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中国科学院大学2016年攻读博士学位研究生入学考试试题
考试科目:计算机体系结构考试时间:月日
(注:特别提醒所有答案一律写在答题纸上,直接写在试题或草稿纸上的无效!)
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一、简答题(每小题10分,共20分)
1.简述使用物理地址进行DMA存在的问题,及其解决办法。
2.从目的、技术途径、组成、分工方式、工作方式等5个方面对同构型多处理机和异构
型多处理机做一比较(列表)。
二、(60分)现有如下表达式:
Y=a×X
XYa
其中:和是两个有64个元素的32位的整数的向量,为32位的整数。假设在存储器中,
XYa
和的起始地址分别为1000和5000,的起始地址为6000。
1.请写出实现该表达式的MIPS代码。
2.假设指令的平均执行时钟周期数为5,计算机的主频为500MHz,请计算上述MIPS
代码(非流水化实现)的执行时间。
3.将上述MIPS代码在MIPS流水线上(有正常的定向路径、分支指令在译码段被解析出
来)执行,请以最快执行方式调度该MIPS指令序列。注意:可以改变操作数,但不能改变操
作码和指令条数。画出调度前和调度后的MIPS代码序列执行的流水线时空图,计算调度前和
调度后的MIPS代码序列执行所需的时钟周期数,以及调度前后的MIPS流水线执行的加速比。
4.根据3的结果说明流水线相关对CPU性能的影响。
三、(20分)请分析I/O对于性能的影响有多大?假设:
1.I/O操作按照页面方式进行,每页大小为16KB,Cache块大小为64B;且对应新页
的地址不在Cache中;而CPU不访问新调入页面中的任何数据。
2.Cache中95%被替换的块将再次被读取,并引起一次失效;Cache使用写回方法,平
均50%的块被修改过;I/O系统缓冲能够存储一个完整的Cache块。
访问或失效在所有Cache块中均匀分布;在CPU和I/O之间,没有其他访问Cache的干扰;
无I/O时,每1百万个时钟周期中,有15,000次失效;失效开销是30个时钟周期。如果替
换块被修改过,则再加上30个周期用于写回主存。计算机平均每1百万个周期处理一中国
科学院大学2015年攻读博士学位研究生入学考试试题
考试科目:计算机体系结构考试时间:月日
(注:特别提醒所有答案一律写在答题纸上,直接写在试题或草稿纸上的无效!)
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一、名词解释(每题3分,共15分)
1.Cache2:1经验规则2.计算机体系结构
3.同构型多处理机4.通道处理机
5.堆栈型机器
二、填空(每空1分,共20分)
1.设计I/O系统的三个标准是()、()和()。
2.存储器层次结构设计技术的基本依据是程序的()。
3.相联度越高,()失效就越少;()失效不受Cache
容量的影响,但()失效却随着容量的增加而减少。
4.在虚拟存储器中,一般采用()地址映象方法和()
更新策略。
5.计算机系统中提高并行性的技术途径有(
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