吉林大学15级计算机组成原理复习题二.docx
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吉林大学15级计算机组成原理复习题二
吉林大学2015级计算机组成原理复习题二
二班计组题 选择题 1.某程序在处理器上运行时长为20秒,经过优化之后,使其编译产生的指令数量是以前的50%,同时使CPI增加为原来的倍,请问此程序在之后的编译程序中运行速度是多少(B)×/50%×50%××50%/× 2.如果计算机A运行一个程序只需要5秒B需要10秒,求A比B快多少倍倍倍D.无法计算 3.计算机操作的最小单位是A.时钟周期 B.指令周期 周期 D.微指令周期 4.下面哪个不是寻址方式A寄存器寻址B立即数寻址C基址寻址D机械寻址 5.下面这个32位二进制补码数对应的十进制数是多少11111111111111111111111111010010 A.-46 B.-210 C.-45 6.将oxab20转成十进制 7.下列哪条指令在发生溢出时不会产生异常A.加法 B.无符号加法C.减法 D.立即数加法 8.假设只能存储4个十进制有效数字和2个十进制指数,用科学计数法表示的两个数相加为?
10?
?
10为:
?
10?
10?
10 9.单精度浮点数的取值范围是 10.指令寄存器的作用是 A.保存当前指令的地址 B.保存当前正在执行的指令 C.保存下一条指令 D.保存上一条指令 11.直接、间接、立即三种寻址方式指令的执行速度,快至慢的排序 A.直接、立即、间接 B.直接、间接、立即 C.立即、直接、间接 D.立即、间接、直接 12.对于一个简单的数据通路,在执行R型指令时,每条指令寄存器堆的操作是 A.读入两个数据字,每个数据字寄存器堆输入一个要读的寄存器号,输出一个结果 B.读入两个个数据字,写入一个数据字;读时每个数据字寄存器堆输入一个要读的寄存器号,输出一个结果,写时输入一个要读的寄存器号和一个数据。
C.读入两个个数据字,写入一个数据字;读时每个数据字寄存器堆输入一个要读的寄存器号和一个数据,输出一个结果,写时输入一个要读的寄存器号和一个数据 D.读入两个个数据字,写入一个数据字;读时每个数据字寄存器堆输入一个数据,输出一个结果,写时输入一个要读的寄存器号 【考点:
R型指令在数据通路建立时和寄存器堆的关系】 13.一个cache之中有32个块,每块的大小为32字节,那么字节地址83232将会被映射到cache的哪一块 解析:
字节地址为83232,则其对应的块地址为83232/32=2601对应块号即为(2601mod32)=9 14.假设一个直接映射的cache。
有16kiB的数据,块的大小是4个字,地址32位,那么22 ,2_,2_ ,2" 解析:
页表项数=2/2
=2_,页表容量=2_*4/1=2_16.多个处理器上运行一个作业使用术语A.任务级并行B.数据级并行C.并行处理程序D.进程级并行简答题 时间可以用什么方法计算?
答:
cpu时钟周期数×时钟周期时间指令数×cpi×时钟周期时间18.寄存器的功能是什么?
答:
寄存器在运算时用于保存运算数据和中间运算结果,以提高运算数度。
此外,寄存器还可以存放指令、指令地址、程序运行状态等。
寄存器还可以作为数据缓存。
19.两个规格化浮点数求和、差,最后对结果规格化时能否确定右规的次数?
能否确定需要左规的次数?
答:
两个n位数相加、减,其和、差最多为n+1位,因此可能需要右规,但右规最多一次。
于异号数相加或同号数相减,其和、差的最少位无法确定,因此左规次数也无法确定,但次数最多不会超过尾数的字长,即n次20.当遇到什么情况时,流水线会受阻,举例说明流水线受阻一般有三种情况
(1)在指令重叠执行过程中,硬件资源满足不了指令重叠执行的要求,发生资源冲突。
如在同一时间,几条重叠执行的指令分别要取指令、取操作数和存结果,都需要访存,就会发生访存冲突
(2)在程序的相邻指令之间出现了某种关联,如当一条指令需要用到前面指令的执行结果,而这些指令均在流水线中重叠执行,就会引起数据相关 (3)当流水线遇到分支指令时,如一条指令要等前一条(或几条)指令作出转移方向的决定后,才能进入流水线时,便发生控制相关。
21.主存的基本组成哪些部分?
各部分的主要功能是什么?
答:
主存储器的基本组成:
存储信息的存储体。
一般是一个全体基本存储单元按照一定规则排列起来的 存储阵列。
存储阵列是存储器的核心。
信息的寻址机制。
地址寄存器和地址译码器。
地址译码器完成地址译码,地址寄存器具有地址缓冲功能。
存储器数据寄存器MDR。
在数据传送中科院起数据缓冲作用。
写入信息需要的能源,即写入线路,驱动器等。
读出所需的能源和读出放大器,即读出线路,读驱动器和读出放大器。
存储器控制部件。
包括主存序列时序线路,时钟脉冲电路,读逻辑控制电路, 写或重写逻辑控制线路以及动态存储器的定时刷新线路等,这些线路总称为存储器控制部件 22.简要概括硬件多线程及其两种实现方法答:
硬件多线程:
在线阻塞时处理器可切换到另一线程的实现,支持多个线程以重叠方式共享处理器的功能单元。
方法一:
细粒度多线程:
在每条指令执行后都进行线程切换,结果就是在多个线程之间交叉执行。
方法二:
粗粒度多线程:
仅在高开销阻塞时才进行线程切换,如二级缓存缺失。
计算题 CPU2006的基准程序在AMDBarcelona处理器执行的总指令数为?
1012,执行时间750s,参考时间为9650s。
(10分) 1如果时钟周期时间为,求CPI值。
(2分) 2如果基准程序的指令数增加10%,CPI不变,求CPU时间增加多少?
(2分)3如果基准程序的指令数增加10%,CPI增加5%,求CPU时间增加多少?
(2分)4假设开发了一款新的AMDBarcelona处理器,其工作频率是4GHZ,在其指令集增加了一些新的指令,使指令数目减少了15%,程序的执行时间减少到了70%,求新的CPI。
(2分) 5在指令数和CPI保持不变的情况下,如果再将CPU时间进一步减少10%,求时钟频率?
(原时钟频率为3GHZ)(1分) 6在指令数保持不变的情况下,如果将CPI降低15%,CPU时间减少20%,求时钟频率?
(原时钟频率为3GHZ)(1分)答:
1CPI=CPU时间/(指令数?
时钟周期时间)CPI=750/(?
1012?
?
10-9) = 2CPU时间=CPI?
指令数?
时钟周期时间 CPI和时钟周期时间不变,指令数增加10%,则CPU时间增加10%。
3CPI和指令数未变时:
CPU时间=CPI?
指令数?
时钟周期时间 CPI和指令数改变后:
CPU时间=?
CPI?
?
指令数?
时钟周期时间 ?
=,CPU时间增加%。
4CPU时间=CPI?
指令数/时钟周期频率CPI=700?
4?
109/(?
?
1012)= 5CPU时间=CPI?
指令数/时钟周期频率时钟周期频率=CPI?
指令数/CPU时间 CPU减少后,时钟周期频率=CPI?
指令数/(CPU时间?
) =原时钟周期频率/ =6时钟周期频率=CPI?
指令数/CPU时间CPU和CPI改变后, 时钟周期频率=?
CPI?
指令数/(CPU时间?
) =原时钟周期频率?
/ = 24.现有下面这条机器指令:
00af8020hex
(1)写出对应的二进制指令(2分) 解:
0000000010101111100000000010000
(2)写出对应的类型和汇编语言指令(8分) 解:
当31~28位且28~26位都是000时,它是R型指令,所以将上面的二进制指令按照R型指令字段重新排列,即oprsrtrdshamtfunct 000000001010111110000 10000100000 于5~3位是100,2~0位是000因此该二进制指令为add指令。
rs字段的十进制值是5,rt是15,rd是16,sharmt未使用,这些数字指令分别表示寄存器$a1,$t7和$s0。
所以所得的汇编指令是add$s0,$a1,$t7下表给出十进制数(共10分)。
a. —b. — .写出这些十进制数的二进制表达式。
采用IEEE754单精度格式。
(2分).写出这些十进制数的二进制表达式。
采用IEEE754双精度格式。
(2分).写出这些十进制数的二进制表达式。
设采用IBM单精度格式储存。
(3分)2.(3分)如下表:
A
a. X10_ b. X10_问:
手算A的积,设A以16位NVIDIA格式存储。
假设有保护位,舍入位和粘贴位,并采用向最靠近的偶数舍入的模式。
分别以16位模式和十进制写出你的答案。
你的结果精确吗?
和你用计算器取得的结果相比呢?
答案:
1.
(1)a.×10_=1100100×2_normalize,movebinarypoint10totheleft1100100×2_=×2sign=negative,exp=128+10=138 Finalbitpattern:
11000101010010010011000000000000b.×10_=×2_normalize,movebinarypoint9totheleft×2 sign=negative,exp=128+9=137 Finalbitpattern:
11000100111010101011010000000000
(2)×10_=1100100×2_normalize,movebinarypoint10totheleft1100100×2_=×2sign=negative,exp=1024+10=1034 Finalbitpattern:
110000001010100100100110000000000000000000000000000000000000 b.×10_=×2_normalize,movebinarypoint9totheleft×2 sign=negative,exp=1024+9=1033 Finalbitpattern:
1100000010011101010101101000000000000000000000000000000000000000 (3)a.×10_=×2_=×16_ movehexpoint3hexdigitstotheleft 01100100×2_=.0110010010011×16_sign=negative,exp=64+3=67 Finalbitpattern:
11000011011001001001100000000000b.-×10_=×2_=×16_ normalize,movehexpoint3totheleft.0011101010101101×16_sign=negative,exp=64+3=67 Finalbitpattern:
1100001100111010101011010000
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- 吉林大学 15 计算机 组成 原理 复习题