计算机体系结构试题及答案(7)

二、简答题（每小题5分，共25分）

（1） 试从目的、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作一比较（列表）。

（2） 软件兼容有几种？其中哪一种是软件兼容的根本特征？

（3） 简述“Cache-主存”层次与“主存-辅存”层次的区别。

（4） 在基于目录的Cache一致性中，Cache块状态有那3种，分别表示什么含义？

（5） 试举例说明DLX流水线中存在不能依靠定向技术解决的数据相关及其解决方法。

四、（15分）有一条动态多功能流水线由5段组成，加法用1、2、3、5段，乘法用1、4、5段，第4段的时间为2△t，其余各段时间均为△t，而且流水线的输出可以直接返回输入端或暂存于相应的流水线寄存器中。若在该流水线上计算 f=A1*B1+A2*B2+A3*B3+A4*B4,

（1） 画出处理过程的时空图；

（2） 计算其吞吐率、加速比和效率。

五、（15分）给定以下的假设，试计算直接映象Cache 和两路组相联Cache的平均访问时间以及CPU的性能。根据计算结果，你认为哪种Cache更好？为什么？

（1） 理想Cache情况下的CPI为2.0，时钟周期为2ns，平均每条指令访存1.4次；

（2） 两者Cache容量均为128KB，块大小都是32字节；

（3） 组相联Cache中的多路选择器使CPU的时钟周期增加了10%；

（4） 这两种Cache的失效开销都是80ns；

（5） 命中时间为1个时钟周期；

（6） 128KB直接映象Cache的失效率为1.0%，128KB两路组相联Cache的失效率为0.7%。

六、（4分）将计算机系统中某一功能的处理速度加快10倍，但该功能的处理时间仅为整个系统运行时间的90%，则采用此增强功能方法后，能使整个系统的性能提高多少？

七、（6分）假设有一个长流水线，仅仅对条件转移指令使用分支目标缓冲。假设分支预测错误的开销为4个时钟周期，缓冲不命中的开销为3个时钟周期。假设：命中率为92%，预测精度为90%，分支频率为15%，没有分支的基本CPI为1。

（1） 求程序执行的CPI；

（2） 相对于采用固定的2个时钟周期延迟的分支处理，哪种方法程序执行速度更快？