考試題1答案
一、解釋下列術語（每題4分，共20分）
1.計算機體系結構：計算機體系結構是程式設計師所看到的計算機的屬性，即概念性結構與功能特性。
2.軟體相容：同乙個軟體可以不加修改地執行於體系結構相同的各檔機器上，而且它們所獲.得的結果一樣，差別只在於執行時間的不同。
定律：加快某部件執行速度所獲得的系統效能加速比，受限於該部件在系統中所佔的重要性。
4.流水線 ：將乙個重複的時序過程，分解成為若干個子過程，而每乙個子過程都可有效地在其專用功能段上與其它子過程同時執行。
5.集中式系統或分布式系統中的結點連線起來所構成的網路。
二、填空題（每題1分，共15分）
1.單指令流單資料流(sisd)，單指令流多資料流(simd)，多指令流單資料流(misd)，多指令流多資料流(mimd)
2.邏輯
3.速度容量**
4. 時間重疊，資源重複，資源共享
5. 流水化功能單元，資源重複
6. 目錄表法，監聽法
三、簡答題（每題5分，共15分）
1. 2.分布式共享多處理機：儲存器分布到各個處理器上，而非採用集中式。系統中每個結點包含了處理器、儲存器、i/o以及互連網路介面。
3. (1) 可以有效地提高cache的訪問速度。因為硬體越簡單，速度就越快。小容量cache可以實現快速標識檢測，對減少命中時間有益。
(2) cache足夠小，可以與處理器做在同一晶元上，以避免因晶元外訪問而增加時間開銷。
(3) 保持cache結構簡單可採用直接映象cache。直接映象cache的主要優點是可以讓標識檢測和資料傳送重疊進行，這樣可以有效地減少命中時間。
四、問答題（10分）
最大頻寬為：
分體數*單體頻寬=m*儲存字長/訪問時間=m*4b/2μs
實際頻寬：
0.6*最大頻寬=0.6*m*4b/2μs
現要求實際頻寬大於等於4mb/s，近似4b/μs,故：
0.6*m*4b/μs≥4b/μs
得m≥3.667，因此，主存分體數取4
五、（10分）
解： 根據amdahl定律可知： 系統加速比 ＝ ＝
由題可知： 可改進比例 = 40% = 0.4 部件加速比 = 10
系統加速比 = 1.56
採用此增強功能方法後，能使整個系統的效能提高1.56倍。
六、（15分）解：
我們不考慮所有系統問題，所以可以用cpu效能公式。占用2個時鐘週期的分支指令佔總指令的30%，剩下的指令占用1個時鐘週期。所以
cpia = 0.3 × 2 + 0.70 × 1 = 1.3
則cpu效能為：
總cpu時間a = ic × 1.3 × 時鐘週期a
根據假設，有：
時鐘週期b = 1.4 × 時鐘週期a
在cpub中沒有獨立的比較指令，所以cpub的程式量為cpua的70%，分支指令的比例為：
30%/70% = 42.8%
這些分支指令占用2個時鐘週期，而剩下的57.2%的指令占用1個時鐘週期，因此：
cpib = 0.428 × 2 + 0.572 × 1 = 1.428
因為cpub不執行比較，故：
icb = 0.7 × ica
因此cpub效能為：
總cpu時間b = icb × cpib × 時鐘週期b
0.7 × ica × 1.428 × (1.4× 時鐘週期a)
1.44 × ica × 時鐘週期a
在這些假設之下，儘管cpub執行指令條數較少，cpua因為有著更短的時鐘週期，所以比cpub快。
如果cpua的時鐘週期時間僅僅是cpub的1.15倍，則
時鐘週期b = 1.15 × 時鐘週期a
cpub的效能為：
總cpu時間b = icb × cpib × 時鐘週期b
0.7 × ica × 1.428 × (1.15 × 時鐘週期a)
1.18 × ica × 時鐘週期a
因此cpub由於執行更少指令條數，比cpua執行更快。
七、（15分）(1)(2)
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