清華大學1999年研究生入學考試 計算機體係結構和組成原理試題

清華大學1999年研究生入學考試計算機體係結構和組成原理試題

一．（10分）

有三個Cache存儲器，每個由4個Block組成，每個Block隻有一個字，第一個Cache存儲器采用全相連映象，第二個Cache存儲器采用2-way組相連映象，第三個Cache存儲器采用直接相連映象。下麵是程序執行過程中的Block地址流。

0，8，0，6，8

請計算三種結構的缺失次數各為多少？

二．（10分）

假設我們有一個需要運行100秒的標準程序，其中有90秒是CPU時間而剩下的是I/O占用的時間。如果在以後的5年中，CPU速度每年可以提高50%且I/O時間保持不變，那麼5年後我們的程序要耗費多少時間。

三．（10分）

某台計算機隻有LOAd/Store指令能對存儲器進行讀/寫操作，其他指令隻對寄存器進行操作。根據程序跟蹤實驗結果，已知每種指令所占的比例及CPI數如下：

表1

求上述情況下的平均CPI。

假設程序由M條指令組成。算邏運算中25%的指令的兩個操作數中的一個已在寄存器中，另一個必須在算邏指令執行前用LOAd指令從存儲器中取到寄存器中。因此有人建議增加另一種算邏指令，其特點是一個操作數取字寄存器，另一個操作數取自存儲器，即寄存器——存儲器類型，假設這種指令的CPI等於2。同時，轉移指令的CPI變為3。求新指令係統的平均CPI。

四．（10分）

假定我們有一台計算機，如果所有的cache訪問都命中的話，它的CPI是2.0。唯一的數據訪問指令是store和lOAd，它們占指令總數的40%，不命中損失是25個時鍾周期，不命中率是2%。如果所有的指令訪問cache都命中的話，那麼機器