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《計算機體系結(jié)構(gòu)》期末考試A卷

姓名：        

專業(yè)：

學號：          

學習中心：

一、填空題（每空1分，共14分）

1.高速緩沖存儲器的地址映象方式有三種，它們分別是：          ，          ，          。

2. 虛擬存儲器的三種管理方式是          ，          和

3. 從主存的角度來看，“Cache—主存”層次的目的是為了       ， 而“主存—輔存”層次的目的是為了          

4.根據(jù)指令間的對同一寄存器讀和寫操作的先后次序關系，數(shù)據(jù)相關沖突可分為          、          和          三種類型。

5.當代計算機體系結(jié)構(gòu)的概念包括          、            和           三個方面的內(nèi)容

二、名詞解釋（每題2分，共16分）

計算機體系結(jié)構(gòu)：

兼容機：

寫直達法：

高速緩沖存儲器:

延遲轉(zhuǎn)移技術：

線性流水線：

流水線的吞吐率： 

并行性：

三、簡答題(每題5分，共30分）

1. 如有一個經(jīng)解釋實現(xiàn)的計算機，可以按功能劃分成4級。每一級為了執(zhí)行一條指令需要下一級的N條指令解釋。若執(zhí)行第一級的一條指令需K(ns)時間，那么執(zhí)行第2、3、4級的一條指令各需要用多少時間(ns)?

2. 根據(jù)Amdahl定律，系統(tǒng)加速比由哪兩個因素決定？ 

3. 簡述組相聯(lián)映象規(guī)則。

4. 引起Cache與主存內(nèi)容不一致的原因是什么？為了保持Cache的一致性，在單計算機系統(tǒng)中一般采取哪些措施？

5. 按照同一時間內(nèi)各段之間的連接方式來分，流水線可分為哪兩類？ 

6. Flynn分類法是根據(jù)什么對計算機進行分類的？將計算機分成哪幾類？ 

四、問答與計算題（第1題10分，第2、3題每題15分共40分）

1. 一個有快表和慢表的頁式虛擬存儲器，最多有64個用戶，每個用戶最多要用1024個頁面，每頁4K字節(jié)，主存容量8M字節(jié)。

（1）寫出多用戶虛地址的格式，并標出各字段的長度。

（2）寫出主存地址的格式，并標出各字段的長度。

（3）快表的字長為多少位？分幾個字段？各字段的長度為多少位？

（4）慢表的容量是多少個存儲字？每個存儲字的長度為多少位？

2. 在頁式虛擬存儲器中，一個程序由P1～P5共5個頁面組成。在程序執(zhí)行過程中依次訪問的頁面如下：P2，P3，P2，P1，P5，P2，P4，P5，P3，P2，P5，P2 

假設系統(tǒng)分配給這個程序的主存有3個頁面，分別采用FIFO、LFU和OPT三種頁面替換算法對這3頁主存進行調(diào)度。

（1）畫出主存頁面調(diào)入、替換和命中的情況表。

（2）統(tǒng)計三種頁面替換算法的頁命中率。

3.動態(tài)多功能流水線由6個功能段組成，如下圖：

其中，S1、S4、S5、S6組成乘法流水線，S1、S2、S3、S6組成加法流水線，各個功能段時間均為50ns，假設該流水線的輸出結(jié)果可以直接返回輸入端，而且設置有足夠的緩沖寄存器，若以最快的方式用該流水計算： 

（1） 畫出時空圖；

（2） 計算實際的吞吐率、加速比和效率。