2011期末答案及评分标准A.docVIP

A卷 一、选择: ACCDD DCBBA 二、名词解释（每个4分） 1、从任何结点来看，网络拓扑结构都是相同的，这种网络称为对称网络 2、每条指令的平均运行时钟周期数 3、动态流水线（Dynamic Pipelining）是指在同一段时间内，多功能流水线的各段可以实 现多种连接，从而并发的执行多种功能。 4、向量流水线的链接就是将前一条向量指令流水线流出的结果向量元素直接链入后续向量指令所用的流水线，使多个向量流水线功能部件链接，构成一条大的流水线，从而使向量流水处理机有更高的性能。 5、也称为写通过法，它是指CPU 在执行写操作时，必须把数据同时写入Cache 块和主存块中。 三、简答题（本大题共4小题，共25分 ） 1.从处理对象对流水线的段的使用要求来看，线性流水线只允许处理对象对每一个段最多使用一次，非线性流水线允许处理对象对一个段使用多次。 6分 2.见书 使用多指令流水线，每个时钟周期发射多条指令并产生多个结果。主要借助硬件资源重复来实现空间的并行操作。 性能公式，画图说明，举例等。 6分 3.提高计算机系统并行性的3 种技术途径分别是：时间重叠、资源重复和资源共享。 时间重叠使多个处理过程在时间上相互错开，交叉轮流地使用同一套硬件设备的各个部分，提高硬件利用率，缩短执行时间，例如，指令流水线处理机。 资源重复通过重复设置硬件资源来提高性能，例如，阵列处理机。 资源共享利用软件方法让多个用户共享同一套资源，来提高系统资源利用率和系统性 6分 （7分） (1) 水平处理方式：不适合对向量进行流水处理。（2分） (2) 垂直处理方式：适合对向量进行流水处理，向量运算指令的源/目向量都放在存储器内，使得流水线运算部件的输入、输出端直接与存储器相联，构成MM型的运算流水线。（4分） (3) 分组处理方式：适合流水处理。可设长度为n的向量寄存器，使每组向量运算的源/目向量都在向量寄存器中，流水线的运算部件输入、输出端与向量寄存器相联，构成RR型运算流水线。（4分） 四、综合题（本大题共4小题，共35分） 1. 第一问2分，第二问3分 2、解： (3分） 并行比例Fe=99.75% 串行比例1-Fe=0.25%（2分） 解： Cache中的地址流为下图所示： 2， 3， 4， 1， 0， 7， 5， 3， 6， 1， 5， 2， 3， 7， 1 4 4* 0 0 0* 0 0 0* 5 5 5 5 5* 1 1* 1* 5 5* 5* 1 1* 1* 1* 1* 1 2 2* 2* 2* 2* 7 7 7* 6 6 6 6* 3 3* 3* 3 3 3 3 3* 3* 3 3* 3* 3* 2 2* 7 7 粗体为命中处。（图对4分） 命中率：2/15（1分） 4 4* 0 0 0* 0* 0* 1 1* 1* 1* 1* 1 1 1* 1* 5 5 5 5* 5 5 5 5 5* 2 2* 2* 2* 2* 7 7 7* 6 6 6 6* 3 3* 3* 3 3 3 3 3* 3* 3 3* 3* 3* 2 2* 7 7 命中率：3/15（1分） 4.（13分）解（1）由题目给出的预约表可得出禁止表F = {6, 3, 1}，从而得出初始冲突向量C0 = (100101)。（2分） 由初始冲突向量和后继状态冲突向量的计算规则Cj=SHR(k)(Ci)∨C0，可得所有状态的冲突向量及其有向弧，从而得出流水线调度的状态有向图，如图所示。(2分） 由状态有向图可得出不发生段争用冲突的调度策略及其平均时间间隔，如表 的最优调度策略是(2, 2, 5)，相应的流水线最大吞吐率为： TPmax = 1/(3Δt) = 0.33/Δt （4分） 连续输入10 个任务时的流水线实际吞吐率、加速比和效率分别为： E=10x10/5x34=58.82% (5分)