同等學力計算機綜合學科試題及解析—專業知識課程
來源：在職研究生招生信息網 發布時間：2015-07-21 11:17:59
一、填空題(共6分，每空1分)
1. 一個模m=32 的多體存儲器，其總容量為1M字，對給定的二進制地址11010011110101110101，若采用低位交叉編址，則該存儲單元的體號(二進制表示)為10101 。體內地址(二進制表示)為110100111101011 ;若采用高位交叉編址，則體號為11010 ，體內地址為011110110110101 。
2. 用互聯網絡互聯16個處理機，編號為0~15，若互連函數為Cube2(Cube0)，則7號處理器連至2 號處理器，若互聯函數為PM2+3，則7號處理器連至15 號處理器。
二、計算題(5分)
假設某程序不計訪存時間的指令執行時間都為2個時鐘周期，平均每條指令訪存1.33次，增設Cache后，程序訪存命中Cache的概率為98%，命中Cache時指令用于訪存所需時間為50個時鐘周期，請分別計算不設置Cache和增設Cache兩種情況下的程序的平均指令執行時間，以及增設Cache相對于不設置Cache的加速比。解析：不設置Cache時，平均每條指令訪存所需時間為：
55*1.33=66.5時鐘周期
不計訪存時間的指令平均執行時間為2個時鐘周期，所以，包括訪存時間在內的指令平均時鐘周期數
CPIm=66.5+2=68.5時鐘周期
增設Cache后，平均每條指令一次訪存所需時間
T=HTc+(1-H)Tm=(0.98*2+(1-0.98)*50)=2.96時鐘周期
包括訪存時間在內的平均時鐘周期數
CPI=2.96*1.33+2=5.93時鐘周期
增設Cache相對于不設置Cache的加速比為：
S=CPIm/CPI=68.5/5.93=11.6
三、設計題(9分) 一個處理機共有10條指令，各指令在程序中出現的概率如下表所示：
解析：計算表達式需要10次乘和9次加，其乘加的順序對速度沒有影響，因此最小計算時間為：4*10+2*9=58
2.(3分)一臺由 8個PE(PE0，PE1，„„，PE7)構成的SIMD計算機，8個PE連成單
向環結構。每個PE用一個時間單位可以將數據直接送到其相鄰的PE。操作數xi和yi最初存放在PEi mod 8(i=0,1,2,„„9)中，每個PE可以在不同時刻執行加法或乘法運算，求f的最小計算時間。
解析：為減少傳送步距，在運算過程中應及時調整其互聯關系，時空圖如圖所示： 由時空圖可得，全部完成計算需要18拍。
