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中国地质大学（武汉） 计算机学院 吴湘宁 计算机体系结构习题 第一章 基础知识 1．名词解释 翻译 解释 模拟 仿真 透明性 程序访问局部性 2. 一个经解释实现的计算机可以按功能划分为四级. 每一级为了执行一条指令需要下一级 的N 条指令. 若执行第一级的一条指令需要的时间为K ns, 那么执行第二、三、四级的一条 指令各需要多少时间? 3. 计算机系统按功能划分层次结构的好处主要体现在哪些方面? 4. 什么是透明性? 对计算机系统结构, 下列哪些是透明的? 哪些是不透明的? 1) 存储器的模m 交叉存取; 2) 浮点数据表示; 3) I/O 系统是采用通道方式还是I/O 处理 机方式; 4) 阵列运算部件; 5) 数据总线宽度; 6) 通道是采用结合型的还是独立型的; 7) 访问 方式保护; 8) 程序性中断; 9) 串行、重叠还是流水控制方式; 10) 堆栈指令; 11) 存储器的最 小编址单位; 12) Cache 存储器. 5. 什么是计算机体系结构? 什么是计算机组成? 什么是计算机实现? 并说明三者的关系和 相互影响? 6. 从机器(汇编)语言程序员角度看, 以下哪些是透明的? 1) 指令地址存储器; 2) 指令缓冲器; 3) 时标发生器; 4) 条件码寄存器; 5) 乘法器; 6) 主存地址寄存器; 7) 磁盘外设; 8) 先行进位链; 10) 通用寄存器; 11) 中断字寄存器. 7. 假设在一台40 MHz 处理机上运行200 000 条指令的目标代码, 程序主要由四种类型的指 令所组成. 根据程序跟踪实验结果, 各类指令的混合比和每类指令的CPI 值如表1.9 所示. 表 1.9 各类指令的指令混合比及每类指令的CPI 值 指令类型 指令混合比 CPI 算术和逻辑 60% 1 高速缓存命中的加载/存储 18% 2 转移 12% 3 高速缓存缺失的存储器访问 10% 4 (1) 试计算在单处理机上执行上述该程序时的平均CPI; (2) 根据(1)所得到的CPI, 计算相应的MIPS 速率及程序的执行时间. 8. 某工作站采用时钟频率为15 MHz、处理速率为10 MIPS 的处理机来执行一个程序，假定 每次存储器存取为1 周期延迟, 试问: (1) 此计算机的有效CPI 是多少? (2) 假定将处理机的时钟频率提高到30 MHz, 但存储器子系统速率不变, 这样, 每次存 储器存取需要两个时钟周期. 如果 30% 的指令每条只需要一次存储存取, 而另外 5%的指令每条需要两次存储存取, 还假定已知混合程序的指令数不变, 并与原工作 中国地质大学（武汉） 计算机学院 吴湘宁 中国地质大学（武汉） 计算机学院 吴湘宁 站兼容, 试求改进后的处理机性能. 9.什么是并行性？它分为哪两种类型？开发计算机系统并行性的主要技术途径有哪三个？ 沿这些途径分别发展出什么类型的计算机？ 10.实现软件移植的途径有哪些？ 11.什么是Flynn 分类法，按照Flynn 分类法可将计算机系统分为哪几类？ 12．有关向量流水处理机（分组和链接技术的题）――参见清华版8 道小题 中国地质大学（武汉） 计算机学院 吴湘宁