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一、名词解释

1． AMP

【答案】同构多核处理机可以构成非对称也可以采用异构多核和共享存储器构成。

多核结构。若处理机芯片内部是同构多核，但

多核系统

每个核运行一个独立的操作系统或同一操作系统的独立实例，那就变成非对称多核。

二、简答题

2． 何谓分布式仲裁? 画出逻辑结构示意图进行说明。

【答案】分布式仲裁不需要集中的总线仲裁器，每个潜在的主方功能模块都有自己的仲裁号和仲裁器。当它们有 总线请求时，把它们唯一的仲裁号发送到共享的仲裁总线上，每个仲裁器将仲裁总线上得到的号与自己的号进行 比较。如果仲裁总线上的号大，则它的总线请求不予响应，并撤消它的仲裁号。最后，获胜者的仲裁号保留在仲 裁总线上。显然，分布式仲裁是以优先级仲裁策略为基础。逻辑结构如图所示：

图 分布式仲裁的逻辑结构示意图

3． 说明存储器总线周期与

总线周期的异同点。

总线周期用于对接口中的端口进行读写。

【答案】存储总线周期用于对内存读写，

三、计算题

4． 设F 为一个计算机系统中n 台处理机可以同时执行的程序的百分比，其余代码必须用单台处理机顺序执行。每台处理机的执行速率为x （MIPS ），并假设所有处理机的处理能力相同。

（1）试用参数n 、F 、x 推导出系统专门执行该程序时的有效MIPS 速率表达式。

（2）假设若期望得到的系统性能为64 MIPS, 试求F 值。

【答案】（1）设总指令数为m ，并行指令数为m （P ）, 顺序指令数为m （S ），则总执行

时间T 为

有效MIPS 表达式为

（2）在上式中代入已知条件：

求得

一、名词解释

1． SIMD

【答案】但

单指令多数据）是提高数据并行处理能力的重

功能和

的位宽。

要手段。随着超大规 模集成电路的发展，主流微处理器厂商不断地增加等问题。

仍然存在诸多性能瓶颈，如地址不对齐、数据重组和控制相关的向量化（Control flow ）

二、简答题

2． 数字计算机有哪些主要应用？

【答案】数字计算机的主要应用有：科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。 3． 码是7位，如果设计主存单元字长为32位，指令字长为12位，是否合理? 为什么？

【答案】不合理。

指令最好是半字长或单字长，设计16位比较合适。一个字符的单元字长为32

位，则一个单元可以放四个字符，这也是可以的，只是在存取单个字符时，所用的时间较长，不过，一条指令至 少占一个单元，若指令字长12位，一条指令只占了一个单元（32位）的12位，剩佘的22位就浪费了，这样看 来不合理，因为通常单字长指令很多，累计的浪费就很大。

是7位，如果设计主存

三、计算题

4． 某处理机主频为40MHz ，数据总线64位，总线仲裁和地址传送需要2个时钟周期，cache 行大小为32字节，主存访问时间为100ns 。

（1） cache 读操作缺失的延迟时间是多少？ （2）总线带宽是多少？

（3）如果用该处理机组成多处理机系统，并将一个cache 行的数据传输至另一个处理机，已知通信建立时间为2两，处理机间数据传输带宽为多少？

【答案】（1）时钟周期=需

次总线传输。

cache 读操作缺失延迟=总线仲裁时间+主存读操作时间+总线传输时间

（2）总线带宽

那么远程操作的有效数据传输带宽是

一次总线传输的字节数=64/8=8，一个cache 行