问答题(2000年清华大学)

假设我们有一个需要运行100秒的标准程序,其中有90秒是CPU时间,剩下的是I/O占用的时间。如果在以后的5年中,CPU 速度每年可以提高 50%且 I/0时间保持不变,那么5年后我们的程序要耗费多少时间。

答案解析

由题意知,程序当前的CPU时间为90秒,则I/O时间为:100 - 90 = 10秒,由于I/O时间不变,所以,5年后I/O时间依然为10秒5年后CPU时间为:90×1/(1+50%)5=11.85(...

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讨论

用一台40MHz的处理机执行标准测试程序,它包含的混合指令数和响应所需要的时钟周期为:算术逻辑指令:CPI为1,占比60%高速缓存命中的加载与存储:CPI为2,占比18%转移指令:CPI为4,占比12%调整缓存缺失的存储访问:CPI为8,占比10%。求有效CPI、MIPS速率和程序的执行时间。

某工作站采用时钟频率为15MHz、处理速率为10MIPS的处理机来执行一个已知混合程序。假定每次存储器存取为1周期延迟,试问:① 此计算机的有效CPI是多少?② 假定将处理机的时钟提高到30MHz,但存储器子系统速率不变,这样,每次存储器存取需要两个时钟周期。如果30%的指令每条只需要一次存储器存取,而另外的 5%每条需要两次存储存取,还假定已知混合程序的指令数不变,并与原工作站兼容,试求改进后的处理机性能。

主频为16MHz的微处理机,平均每条指令的执行时间为两个机器周期,每个机器周期由两个时钟脉冲组成,则存储器为“零等待”时,机器运行速度为______MIPS若两个机器周期有一个访问存储器周期,需要插入两个时钟的等待时间,则机器运行速度为_______MIPS。

用于科学计算的计算机中,标志系统性能的主要参数是【 】

从用户观点看,评价计算机系统性能的综合参数是【 】

名词解释:MFLOPS

中国科学院计算机技术研究所计算机的性能指标

冯·诺依曼结构的特点是________________。

设机器字长为8,对于二进制编码10101100,如果它是某整数x的补码表示,则x的真值为______,若它是某无符号整数y的机器码,则y的真值为______。

已知某字符的 ASCII 码值用十进制表示为 69,若用二进制形式表示并将最高位设置为偶校验位,则为【 】。

通常,以科学计算为主的计算机,对【 】要求较高。

下列存储器中,汇编语言程序员可见的是【 】。

计算机系统的可靠性通常用【 】来评价。

假定我们有一台计算机,如果所有的Cache 访问都命中的话,它的CPI是2.0。唯一的数据访问指令是Store和Load,它们占指令总数的40%,不命中的损失是25个时钟周期,不命中率是2%。如果所有的指令访问Cache都命中的话,那么机器的速度是存在Cache不命中的多少倍?

某台计算机只有Load/Store指令能对存储器进行读/写操作,其他指令只对寄存器进行操作。根据程序跟踪实验结果,已知每种指令所占比例及CPI为:逻辑指令:CPI为1,占比43%Load指令:CPI为2,占比21%Store指令:CPI为2,占比12%转移指令:CPI为2,占比24%① 求上述情况下的平均CPI;② 假设程序由M条指令组成。算术逻辑运算中25%的指令的两个操作数中的一个已在寄存器中,另一个必须在算术逻辑指令执行前用Load指令从存储器取到寄存器中。因此有人建议增加另一种算术逻辑指令,其特点是一个操作数取自寄存器,另一个操作数取自存储顺,即寄存器-存储器型,假设这种指令的CPI等于2,同时,转移指令的CPI变为3。求新指令系统的平均CPI。

某计算机系统采用浮点运算部件后,使浮点运算速度提高到原来的20倍,而系统运行一个程序的整体性能提高到原来的5倍,试计算该程序中浮点操作所占用的比例。

假定我们正在考虑两种条件转移指令的设计方法,这两种方法如下:CPU A:先通过一条比较指令设置条件码A,再用一条分支指令检测条件码;CPU B:比较操作包含在分支指令中。在两种CPU中,条件转移指令都需要两个时钟周期,所有其他指令都需要一个时钟周期。在CPU A中,全部指令的20%是条件转移指令,因为每次条件转移都需要一次比较,所以比较指令约占所有指令的20%。如果CPU A的时钟频率是 CPU B的1.25倍,问哪一种CPU更快?如果CPU A的时钟频率只是CPU B的1.1倍,结果又是多少?

某磁盘有两个记录面,存储区内直径为2.36英寸,外直径为5英寸,道密度为1250TPI(TPI:磁道数/英寸),内直径处的位密度为52400bpi(bpi:位/英寸),转速为2400rpm(rpm:转/分)。请回答:(1)每面有多少磁道,每磁道能存储多少字节?(2)数据传输率是多少?(3)设找道时间在10ms~40ms之间,在一个磁道上写8000字节数据,平均需要多少时间?

简要说明采用层次结构的存储器系统的目的,说明每一层次存储器所用的存储介质的特性,以及采用层次结构存储器能达到预期目的的原理。

说明采用层次存储器系统所追求的目标,以及能够达到这种目标是建立在什么原理之上。