《期中考试答案》PPT课件 13页

计算机系统结构期中测试答案\n计算机系统结构期中测试1、计算机系统结构、计算机组成和计算机实现的概念与关系。答：其关系如下：计算机系统结构是软硬件的界面，外特性；计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现，内特性；计算机实现是计算机组成的物理实现；一种体系结构可以有多种组成，一种组成可以有多种实现。\n计算机系统结构期中测试2、简述Tomasulo算法的基本思想。答：核心思想：记录和检测指令相关，操作数一旦就绪就立即执行，把发生RAW冲突的可能性减小到最少；通过寄存器换名来消除WAR冲突和WAW冲突。寄存器换名通过保留站来实现，它保存等待流出和正在流出指令所需要的操作数。基本思想：只要操作数有效，就将其取到保留站，避免指令流出时才到寄存器中取数据，这就使得即将执行的指令从相应的保留站中取得操作数，而不是从寄存器中。指令的执行结果也是直接送到等待数据的其他保留站中去。因而，杜宇连续的寄存器，只有最后一个才真正更新寄存器中的内容。一条指令流出时，存放操作数的寄存器被换成对应于该寄存器\n计算机系统结构期中测试3、简述向量机的三种处理方式。答：三种处理方式为：横向处理方式——标量处理机处理方式纵向处理方式——对整个向量按相同的运算处理完后，再执行别的运算。纵横处理方式——把长度为N的向量分成长度为n的K+1个组。组内按纵向处理方式进行处理，然后依次处理各个组。\n计算机系统结构期中测试4、简述通过软件（编译器）来减少分支延迟的3种静态方法及它们的共同特点。预测分支失败：沿失败的分支继续处理指令，就好象什么都没发生似的。当确定分支是失败时，说明预测正确，流水线正常流动；当确定分支是成功时，流水线就把在分支指令之后取出的指令转化为空操作，并按分支目标地址重新取指令执行。预测分支成功：当流水线ID段检测到分支指令后，一旦计算出了分支目标地址，就开始从该目标地址取指令执行。延迟分支：主要思想是从逻辑上“延长”分支指令的执行时间。把延迟分支看成是由原来的分支指令和若干个延迟槽构成。不管分支是否成功，都要按顺序执行延迟槽中的指令。共同点：3种方法的共同特点：它们对分支的处理方法在程序的执行过程中始终是不变的。它们要么总是预测分支成功，要么总是预测分支失败\n计算机系统结构期中测试5、如果某计算机系统有3个部件可以同时改进，则这3个部件经改进后达到的加速比分别为：S1=30,S2=20,S3=10。如果部件1和部件2改进前的执行时间占整个系统执行时间的比例都为30%，那么，部件3改进前的执行时间占整个系统执行时间的比例为多少，才能使3个部件都改进后的整个系统的加速比Sn达到10？答：由公式得，将数据代入公式的f3=0.36,所以部件3改进前的执行时间占整个系统执行时间的比例为0.36\n计算机系统结构期中测试6、计算机运行以下指令：请列出程序代码中可能出现的数据相关及相关类型。当程序通过下图的双发射超标量机时，请采用顺序发射顺序完成的方式画出指令流水时空图。（流水线未使用定向技术）编号指令备注I1LOADR1,AR1←(A)I2FADDR2,R1R2←(R2)＋(R1)I3FMULR3,R4R3←(R3)×(R4)I4FADDR4,R5R4←(R4)＋(R5)I5DECR6R6←(R6)－1I6FMULR6,R7R6←(R6)×(R7)\n计算机系统结构期中测试6、答：存在的相关有：I1，I2R1存在RAW(先写后读）I3，I4R4存在WAR（先读后写）I5，I6R6存在WAW（写后写）和RAW(先写后读）I1IF1ID1LSWR1I2IF2ID2AD1AD2AD3WR2I3IF1ID1MD1MD2MD3WR1I4IF2ID2AD1AD2AD3WR2I5IF1ID1ALWR1I6IF2ID2MD1MD2MD3WR2\n计算机系统结构期中测试第二种：I1IF1ID1LSWR1I2IF2ID2AD1AD2AD3WR2I3IF1ID1MD1MD2MD3WR1I4IF2ID2AD1AD2AD3WR2I5IF1ID1ALWR1I6IF2ID2MD1MD2MD3WR2\n计算机系统结构期中测试7、一条有4个流水段的非线性流水线，每一段的延迟时间相等，预约表如下写出禁止向量和冲突向量画出调度状态图求出最大吞吐量按最优调度连续输入8个任务，实际吞吐量加速比和效率各为多少？时间流水段1234567S1XXS2XXS3XxS4X\n计算机系统结构期中测试7、答：对于所示的预约表，第1行的第1列与第7列的两个“×”之间的距离为6；第2行的第2列与第6列的两个“×”之间的距离也为4；第3行的第3列与第5列的两个“×”之间的距离为2。禁止向量为（6，4，2）。根据禁止向量很容易得到冲突向量。冲突向量用二进制数表示，其长度是禁止向量中的最大距离。初始冲突向量为C＝（101010）。C1=SHR(C0)VC0=010101∨101010=111111C2=SHR(C0)VC0=000101∨101010=101111C3=SHR(C0)VC0=000001∨101010=101011C4=SHR(C2)VC0=000001∨101010=101011=c3C5=SHR(C3)VC0=000101∨101010=101111=c2\n计算机系统结构期中测试101010（C0）111111（C1）101111（C2）（1,7）（3,5）（5,3）最大吞吐率为101011（C3）535351777最大吞吐量TPmax=\n计算机系统结构期中测试输入8个任务时，采用（1，7）调度，吞吐量=加速比=效率=采用（3，5）调度，吞吐量=加速比=效率=采用（5，3）调度，吞吐量=加速比=效率=