一、名詞解釋（對以下各題簡明扼要作解釋。每小題2分，共20分）
（1）動態流水線
（2）透明性
（3）層次結構
（4）資源共享
（5）快表
（6）控制相關
（7）儲存層次
（8）失效開銷
（9）全相聯映象
（10）並行性
二、填空題（將準確的文字填入各題的空格上。答案填錯或未填者，該空格處不得分。每空1分，共10分）
1．儲存器層次結構設計技術的基本依據是程式的原理，它包含
和兩方面。
2．偽相聯既能獲得cache的命中率，又能保持cache的命中速度。
3．cpu中用來儲存運算元的儲存單元主要有暫存器、 和 。
4．將計算機系統中某一功能的處理速度提高到原來的20倍，但該系統的處理時間僅佔整個系統執行時間的40%，則採用此提高效能的方法後，能使整個系統的效能提高到原來的倍。
5．虛擬儲存器採用映像規則，寫策略採用 。
三、計算機系統有三個部件可以改進，這三個部件的加速比如下：
部件1加速比＝30； 部件2加速比＝20； 部件3加速比＝10；
（1） 如果部件1和部件2的可改進比例均為30％，那麼當部件3的可改進比例為多少時，系統的加速比才可以達到10？（9分）
（2） 如果三個部件的可改進比例分別為30％、30％和20％，且3個部件同時改進，那麼系統中不可加速部分的執行時間在總執行時間中佔的比例是多少？（6分）
四、假設某應用程式中有3類操作，通過該進，各操作獲得了不同的效能提高。具體資料如下表所示：
（1）該進後，各類操作的加速比分別是多少？（3分）
（2）各類操作的可改進比例分別是多少？（4分）
（3）4類操作均改進後，整個程式的加速比是多少（用加速比的公式求解）？（8分）
五、現有3段流水線，各段經過的時間依次為△3t，△t，△2t，
（1）分別計算在連續輸入3條指令時和30條指令時的吞吐率和效率。（5分
（2）採用重複設定瓶頸段的方式改進該流水線，改進後同時輸入3條指令和30條指令時分別計算其吞吐率和效率。（5分）
（3）通過對（1）,（2）兩小題的計算比較可得出什麼結論？（5分）
六、設向量長度為64，在cray-1機上所用浮點功能部件的執行時間分別為：相加 6拍，相乘 7拍，求倒數 14拍，從儲存器讀數6拍，打入暫存器及啟動功能部件各1 拍。問下列各指令組，組內的哪些指令可以鏈結？
哪些指令不能鏈結？不能鏈結的原因是什麼？分別計算出各指令組全部完成所需要的拍數。
（1） v0←儲存器
v2←v0*v1
v3←v2+v0
v5←v3+v48分）
（2） v2←v0*v1
v3←儲存器
v4←v2+v37分）
七、cache-主存儲存層次中，主存由8個塊組成（0－7），cache為4塊。假設cache已先後訪問並預取了主存的第4,2塊，現訪存位址流又為：5,1,5,2,6,3, 4。
（1） 如果cache儲存器採用全相聯映象，並採用lru替換演算法。請填寫表1 cache儲存器中的cache使用過程，並標出命中時刻。（3分）
表1 全相聯映象的cache使用過程
（2）計算以上全相聯映象cache儲存器的失效率f。（2分）
（3） 如果cache儲存器採用直接映象。請填寫表2 cache儲存器中的cache使用過程，並標出命中時刻。（3分）
表2 直接映象的cache使用過程
（4）計算以上直接映象cache儲存器的失效率f。（2分）
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