中国海洋大学2014-2015学年计算机系统结构期末考试试卷A及参考答案

中国海洋大学 2014-2015学年 第一学期 期末考试试卷及参考答案 信 息 学院《计算机系统结构》课程试题(A卷) 共 3 页 第 1 页 考试说明：本课程为闭卷考试，可携带 钢笔、计算器等 文具，满分为：80 分。 题号 得分 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 一 （10分）某RISC处理机各类指令使用频率和理想CPI（指令和数据访问Cache命中率为100%时的CPI）如下表所示。而实际测得的指令访问Cache缺失率为5%，数据访问的Cache缺失率为10%，而Cache的缺失损失为20个时钟周期。 指令类型 ALU操作 LOAD STORE 分支指令 使用频度 45% 21% 12% 24% CPIideal 1 2 2 2 (1)（3分）该机器在无Cache缺失（理想情况）时的CPI是多少？ (2)（7分）相比于有Cache缺失的情况，该机器在无Cache缺失（理想情况）时的加速比是多少？ 二 （10分）某处理机有4个中断源，分别为D1、D2、D3和D4，若要求处理机响应中断源的中断服务请求的次序从高到低分别为D1、D2、D3、D4，而处理机实际为中断源服务的先后次序为D3、D2、D4、D1。每个中断源有4位屏蔽码，其中，“0”表示该中断源被屏蔽，“1”表示该中断源开放。 (1)（4分）请设计各中断源的中断优先级和中断屏蔽码； (2)（6分）假设从处理机响应中断源的中断服务请求到运行中断服务程序第一次开中断的时间为1μs，其它中断服务时间为10μs。在“0”时刻，同时有D1和D2两个中断源请求中断服务，而在6μs时，D3和D4又同时请求中断服务，请算出处理机开始响应各中断源的中断请求和处理机为各中断源完成中断服务的时刻。 三 （10分）用一条4个功能段的浮点加法器流水线计算F??Ai。每个功能段的i?110延迟时间均为50ns，流水线的输出端与输入端之间有直接数据通路。而且设置有足够的缓冲寄存器。要求用尽可能短的时间完成计算。画出流水线时空图，计算流水线的实际吞吐率、加速比和效率。