04级计算机系统结构试卷A

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四、综合应用题(共73分， 6道小题分别为16分、10分、10分、10分、15分、12分) 1．设某机阶码6位、尾数48位。阶符和数符不在其内，当尾数分别以2、8、16为基时，在非负阶、正尾数、规格化数情况下，求出其最小阶、最大阶、阶的个数，最小尾数值、最大尾数值、可表示的最小值和最大值及可表示的规格化数的总个数（请将答案写在表格中）。

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4. 考虑一个920个字的程序，其访问虚存的地址流为20，22，208，214，146，618，370，490，492，868，916，728。

(1) 若页面大小为200字，主存容量为400字，采用FIFO 替换算法，请按访存的各个时刻，写出其虚页地址流，计算主存的命中率； (2) 若页面大小改为100字，再做一遍； (3) 若页面大小改为400字，再做一遍；

(4) 由 (1)、(2)、(3)的结果可得出什么结论?

(5) 若把主存容量增加到800字，按第(1)小题再做一遍，又可得到什么结论?

5. 一个具有2个输入端的加法乘法双功能静态流水线，由1、2、3、4四个子部件构成，各个部件的延时相应为△t 、△t 、2△t 、△t 。当执行加法时，切换成1、2、4，执行乘法时切换成1、3、4，流水线输出可直接将数据回馈到输入端，现欲执行：a*(b+c*(d+e*(f+g*h)))的标题运算：

(1) 若依此算式规定之计算顺序，获得最后结果需要多长时间？用时空图说明结果，同时标明各输入端的输入变化情况。

(2) 请设法改进其计算顺序，画出能获得尽可能高呑吐率的时空图，标出流水线入、出端的变化情况，求出完成全部运算所需的时间及在期间流水线的效率。

(3) 若改成加法乘法双功能动态流水线，求出完成全部运算所需的最快时间及在此期间流水线的效率。

(1) 画出哈夫曼树，写出各指令的编码，并求其平均码长。

(2) 设计一种扩展编码，使得其平均码长小于3.0bit，并求其平均码长。五、简答题（每小题6分，共12分）

1．变址寻址和基址寻址各适用于何种场合?设计一种只用6位地址码就可以指向一个大地址空间中任意个地址之一的寻址机构。

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2．在一个页式二级虚拟存贮器中，采用FIFO 算法进行页面替换，发现命中率H 太低，因此有下列建议：

(1) 增大辅存容量；

(2) 增大主存容量(页数)；

(3) 增大主、辅存的页面大小； (4) FIFO 改为LRU ； (5) FIFO 改为LRU ，同时增大主存容量(页数)； (6) FIFO 改为LRU ，同时增大主存页面大小； 试分析上述各建议对命中率的影响情况。