___________、___________、___________和___________4个。

我的答案：
4.5分
(1) 存储容量
(2) 平均每位价格
(3) 命中率
(4) 平均访问时间
正确答案：
(1) 存储容量
(2) 平均每位价格
(3) 命中率
(4) 平均访问时间

92. (填空题)通道的主要硬件包括___________和_____________两部分。

我的答案：
4.5分
(1) 寄存器部分
(2) 控制部分
正确答案：
(1) 寄存器部分
(2) 控制部分

93. (填空题)按照产生不命中的原因不同，可以把不命中分为_____________、_____________和_______________3类。

我的答案：
4.5分
(1) 强制性不命中
(2) 容量不命中
(3) 冲突不命中
正确答案：
(1) 强制性不命中
(2) 容量不命中
(3) 冲突不命中

94. (填空题)当组相联的路数n变为1时，组相联就变成了____________，当组数G变为1时，组相联就变成了___________。

我的答案：
4.5分
(1) 直接映像
(2) 全相联
正确答案：
(1) 直接映像
(2) 全相联

95.(填空题)评价I/O系统性能的参主要有_________、___________、_和。

我的答案：
4.5分
(1) 连接特性
(2) I/O系统的容量
(3) 响应时间
(4) 吞吐率
正确答案：
(1) 连接特性
(2) I/O系统的容量
(3) 响应时间
(4) 吞吐率

96.(填空题)实现盘阵列的方式主要有________、__________和____________三种。

我的答案：
4.5分
(1) 软件方式
(2) 子系统方式
(3) 阵列卡方式
正确答案：
(1) 软件方式
(2) 阵列卡方式
(3) 子系统方式

97. (填空题)相联度越高，__________就越少；___________不受Cache容量的影响，但__________却随着容量的增加而减少；_______和______不受相联度的影响。

我的答案：
4.5分
(1) 冲突不命中
(2) 强制性不命中
(3) 容量不命中
(4) 强制性不命中
(5) 容量不命中
正确答案：
(1) 冲突不命中
(2) 强制性不命中
(3) 容量不命中
(4) 强制性不命中
(5) 容量不命中

98. (填空题)按设备定时方式分类，总线可分为____________和_____________。

我的答案：
4.5分
(1) 同步总线
(2) 异步总线
正确答案：
(1) 同步总线
(2) 异步总线

99. (填空题)在“Cache-主存”层次中，CPU的访存地址被分割为___________和___________两部分。

我的答案：
4.5分
(1) 块地址
(2) 块内位移
正确答案：
(1) 块地址
(2) 块内位移

100. (填空题)I/O总线的物理连接方式有两种选择，一种是连接到____________，另一种是连接到__________上。

我的答案：
5.5分
(1) 存储器
(2) Cache
正确答案：
(1) 存储器
(2) Cache