计算机体系结构期末考试试题及答案
计算机组织架构考试题库及答案
计算机组织架构考试题库及答案计算机组织架构是计算机科学的一个重要分支，它研究的是计算机系统中硬件和软件的组成、结构、操作和设计方法。
以下是计算机组织架构的考试题库及答案，供您参考。
一、选择题1. 计算机组织架构主要研究的是计算机系统中硬件和软件的( )。
A. 组成B. 结构C. 操作D. 设计方法答案：A、B、C、D2. 计算机的中央处理器（CPU）主要由( )两部分组成。
A. 控制器和运算器B. 控制器和内存C. 运算器和内存D. 控制器和输入输出设备答案：A3. 下列哪种存储器是计算机的主要存储设备？( )A. 只读存储器（ROM）B. 随机访问存储器（RAM）C. 磁盘存储器D. 光盘存储器答案：B4. 计算机的指令包括操作码和( )。
A. 地址码B. 操作数C. 寄存器D. 指针答案：B5. 计算机的输入输出设备中，属于输入设备的是( )。
A. 打印机B. 鼠标C. 显示器D. 键盘答案：B、D二、填空题1. 计算机的中央处理器（CPU）主要由控制器和______两部分组成。
答案：运算器2. 计算机的存储器分为内存和外存，其中内存主要包括______和______。
答案：随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）3. 计算机的指令由操作码和______组成。
答案：操作数4. 计算机的______负责将指令译码，并控制计算机的运行。
答案：控制器5. 计算机的______用于存储正在运行的程序和数据。
答案：内存三、简答题1. 请简述计算机组织架构的主要研究内容。
答案：计算机组织架构主要研究计算机系统中硬件和软件的组成、结构、操作和设计方法，包括计算机的中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备、指令系统等方面的设计和技术。
2. 请简述中央处理器（CPU）的主要功能。
答案：中央处理器（CPU）是计算机的核心部件，主要负责执行计算机指令、控制计算机运行、进行数据运算和处理等功能。
它主要由控制器和运算器两部分组成，通过控制器的控制，协调运算器和其他硬件设备的工作，完成对指令的执行和数据的处理。
计算机体系结构期末考试知识点与答案
计算机体系结构期末考试知识点与答案体系结构复习重点.doc1.冯.诺依蔓计算机的特点答：冯·若依曼计算机的主要特点如下：存储程序方式。
指令和数据都是以字的方式存放在同一个存储器中，没有区别，由机器状态来确定从存储器读出的字是指令或数据。
指令串行执行，并由控制器集中加以控制、单元定长的一维线性空间的存储器使用低级机器语言，数据以二进制形式表示。
单处理机结构，以运算器作为中心。
其实，他最大的特点就是简单易操作。
2. T（C）＝<K*K',D*D',W*W'>所描述的三个层次（8页）答：3个层次为控制器、算术逻辑部件、基本逻辑部件3. 计算机系统结构的分类（5页）4. 计算机系统中的数据表示（38页）5. 指令系统设计的原则答：指令系统的设计原则是，应特别注意如何支持编译系统能高效、简易地将源程序翻译成目标代码。
首先是正交性：又称分离原则或互不相干原则。
即指令中各个有不同含义的字段之间，在编码时应互相独立、互不相关。
规整性：对相似的操作数做出相同的规定。
可扩充性：要保留一定余量的操作码空间，为以后的扩展所用。
对称性：为了使编译能更加方便，通常希望操作具有对称性。
6. 流水操作中的相关答：流水操作过程中会出现一下的3个相关：资源或结构相关、数据相关、和控制相关。
资源相关是指当有多条指令进入流水线后在同一机器周期内争用同一功能部件所发生的冲突。
数据相关：这是由于流水线中的各条指令的重叠操作使得原来对操作数的访问顺序发生了变化，从而导致了数据相关的冲突。
控制相关主要是转移指令引起的，比起数据相关来，他会使流水线丧失更多的性能。
7. 向量机中对向量的各种运算可以采用的加工方式（149页）答：向量机中对向量的各种运算可以采用不同的加工方式，但比较有效的加工方式应是尽量避免出现数据相关和尽量减少对向量功能的转换。
一种普通加工方式称为横向加工，它是按向量顺序计算的。
另外一种加工方式称为垂直加工，即它是先纵向加工所有B和C向量中元素对的相加操作。
（完整版）计算机系统结构考试题目及参考答案.doc
（完整版）计算机系统结构考试题目及参考答案.doc一：名词解释1：虚拟机：由软件实现的机器。
2：CPI ：是衡量CPU 执行指令效率的重要标志，指执行每条指令所需的平均时钟周期数。
3：摩尔定律：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18 个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。
4：并发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生的并行性。
5：程序局部性原理：是指程序在执行时呈现出局部性规律，即在一段时间内，整个程序的执行仅限于程序中的某一部分。
相应地，执行所访问的存储空间也局限于某个内存区域。
局部性原理又表现为：时间局部性和空间局部性。
6： CISC/RISC ： CISC ：即复杂指令系统计算机，指在系统中增加更多和复杂的指令，来提高操作系统效率的计算机。
RISC ：即精简指令系统计算机，指在系统中选取使用一些频率最高的、长度固定的、格式种类少的简单指令的计算机。
7：计算机系统结构：指对机器语言计算机的软、硬件功能的分配和对界面的定义。
8：系列机：指先设计好一种系统结构，而后就按这种系统结构设计它的系统软件，按器件状况和硬件技术研究这种结构的各种实现方法，并按照速度、价格等不同要求，分别提供不同速度、不同配置的各档机器。
9：模拟：用机器语言程序解释实现程序移植的方法。
10：仿真：用微程序直接解释另一种机器的指令系统。
11：寻址方式：寻找操作数或指令的有效地址的方式。
12：替换算法：在存储体系中，当出现页面失效时或者主存的所有页面已经全部被占用而又出现页面失效时，按照某种算法来替换主存中某页。
[ 由于主存中的块比Cache 中的块多，所以当要从主存中调一个块到Cache 中时，会出现该块所映象到的一组（或一个）Cache 块已全部被占用的情况。
这时，需要被迫腾出其中的某一块，以接纳新调入的块。
]二：选择题1，直接执行微指令的是（ C ）A 汇编程序B 编译程序C 硬件D 微指令程序2，对汇编语言程序员不透明的是（ C ）A 程序计数器B 主存地址寄存器C 条件码寄存器D 指令寄存器3，最早的冯·诺依曼型计算机是以（ B ）为中心的A 运算器B 控制器C 存储器D I/O 设备4，计算机系统结构的角度的结构来看，机器语言程序员看到的机器属性是（ C ）A 计算机软件所要完成的功能B 计算机硬件的全部组成C 编程要用到的硬件组织D 计算机各部分硬件的实现5，不同系列计算机之间实现可移植性的途径，不包括（ B ）A 采用统一的高级语言B 采用统一的汇编语言C 模拟D 仿真6，利用时间重叠原理，实现并行处理的是（ A ）A 流水处理机B 多处理机C 阵列处理机D 集群系统7，多处理机实现的并行主要是（B）A 指令级并行B 任务级并行C 操作级并行D 操作步骤的级并行8 计算机系统结构不包括（ B ）A 信息保护B 存储速度C 数据表示D 机器工作状态9，不需要编址的数据存储空间（ D ）A CPU 通用寄存器B 主存储器C I/O 寄存器D 堆栈10， RISC 执行程序的速度比CISC 快的原因是（ C ）A RISC 指令系统中条数较少B 程序在 RISC 编译生成的目标程序较短C RISC 指令平均执行周期数较少D RISC 中只允许 LOAD 和 STORE 指令存储11，程序员在编写程序时，使用的访存地址是（ B ）A 主存地址B 逻辑地址C 物理地址D 有效地址12，虚拟存储器主要是为了（ A ）A 扩大存储器系统容量B 提高存储器系统速度C 扩大存储器系统容量和提高存储器系统速度D 便于程序的访存操作13，与全相联映像相比，组相联映像的优点是（ B ）A 目录表小B 块冲突概率低C 命中率高D 主存利用率高14，输入输出数据不经过CPU 内部寄存器的输入输出方式是（ C ）A 程序控制方式B 中断C DMA 方式D 上述三种方式15，在配置了通道的计算机系统中，用户程序需要输入输出时引起的中断是（ A ）A 访管中断B I/O 中断C 程序性中断D 外部中断16，当计算机系统通过执行通道程序，完成输入输出工作时，执行通道程序的是（B）A CPUB 通道C CPU 和通道D 指定的外设三：填空1，常见的计算机系统结构的分类法有两种：Flynn 分类法，冯氏分类法冯氏分类法是根据系统的最大并行度对计算机系统结构进行分类，大多数的位并行的单处理机属于字串位并的处理机方式2，由软件实现的机器称为：虚拟机3，在一个计算机系统中，低层机器的属性往往对高层机器的程序员是透明的。
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填空题1. 从 2002 年以来，计算机性能的年增加率下降到了约30 ％。
其主要原因是：①大功耗问题；②可以进一步有效地开发的指令级并行性已经很少；③积蓄器接见速度的提高缓慢。
2.可移植性是指一个软件可以不经更正也许只要少量更正就可以由一台计算机移植到另一台计算机上运行。
实现可移植性的常用方法有 3 种：系列机，模拟和仿真，一致高级语言。
2.通用存放器型指令集结构计算机在灵便性和提高性能方面有明显的优势。
主要表现在①存放器的接见速度比积蓄器快；②对编译器而言，能更加简单有效地分配和使用存放器；③ 存放器可以用来存放变量。
3.MIPS 的数据寻址方式只有马上数寻址和偏移量寻址。
4. 向量办理机的结构由所采用的向量办理方式决定。
有两种典型的结构；积蓄器-积蓄器型结构和存放器-存放器型结构。
5.Cache- 主存层次的工作由硬件实现，对系统程序员是透明的。
6. 降低 Cache 不命中率最直接的方法是增加Cache 的容量。
可是，这种方法不但会增加成本，而且还可能增加命中时间，这种方法在片外 Cache 中用得比很多。
7. 大多数磁盘阵列的组成可以由以下两个特点来划分：数据交错存放的粒度、冗余数据的计算方法以及在磁盘阵列中的存放方式。
8. 时延和带宽是用来评估互连网络性能的两个基本指标。
时延包括通信时延和网络时延。
9. 计算机系统可分为 SISD 、 SIMD 、MISD 和 MIMD 四类，很多早期并行办理机是SIMD 计算机，近来几年来， MIMD 已经成为通用多办理机系统结构的选择。
这是因为MIMD 拥有灵便性，而且 MIMD 能充分利用现有微办理器的性价比优势。
判断题1. 从计算机语言的角度，系统结构把计算机系统按功能划分成多级层次结构，其中，第 2 级是操作系统虚拟机，第３级是汇编语言虚假机。
（错）2.计算机系统中提高并行性的3 种路子中，资源重复是在并行性看法中引入时间因素，加速硬件周转而赢得时间。
计算机系统结构试题及答案(四)
计算机系统结构试题及答案一、选择题（50分，每题2分，正确答案可能不只一个，可单选或复选）1.（CPU周期、机器周期）是内存读取一条指令字的最短时间。
2.（多线程、多核）技术体现了计算机并行处理中的空间并行。
3.（冯•诺伊曼、存储程序）体系结构的计算机把程序及其操作数据一同存储在存储器里。
4.（计算机体系结构）是机器语言程序员所看到的传统机器级所具有的属性，其实质是确定计算机系统中软硬件的界面。
5.（控制器）的基本任务是按照程序所排的指令序列，从存储器取出指令操作码到控制器中，对指令操作码译码分析，执行指令操作。
6.（流水线）技术体现了计算机并行处理中的时间并行。
7.（数据流）是执行周期中从内存流向运算器的信息流。
8.（指令周期）是取出并执行一条指令的时间。
9.1958年开始出现的第二代计算机，使用（晶体管）作为电子器件。
10.1960年代中期开始出现的第三代计算机，使用（小规模集成电路、中规模集成电路）作为电子器件。
11.1970年代开始出现的第四代计算机，使用（大规模集成电路、超大规模集成电路）作为电子器件。
12.Cache存储器在产生替换时，可以采用以下替换算法：（LFU算法、LRU算法、随机替换）。
13.Cache的功能由（硬件）实现，因而对程序员是透明的。
14.Cache是介于CPU和（主存、内存）之间的小容量存储器，能高速地向CPU提供指令和数据，从而加快程序的执行速度。
15.Cache由高速的（SRAM）组成。
16.CPU的基本功能包括（程序控制、操作控制、时间控制、数据加工）。
17.CPU的控制方式通常分为：（同步控制方式、异步控制方式、联合控制方式）反映了时序信号的定时方式。
18.CPU的联合控制方式的设计思想是：（在功能部件内部采用同步控制方式、在功能部件之间采用异步控制方式、在硬件实现允许的情况下，尽可能多地采用异步控制方式）。
19.CPU的同步控制方式有时又称为（固定时序控制方式、无应答控制方式）。
计算机系统结构试题及答案
2009-2010学年度第一学期2007级《计算机系统结构》期末考试试卷(A）（闭卷）姓名：学号：专业:（注：①考试时间为120分钟；②所有解答必须写在答题纸上。
）一、单项选择题（每小题3分,共30分）1．在系列机中发展一种新型号机器，你认为下列（）设想是不行的?【A】新增加字符数据类型和若干条字符处理指令【B】将中断分级由原来的4级增加到5级【C】在CPU和主存之间增设Cache存贮器【D】将浮点数的下溢处理法由原来的恒置“1"法,改为查表舍入法2.对计算机系统结构来说，不透明的是( ）.【A】存储器采用交叉存取还是并行存取【B】CPU内部的数据通路的宽度是8位还是16位【C】采用浮点数据表示还是标志符数据表示【D】指令采用硬联逻辑实现还是微程序实现3．一个平衡的计算机系统,应该是（）。
【A】1MIPS的CPU速度【B】1MB的主存容量【C】1Mb/s的I/O吞吐率【D】A、B和C4、（）设计是现代计算机系统设计所采用的方法。
【A】由上往下【B】由下往上【C】由中间开始【D】上下同时开始5．当今微型机中实现软件移植最好的方法是（）。
【A】系列机【B】兼容机【C】仿真技术【D】统一高级语言6、不能够对向量数据结构提供直接支持的是（）数据表示.【A】向量【B】堆栈【C】描述符【D】A和C7、采用整数边界存储技术，其主要目的是（）.【A】节约主存空间【B】提高数据的访问速度【C】一个主存周期可取多条指令【D】一个主存周期至少可取到一条指令8、在指令的操作码编码方式中，优化实用的编码是（）.【A】Huffman编码【B】等长编码【C】Huffman扩展编码【D】BCD码9、流水计算机中将指令Cache和数据Cache分开，主要是为了（）.【A】提高存储系统的速度【B】增加主存容量【C】解决功能部件冲突【D】解决访存冲突10、当N=16时，能描述4组4元交换的函数是（）.【A】C1+C2 【B】C0+C1 【C】C0+C2 【D】C2+C3假若编译器优化后能去掉50％的ALU指令，但不能去掉其它三类指令。
2020.4《计算机体系结构》期末试卷A含答案
2020.4《计算机体系结构》期末试卷A含答案《计算机体系结构》期末考试A卷(总分：100分，时间：100分钟)姓名：周元华专业：计算机科学与技术学号： 18260070164016学习中心：上海弘成一、填空题（每空1分，共14分）1.高速缓冲存储器的地址映象方式有三种，它们分别是：全向量方式，直接相联方式，组相连方式。
2.虚拟存储器的三种管理方式是段式管理，页式管理和段页式管理。
3.从主存的角度来看，“Cache—主存”层次的目的是为了提高速度，而“主存—辅存”层次的目的是为了扩大容量4.根据指令间的对同一寄存器读和写操作的先后次序关系，数据相关冲突可分为读与写（RAM）、写与读（WAR）和写与写（WAW）三种类型。
5.当代计算机体系结构的概念包括指令集结构、计算机组成和计算机实现三个方面的内容二、名词解释（每题2分，共16分）计算机体系结构：计算机体系结构是指根据属性和功能不同而划分的计算机理论组成部分及计算机基本工作原理、理论的总称。
其中计算机理论组成部分并不单与某一个实际硬件相挂钩，如存储部分就包括寄存器、内存、硬盘等。
兼容机：兼容机，就是由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。
简单点说，就是非厂家原装，而改由个体装配而成的机器，其中的元件可以是同一厂家出品，但更多的是整合各家之长的计算机。
写直达法：写直达法一般指全写法。
全写法（write-through）：又称写直达法、写穿法，透写法，Cache使用方式之一。
高速缓冲存储器:高速缓冲存储器（Cache）其原始意义是指存取速度比一般随机存取记忆体（RAM）来得快的一种RAM，一般而言它不像系统主记忆体那样使用DRAM技术，而使用昂贵但较快速的SRAM技术，也有快取记忆体的名称。
高速缓冲存储器是存在于主存与CPU之间的一级存储器，由静态存储芯片(SRAM)组成，容量比较小但速度比主存高得多，接近于CPU的速度。
在计算机存储系统的层次结构中，是介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。
计算机体系结构试卷试题(答案全)
一填空题（每空1分，共30分）1、系列机是指具有相同的体系结构，但具有不同组织和实现的一系列不同型号的机器。
2、存储程序计算机结构上的主要特点之一是以运算器为中心。
3、从计算机系统结构的多级层次结构可知，通常情况下，第1、2、3级用解释方法实现，第4或更高级用翻译方法实现。
4、对于最常见的事件，通常赋予它优先的处理权和资源使用权，这是计算机体系结构设计中的大概率事件优先原则。
5、容量为64块的Cache采用组相联方式映像，字块大小为128字节，每4块为一组，若主存容量为4096块，且以字编址，那么主存地址为 19 位，主存区号为 6 位。
6、可改进比例的值总是小于等于1 。
7、一般有两种策略来保存寄存器的内容,即：调用者保存和被调用者保存。
8、DLX指令集提供了立即数寻址、寄存器寻址、偏移寻址和寄存器间接寻址4种寻址方式。
9、对某流水线处理器测试时发现其存在结构冲突，通常可采用资源重复和流水化功能单元方法解决该问题。
10、编译器通过重新组织代码顺序消除暂停的技术被称为指令调度。
11、按照流水的级别可以把流水线分为部件级流水线、处理机级流水线和处理机间流水线。
12、为解决流水线使用非流水数据通路的寄存器引起冲突，在流水线设计中采用寄存器文件技术解决该问题。
13、Cache的替换算法常见的有 FIFO 、LRU 和随机法。
14、改进Cache性能的方法主要有降低失效率、减少失效开销和减少Cache命中时间。
15、减少流水线处理分支暂停时钟周期数的途径包括尽早判断分支转移是否成功和尽早计算出分支成功转移的PC值。
二、选择题（1—15题，每题1分，共15分）1、下面的指令中， A 不属于RISC处理器指令集。
Ａ.ADD R4,[1000] Ｂ.LD R3,(R4) Ｃ.SUB R4,R3 Ｄ.SD 0(R3),R42. 在其它部件性能保持不变的情况下，对CPU性能的不断改进并没有获得期望的结果，这主要是受到了 A 的影响。
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填空题
1.从2002年以来,计算机性能的年增长率下降到了约30％。
其主要原因就是:①大功耗问题;②可以进一步
有效地开发的指令级并行性已经很少;③存储器访问速度的提高缓慢。
2、可移植性就是指一个软件可以不经修改或者只需少量修改就可以由一台计算机移植到另一台计算机上运行。
实现可移植性的常用方法有3种:系列机,模拟与仿真,统一高级语言。
2.通用寄存器型指令集结构计算机在灵活性与提高性能方面有明显的优势。
主要体现在①寄存器的访问
速度比存储器快;②对编译器而言,能更加容易有效地分配与使用寄存器;③寄存器可以用来存放变量。
3.MIPS的数据寻址方式只有立即数寻址与偏移量寻址。
4.向量处理机的结构由所采用的向量处理方式决定。
有两种典型的结构;存储器-存储器型结构与寄存器-寄
存器型结构。
5.Cache-主存层次的工作由硬件实现,对系统程序员就是透明的。
6.降低Cache不命中率最直接的方法就是增加Cache的容量。
不过,这种方法不但会增加成本,而且还可能
增加命中时间,这种方法在片外Cache中用得比较多。
7.大多数磁盘阵列的组成可以由以下两个特征来区分:数据交叉存放的粒度、冗余数据的计算方法以及在磁
盘阵列中的存放方式。
8.时延与带宽就是用来评估互连网络性能的两个基本指标。
时延包括通信时延与网络时延。
9.计算机系统可分为SISD、SIMD、MISD与MIMD四类,许多早期并行处理机就是SIMD计算机,近年
来,MIMD已经成为通用多处理机系统结构的选择。
这就是因为MIMD具有灵活性,并且MIMD能充分利用现有微处理器的性价比优势。
判断题
1.从计算机语言的角度,系统结构把计算机系统按功能划分成多级层次结构,其中,第2级就是操作系统虚拟
机,第３级就是汇编语言虚拟机。
(错)
2.计算机系统中提高并行性的3种途径中,资源重复就是在并行性概念中引入时间因素,加快硬件周转而赢
得时间。
(错)
3.指令集结构中采用多种寻址方式可能会增加实现的复杂度与使用这些寻址方式的指令的CPI。
(对)
4.指令条数多,通常超过200条,就是设计RISC的原则之一。
(错)
5.根据流水线中各功能段之间就是否有反馈回路,可把流水线分为线性流水线与非线性流水线。
(对)
6.在多级存储体系中,“主存一辅存”层次的存储管理实现主要由软件实现。
(对)
7.失效率与平均访存时间都可评价存储系统的性能,它们都与机器的硬件速度有关。
(错)
8.RAID的特点有容量大,速度快、可靠性高,同时保存数据无冗余信息。
(对)
9.在多处理机的互连网络中,交叉开关网络属于动态互连网络。
(对)
10.机群就是一种价格低廉、易于构建、可扩缩性极强的并行计算机系统。
(对)
名词解释
1.RISC
精简指令集计算机就是一种执行较少类型计算机指令的微处理器
2.请求字优先
调块时,首先向存储器请求CPU所要的请求字。
请求字一旦到达,就立即送往CPU,让CPU继续执行,同时从存储器调入该块的其余部分。
3.单一系统映像
包含四重含义。
(1)单一系统。
尽管系统中有多个处理器,用户仍然把整个机群视为一个单一的计算系统来使用。
(2)单一控制。
逻辑上,最终用户或系统用户使用的服务都来自机群中唯一一个位置。
(3)对称性。
用户可以从任一个结点上获得机群服务,也就就是说,对于所有结点与所有用户,除了那些具有特定访问权限的服务与功能外,所有机群服务与功能都就是对称的。
(4)位置透明。
用户不必了解真正提供服务的物理设备的具体位置。
4.阵列处理机
阵列处理机也称并行处理机(Parallel Processor)通过重复设置大量相同的处理单元PE,将它们按一定方式互连成阵列,在单一控制部件CU控制下,对各自所分配的不同数据并行执行同一组指令规定的操作,操作级并行的SIMD计算机,它适用于矩阵运算。
5.数据驱动计算
一种提前计算的策略只在当某一个函数需要用到某一个自变量时才驱动对该自变量的求值操作。
按需求值,就是一种滞后计算的策略。
数据流计算机中驱动方式的一种、
简述题
1.MIPS指令实现的简单数据通路中,操作分成了哪5个时钟周期？对MIPS的寄存器一寄存器ALU指令
与store指令请各写出一条具体指令,并列出它们在在各个时钟周期的具体操作。
答:5个时钟周期:①取指令②指令译码/读寄存器③执行/有效地址计算④存储器访问/分支完成⑤写回
2.简述降低Cache失效率的方祛与原理。
计算题
1.计算机系统中有三个部件可以改进,这三个部件的部件加速比为:
部件加速比1=30; 部件加速比2=20; 部件加速比3=10
（1） 如果部件1与部件2的可改进比例均为30%,那么当部件3的可改进比例为多少时,系统加速比才可以达到10？
（2） 如果三个部件的可改进比例分别为30%、30%与20%,三个部件同时改进,那么系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例就是多少？
解:(1)在多个部件可改进情况下,Amdahl 定理的扩展: ∑∑+-=
i i
i n S F F S )1(1
已知S1＝30,S2＝20,S3＝10,Sn ＝10,F1＝0、3,F2＝0、3,得:
）
（）（10/20/0.330/0.30.30.3-111033F F +++++= 得F3＝0、36,即部件3的可改进比例为36%。
(2)设系统改进前的执行时间为T,则3个部件改进前的执行时间为:(0、3+0、3+0、2)T = 0、8T,不可改进部分的执行时间为0、2T 。
已知3个部件改进后的加速比分别为S1＝30,S2＝20,S3＝10,因此3个部件改进后的执行时间为: T T T T T n 045.010
2.020
3.0303.0'=++= 改进后整个系统的执行时间为:Tn = 0、045T+0、2T = 0、245T
那么系统中不可改进部分的执行时间在总执行时间中占的比例就是:
82.0245.02.0=T
T 2. 有一个5段流水线,各段执行时间均为△t 、其预约表如下
(1)画出流水线任务调度的状态转移图。
(2)分别求出允许不等时间间隔调度与等时间间隔调度的两种最优调度策略,以及这两种调度策略的流水线
最大吞吐率。
(3)若连续输入10个任务,求这两种调度策略的流水线实际吞吐率与加速比。
解:(1)根据初始冲突向量的构成方法,对预约表各行中打“×”的拍数求出差值,除去重复的后汇集在一起,即得到延迟禁止表为F =｛1,3,6｝。
由F可得到初始冲突向量为:
C0 =(100101)
根据后继冲突向量的递推规则Cj = SHR(k)(Ci)∨C0则可得出所有的后继状态,具体有:
C0三个后继状态:C1 =SHR(2)(C0)∨
C2 =SHR(4)(C0)∨
C3 =SHR(5)(C0)∨
C1二个后继状态:C4 =SHR(2)(C1)∨C0 = 101111
C5 =SHR(5)(C1)∨
C2二个后继状态:C6 =SHR(4)(C2)∨
C7 =SHR(5)(C2)∨C0 = 100101=C0
C4一个后继状态:C8 =SHR(5)(C4)∨C0 = 100101=C0
（2）由状态转移有向图可得到无冲突的任务调度策略及其平均延迟时间,如下表所示。
调度策略平均延迟时间特别地,从C0出发的[4,(4)]也就是
一个任务
(2,5) (2+5)△t/2 = 3、5△t 调度策略,除第一条有向弧外,第二条有向弧就是
一
(4,5) (4+5)△t/2 = 4、5△t 个环路,该调度策略为(4)。
从表中可以得到平均
(5) 5△t 延迟时间最小的等间隔与不等间隔的调度策
略为
(2,2,5) (2+2+5)△t/3 = 3△t [4,(4)]与(2,2,5),相应的最小平均延迟时
4,(4) 4△t 间为4△t与3△t,所以流水线的最大吞吐率
为:
TPAmax = 1/(4△t)= 0、25/△t TPBmax = 1/(3△t)= 0、33/△t
(3)按等间隔最优调度策略[4,(4)]连续输入10个任务时,流水线的实际吞吐率为:
TP = 10/[(4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 7)△t] = 10/43△t
按不等间隔最优调度策略(2,2,5)连续输入10个任务时,流水线的实际吞吐率为:
TP = 10/[(2 + 2 + 5 + 2 + 2 + 5 + 2 + 2 + 5 + 7)△t] = 5/17△t。