2010-2013系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試題

1、全國2010年7月自學(xué)考試計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試題及答案一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題1分，共10分)1.指令系統(tǒng)的確定屬于( A )A.計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu) B.計算機組成 C.計算機實現(xiàn) D.計算機應(yīng)用2.對系統(tǒng)程序員不透明的是( A )A.系列機各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度 B.Cache存儲器C.程序狀態(tài)字 D.指令緩沖寄存器3.按弗林(Flynn)提出的計算機系統(tǒng)分類方法，多處理機屬于( D )A.SISD B.SIMD C.MISD D.MIMD4.在多數(shù)機器中，浮點數(shù)的階碼采用的進制是( A )A.二進制 B.八進制C.十進制 D.十六進制5.非專用總線的總線控制方式采用集中式獨立請求方

2、式，則每增加一個部件需增加的控制線數(shù)量是( B )A.1 B.2C.4 D.86.以下替換算法中，不屬于堆棧型替換算法的是( A )A.先進先出算法 B.近期最少使用算法C.近期最久未用過算法 D.優(yōu)化替換算法7.指令間“一次重疊”是指( B )A.任何時候只是“取指k+1”與“分析k”重疊B.任何時候只是“分析k+1”與“執(zhí)行k”重疊C.“取指k+2”、“分析k+1”與“執(zhí)行k”重疊D.若“分析k+1”比“執(zhí)行k”提前結(jié)束，則“執(zhí)行k+1”可與“執(zhí)行k”重疊8.多處理機主要實現(xiàn)( D )A.指令級并行 B.操作級并行C.主存操作的并行 D.作業(yè)、任務(wù)間并行9.編號為0、1、2、15的16個處

3、理器，用單級互連網(wǎng)絡(luò)互連，用Shuffle互連函數(shù)時，與第5號處理器相連的處理器編號是( C )A.8 B.9C.10 D.1110.在智能機中，必不可少的組成部分不包括( B )A.知識庫機 B.通道處理機C.推理機 D.智能接口處理機二、填空題(本大題共11小題,每空1分，共20分)請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均不得分。11.用機器語言程序解釋實現(xiàn)軟件移植的方法稱為-模擬-；用微程序直接解釋另一種機器指令系統(tǒng)實現(xiàn)軟件移植的方法稱為-仿真-。12.引入數(shù)據(jù)表示的原則，一是看系統(tǒng)實現(xiàn)軟件移植的效率是否提高，即是否減少了-實現(xiàn)時間-和存儲空間，其次是看其通用性和-利用率-是否高。1

4、3.邏輯地址是程序員編程用的地址，主存-物理地址-是程序在主存中的實際地址。14.指令格式優(yōu)化指的是如何用最短的位數(shù)來表示指令的-操作信息-和-地址信息-，使程序中指令的平均字長最短。15.以IBM370系統(tǒng)為例，中斷一般可以分成-機器校驗-、訪管中斷、程序性中斷、外部中斷、-輸入/輸出-、重新啟動中斷幾類。16.輸入輸出系統(tǒng)有3種方式，即程序控制IO、-直接存儲器訪問-和-I/O處理機-方式。17.向量的流水處理方式有橫向(水平)處理、-縱向處理方式-和-分組縱橫處理方式-。18.存儲器的速度可用訪問時間、-存儲周期-和頻寬描述。19.流水線按處理的級別可以分為部件級,-處理機級-和-系統(tǒng)級

5、-。20.與流水線處理機相比，陣列處理機利用的是-資源重復(fù)-，而不是時間重疊；利用并行性中的-同時性-，而不是并發(fā)性。21.歸約機和數(shù)據(jù)流機都是基于數(shù)據(jù)流的計算模型，只是采用的驅(qū)動方式不同，數(shù)據(jù)流機是采用-數(shù)據(jù)驅(qū)動-，歸約機則是-需求驅(qū)動-。三、簡答題(本大題共5小題，每小題6分，共30分)22.簡述堆棧機器(堆棧數(shù)據(jù)表示)的特點。 答: (1)有高速寄存器組成的硬件堆棧，并附加控制電路讓它與主存中的堆棧區(qū)在邏輯上構(gòu) 成整體，使堆棧的訪問速度是寄存器的，容量是主存的。 (2)有豐富的堆棧操作指令且功能很強，直接可對堆棧中的數(shù)據(jù)進行各種運算和處理。 (3)有力的支持高級語言程序的編譯。 (4)有

6、力的支持子程序的嵌套和遞歸調(diào)用。23.簡述虛擬存儲管理方式中段式存儲管理的優(yōu)缺點。答：段式管理的優(yōu)點是：支持了程序的模塊化設(shè)計和并行編程的要求，縮短了程序的編制時間，各個程序段的修改相互不會有影響；便于多道程序設(shè)計共享主存中某些段，從而可不必將它們在物理主存中重復(fù)存放；便于按邏輯意義實現(xiàn)存儲器的訪問方式保護。段式存儲管理最主要的問題是：段映像表機構(gòu)太龐大，其地址字段和段長字段都太長；查表進行地址變換的速度太慢；對主存?zhèn)€區(qū)域的存儲管理十分麻煩；存儲器內(nèi)部的段間零頭浪費大 ，有時難以利用。因此，單純的段式存儲管理在實際的系統(tǒng)中無法采用。24.簡述流水線瓶頸子過程的概念。假設(shè)有一個3段的指令流水線如

7、題24圖所示，畫圖說明消除流水線瓶頸子過程的兩種方法。答:流水線中經(jīng)過時間最長的子過程稱為瓶頸子過程.25.簡述多處理機的操作系統(tǒng)中主從型操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點和適用場合。 答: 優(yōu)點:硬件結(jié)構(gòu)簡單控制簡單 缺點:對主機地可靠性要求高,靈活性差 適用場合:工作負荷固定，從處理機的能力明顯低于主處理機26.簡述超標(biāo)量處理機的工作方式和特點。答：處理機采用多指令流水線，每個t同時流出m條指令(稱為度m). 線處理機中配置多套功能部件，指令譯碼電路和多組總線，寄存器也備有多個端 口和多組總線。程序運行時由指令譯碼部件檢測順序取出的指令之間是否存在數(shù)據(jù)相關(guān)和 功能部件爭用，將可并行的相鄰指令送往流水線。若并

8、行度為1時，就逐條執(zhí)行。 量流水機主要靠編譯程序來優(yōu)化編排指令的執(zhí)行順序，將可并行的指令搭配成組，硬件不調(diào)整指令順序，這樣實現(xiàn)起來比較容易些。四、簡單應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)27.浮點數(shù)系統(tǒng)使用的階基rp=2，階值位數(shù)p=3，尾數(shù)基值rm=8，以rm為基的尾數(shù)位數(shù)m=2，計算在非負階、正尾數(shù)、規(guī)格化情況下的最小尾數(shù)值、最大尾數(shù)值、最大階值、可表示數(shù)的最小值和最大值及可表示的數(shù)的個數(shù)。答:最小尾數(shù)值:1/8 最大尾數(shù)值:7/8 最大階值:7 可表示數(shù)的最小值:1/8 可表示數(shù)最大值:504 可表示的數(shù)的個數(shù):44828.編號為07的8個處理器，采用單級立方體互連網(wǎng)絡(luò)互連，

9、(1)寫出所有各種單級立方體互連函數(shù)的表達式；(2)計算與5號處理器直接相連的處理器。答：(1) (2)與5號處理器直接相連的處理器有1,4,7.五、綜合應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)29.設(shè)中斷級屏蔽位“1”對應(yīng)于開放，“0”對應(yīng)于屏蔽，各級中斷處理程序的中斷級屏蔽位設(shè)置如題29表所示：題29表中斷處理程序級別中斷級屏蔽位1級2級3級4級第1級0000第2級1010第3級1000第4級1110(1)當(dāng)中斷響應(yīng)優(yōu)先次序為1234時，其中斷處理次序是什么?答:其中斷處理次序是1324。(2)如果所有的中斷處理都各需5個單位時間，中斷響應(yīng)和中斷返回時間相對中斷處理時間少的多。當(dāng)機

10、器正在運行用戶程序時，同時發(fā)生第2、3級中斷請求，經(jīng)過3個單位時間，又同時發(fā)生第l、4級中斷請求，請畫出程序運行過程示意圖。答：(1)由題意，其CPU運行的過程示意圖如下圖所示。t為一個單位時間。(2) 30.某虛擬存儲器共有6個頁面，每頁為512個字，實際主存為4個頁，采用頁表法進行地址映象，映象表的內(nèi)容如題30l表所示。題301表實頁號裝入位211130100131(1)列出會發(fā)生頁面失效的全部虛頁號；答：發(fā)生頁面失效的全部虛頁號為2,3.(2)按題30一2表第一列的虛地址計算、填寫表中其它各項內(nèi)容。題302表虛地址虛頁號 頁內(nèi)位移裝入位實頁號 頁內(nèi)位移實地址1000 100 12 100

11、112416003 64 0頁面失效 無6001 88 11 88 60010242 0 0頁面失效無26005 40 13 40 157620484 0 10 0 02011年4月高等教育自學(xué)考試計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試題及答案一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）1.下列屬于計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究范疇的是( A )A.指令系統(tǒng)的確定 B.可靠性技術(shù)C.數(shù)據(jù)通路寬度 D.乘法器的物理實現(xiàn)2.對機器語言程序員透明的是( D )A.中斷字寄存器 B.條件碼寄存器C.通用寄存器 D.乘法器3.按弗林(Flynn)提出的計算機系統(tǒng)分類方法，陣列處理機屬于( B )A.SISD B.SIMDC.

12、MISD D.MIMD4.下列四種浮點數(shù)尾數(shù)下溢處理方法中，平均誤差可以調(diào)節(jié)的是( D )A.截斷法 B.舍入法C.恒置“1”法 D.查表舍入法5.非專用總線的總線控制方式采用集中式定時查詢方式，若部件的數(shù)量N=8，則需要的控制線線數(shù)是( C )A.3 B.4C.5 D.86.計算機系統(tǒng)中采用Cache存儲器的主要目的是( B )A.增大容量 B.提高速度C.降低價格 D.既提高速度又降低價格7.下列關(guān)于陣列處理機與流水線處理機特點的描述，不正確的是( B )A.陣列處理機利用并行性中的同時性，而流水線處理機利用的是時間重疊B.陣列處理機提高速度主要靠縮短時鐘周期，流水線處理機主要靠增大處理單

13、元數(shù)C.陣列處理機使用互連網(wǎng)絡(luò)來確定處理單元間的連接，而流水線處理機則不是D.與流水線處理機不同，陣列處理機的結(jié)構(gòu)是和所采用的并行算法緊密聯(lián)系的8.編號為0、1、2、15的16個處理器，用單級互連網(wǎng)絡(luò)互連，用Cubeo互連函數(shù)時，與第9號處理器相連的處理器編號是( A )A.8 B.10C.11 D.129.編號為0、1、2、15的16個處理器，用單級互連網(wǎng)絡(luò)互連，用Shuffle互連函數(shù)時，與第7號處理器相連的處理器編號是( C )A.10 B.12C.14 D.1510.陣列處理機主要實現(xiàn)( D )A.程序段的并行 B.主存操作的并行C.作業(yè)、任務(wù)間并行 D.操作級并行二、填空題（本大題共

14、20空，每空1分，共20分）請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均不得分。11.用_機器語言程序_解釋實現(xiàn)軟件移植的方法稱為模擬；用_微程序_直接解釋另一種機器指令系統(tǒng)的方法稱為仿真。12.引入數(shù)據(jù)表示的原則，一看系統(tǒng)的效率是否提高，即是否減少了實現(xiàn)時間和_存儲空間_，其次看其_通用性_和利用率是否高。13.主存物理地址是程序在主存中的實際地址，_邏輯地址_是程序員編程用的地址。14.開發(fā)并行性的途徑有_時間重疊_、_資源重復(fù)_和資源共享等。15.陣列處理機根據(jù)存儲器的組成方式不同分為_分布式_存儲器的陣列處理機構(gòu)形和_集中式共享_存儲器的陣列處理機構(gòu)形。16.通過控制機構(gòu)同時解釋兩條、

15、多條機器指令可以加快機器語言程序的解釋。其中_重疊_和_流水_是常用的指令解釋方式。17.超標(biāo)量處理機利用資源重復(fù)實現(xiàn)并行處理，超流水線處理則著重開發(fā)_時間_的并行性。18.非專用總線的集中式總線控制方式有_串行鏈接_、定時查詢和_獨立請求_三種不同方式。19.根據(jù)所用的存儲映象算法，虛擬存儲器管理方式主要有_段式_、頁式和_段頁式_三種。20.多處理機的操作系統(tǒng)有_主從型_、_各自獨立型_和浮動型三類。21.從語義上講，數(shù)據(jù)流是基于_異步性_和_函數(shù)性_的一種計算模型。三、簡答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）22.簡述尋址方式在指令中的兩種指明方式，并說明它們的優(yōu)缺點。23.簡述R

16、ISC的優(yōu)缺點。24.簡述全排列網(wǎng)絡(luò)的含義及實現(xiàn)全排列網(wǎng)絡(luò)的兩種方式。25.簡述對中斷進行分級的原因以及分級方法。26.簡述機群系統(tǒng)與傳統(tǒng)的并行處理系統(tǒng)相比所具有的優(yōu)點。四、簡單應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）27.若指令的解釋分取指、分析與執(zhí)行3個階段，每階段的時間相應(yīng)為t取指、t分析、t執(zhí)行。分別寫出采用以下解釋方式，執(zhí)行完100條指令所需時間的一般關(guān)系式；并計算當(dāng)t取指=5、t分析=3、t執(zhí)行=2時的具體結(jié)果。(1)順序方式；(2)僅“執(zhí)行k”，“分析k+1”，“取指k+2”重疊；(3)僅“執(zhí)行k”與“取指k+1”重疊。答：28.用霍納法則給定的表達式如下：E=a(b+c

17、(d+ef)+g利用減少樹高的辦法加速運算，要求：(1)畫出樹形流程圖；(2)計算運算級數(shù)TP，處理機機數(shù)P、加速比SP和效率EP的值。答：五、綜合應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）29.某字節(jié)多路通道連接5臺外設(shè)，數(shù)據(jù)傳送速率分別如下表所示：設(shè)備號12345傳送速率(MB/s)0.10.20.040.050.01 (1)計算所有設(shè)備都工作時的通道實際最大流量；(2)如果設(shè)計的通道工作周期使通道極限流量恰好與通道最大實際流量相等，以滿足流量設(shè)計的基本要求，同時讓傳送速率越高的設(shè)備響應(yīng)的優(yōu)先級越高。從5臺設(shè)備同時發(fā)出請求開始，畫出此通道響應(yīng)和處理各設(shè)備請求的時間示意圖。答：30.若

18、主存有4個頁，每頁256個字，現(xiàn)有一個2008個字的程序，其訪問虛存的地址流為40、80、534、580、180、800、2000、300、320、1560、1600，現(xiàn)采用FIFO算法進行頁面替換。(1)請按訪存的各個時刻，畫出頁面替換過程模擬圖并標(biāo)出命中情況；(2)計算主存的命中率H。答：全國2011年7月自學(xué)考試計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試題一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題1分，共10分)在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均不得分。1.在計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，提高硬件功能實現(xiàn)的比例可( C )A.提高硬件利用率 B.提高系統(tǒng)的運

19、行速度C.減少需要的存儲器容量 D.提高系統(tǒng)的性能價格比2.當(dāng)浮點數(shù)尾數(shù)的基rm=8，尾數(shù)長度m=6時，可表示的規(guī)格化最小正尾數(shù)的值是( B )A.164 B.0.125C.0.25 D.0.53.RISC采用重疊寄存器窗口技術(shù)，可以減少( C )A.絕大多數(shù)指令的執(zhí)行時間 B.目標(biāo)程序的指令條數(shù)C.程序調(diào)用引起的訪存次數(shù) D.CPU訪存的訪問周期4.通道程序執(zhí)行結(jié)束時引起的中斷是( C )A.IO中斷 B.訪管中斷C.程序性中斷 D.外部中斷5.主存故障引起的中斷是( C )A.IO中斷 B.程序性中斷C.機器校驗中斷 D.外部中斷6.與全相聯(lián)映象相比，組相聯(lián)映象的優(yōu)點是( A )A.成本低

20、 B.塊沖突概率低C.命中率高 D.主存利用率高7.靜態(tài)流水線是指( D )A.功能不能改變的流水線B.各段之間的連接是固定不變的流水線C.可同時執(zhí)行多種功能的流水線D.同時只能完成一種功能的多功能流水線8.BSP計算機屬于( B )A.SISD計算機 B.SIMD計算機C.MISD計算機 D.MIMD計算機9.下列關(guān)于任務(wù)粒度的描述，正確的是 ( A )A.任務(wù)粒度的大小，會顯著影響多處理機的性能和效率B.任務(wù)粒度小，并行度高，則性能和效率高C.任務(wù)粒度大，輔助開銷小，則性能和效率高D.任務(wù)粒度與計算機系統(tǒng)的應(yīng)用無關(guān)10.下列關(guān)于歸約機的描述，錯誤的是( D )A.歸約機不是Von Neum

21、ann型計算機B.歸約機是以函數(shù)式語言為機器語言的計算機C.歸約機采用需求驅(qū)動，執(zhí)行的操作序列取決于對數(shù)據(jù)的需求D.歸約機采用數(shù)據(jù)驅(qū)動，執(zhí)行的操作序列取決于輸入數(shù)據(jù)的可用性二、填空題(本大題共10小題，每小題2分，共20分)請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均不得分。11.提高計算機系統(tǒng)并行性的主要技術(shù)途徑有_時間重疊_、_資源重復(fù)_和資源共享。12.尋址方式的三種面向分別是面向寄存器尋址、面向_堆棧尋址和面向主存尋址。13.在可表示浮點數(shù)的正數(shù)區(qū)間，規(guī)格化浮點數(shù)的最小正數(shù)值由尾數(shù)的最小整數(shù)值與階碼的_最大正數(shù)_組合而成。14.在中斷輸入輸出方式中，由_執(zhí)行_程序來完成輸入輸出工作。1

22、5.若某子通道連接的外設(shè)臺數(shù)為p，外設(shè)i的數(shù)據(jù)傳輸速率為fi，則，字節(jié)多路通道子通道的實際流量fbytej=_，選擇通道子通道的實際流量fselectj=_。16.頁式虛擬存儲器中，影響命中率的主要因素有：訪問頁地址流，頁面大小_和分配給該程序的_主存容量_。17.解決重疊和流水中操作數(shù)相關(guān)的兩種基本方法是_法和_猜測_法。18.陣列處理機提高速度主要是靠增大處理單元數(shù)，而向量流水處理機提高速度主要是靠縮短_時鐘周期。19.多處理機機間互連一般采用總線形式、環(huán)形互連形式、多端口存儲器形式、和開關(guān)樞紐結(jié)構(gòu)形式。20.根據(jù)機器內(nèi)部對函數(shù)表達式所用存儲方式的不同，可將歸約機的歸約方式分成_串歸約和_

23、圖歸約兩類。三、簡答題(本大題共5小題，每小題6分，共30分)21.簡述模擬和仿真的定義，并說明兩者的主要區(qū)別。模擬：用機器語言程序解釋實現(xiàn)軟件移植的方法稱為模擬。仿真：用微程序直接解釋另一種機器指令系統(tǒng)的方法稱為仿真。區(qū)別：是在于解釋用的語言22. 簡述RISC的優(yōu)缺點。優(yōu)點：（1）簡化了指令系統(tǒng)的設(shè)計，適合VLSI的實現(xiàn)。 （2）提高了機器的執(zhí)行速度和效率。 （3）降低了設(shè)計成本，提高了系統(tǒng)的可靠性。 （4）可直接支持高級語言的實現(xiàn)，簡化了編譯程序的設(shè)計。缺點：（1）由于指令少，使原在CISI上的單一指令完成的某些復(fù)雜功能現(xiàn)在要用多條RISC指令才能完成，加重了 匯編語言程序的設(shè)計。 （2

24、）對浮點運算執(zhí)行和虛擬存儲器的支持雖有很大加強，但仍顯得不足。 （3）RISC機器的編譯程序比CISC的難寫。23. 簡述字節(jié)多路通道、選擇通道和數(shù)組多路通道的數(shù)據(jù)傳送方式。字節(jié)多路通道數(shù)據(jù)傳送方式：通道“數(shù)據(jù)寬度”為單字節(jié)，以字節(jié)交叉方式輪流為多臺低速設(shè)備服務(wù)，使效率提高數(shù)組多路通道數(shù)據(jù)傳送方式：通道“數(shù)據(jù)寬度”為定長塊，傳送完K個字節(jié)數(shù)據(jù)后就重新選擇下個設(shè)備。選擇通道數(shù)據(jù)傳送方式：數(shù)據(jù)傳送方式以不定長塊方式進行，相當(dāng)于“數(shù)據(jù)寬度”為可變長塊，一次將N個字節(jié)全部傳送完。24.設(shè)指令由取指、分析、執(zhí)行和存結(jié)果四個子部件組成，每個子部件經(jīng)過時間均為t，連續(xù)執(zhí)行4條指令。請畫出在度m為3的超長指令

25、字處理機上工作的時空圖。25.畫出具有分布式存儲器的陣列處理機的基本構(gòu)形。四、簡單應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)26.有一個4段流水線(如題26圖所示。)題26圖其中，段S1和段S3的執(zhí)行時間均為200ns，段S2和段S4的執(zhí)行時間均為100ns。(1)畫出連續(xù)處理4個數(shù)據(jù)的處理過程的時空圖；(2)求出流水線連續(xù)處理4個數(shù)據(jù)的實際吞吐率和效率。27.在多處理機上，給定表達式為：E=a+b(c+def+g)+h，利用減少樹高來盡可能加快運算速度，要求(1)畫出在3臺處理機上并行運算的樹形流程圖。(2)當(dāng)處理機數(shù)P=3時，確定運算級數(shù)Tp，單處理機級數(shù)T1，加速比Sp和效率Ep的

26、值。五、綜合應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)28.在一個采用組相聯(lián)映象的Cache存儲器中，主存由07共8塊組成，Cache分為2組，每組2塊，每塊大小為16個存儲字。在某個程序執(zhí)行時，訪存的主存塊地址流為：6，2，4，1，4，6，3，0，4，5，7，3。(1)寫出主存塊地址和Cache塊地址的格式，并指出各字段的長度。(2)采用LRU替換算法，說明該程序訪存對Cache的塊位置的使用情況，并計算Cache命中率。29.在編號分別為0，1，2，E，F(xiàn)的16個處理器之間，要求同時按下列配對通信：(B.1)，(8，2)，(7，D)，(6，C)，(E，4)，(A.0)，(9，3)，(

27、5，F(xiàn))。(1)寫出實現(xiàn)該要求的互連網(wǎng)絡(luò)的互連函數(shù)；(2)選擇一種實現(xiàn)該要求的多級網(wǎng)絡(luò)，并說明控制方式和控制信號。全國2012年4月高等教育自學(xué)考試計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試題課程代碼：02325 一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題1分，共10分)在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均不得分。 1.計算機系統(tǒng)的設(shè)計思路中，較好的是(C)10頁A.由上往下 B.由下往上 C.由中間開始 D.由兩邊向中間2.對計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)透明的是(A)3頁A.機器級內(nèi)部的數(shù)據(jù)流和控制流的組成 B.內(nèi)存的最小編址單位C.中斷的分類與分級 D.信息保護方式和

28、保護機構(gòu)3.程序員編寫程序時使用的地址是(C)41頁A.主存物理地址 B.有效地址 C.邏輯地址 D.基址4.堆棧機器(堆棧數(shù)據(jù)表示)的特點不包括(D)32頁A.有力地支持子程序的嵌套和遞歸調(diào)用B.有豐富的堆棧操作指令且功能強大C.有力地支持高級語言程序的編譯D.訪問堆棧的速度低5.四種浮點數(shù)尾數(shù)下溢處理方法中，實現(xiàn)最簡單的方法是(A)38頁A.截斷法 B.舍入法 C.恒置“1”法 D.查表舍入法6.除數(shù)為引起的中斷屬于(A)70頁A.程序性中斷 B.外部中斷 C.機器校驗中斷 D.輸入/輸出中斷7.對于掛有輸入機、打印機等低速設(shè)備的總線，最合適的數(shù)據(jù)寬度是(B)67頁A.定長塊 B.單字(單

29、字節(jié)) C.可變長塊 D.單字加定長塊8.Cache存儲器的地址映象規(guī)則中，塊沖突概率最低、Cache的空間利用率最高的是(B)113頁A.直接映象規(guī)則 B.組聯(lián)映象規(guī)則 C.段相聯(lián)映象規(guī)則 D.全相聯(lián)映象規(guī)則9.編號為0、1、2、15的16個處理器，用單級互連網(wǎng)絡(luò)互連，用Cubel互連函數(shù)時，與第5號處理器相連的處理器編號是(C)168頁A.5 B.6 C.7 D.810.與傳統(tǒng)的并行處理系統(tǒng)相比，機群系統(tǒng)所具有的特點不包括(B)211頁A.用戶編程方便 B.系統(tǒng)的開發(fā)周期長C.系統(tǒng)的資源利用率高 D.系統(tǒng)的可擴展性好二、填空題(本大題共20空，每空1分，共20分)請在每小題的空格中填上正確

30、答案。錯填、不填均不得分。 11.自定義數(shù)據(jù)表示包括_標(biāo)志符數(shù)據(jù)表示_和_數(shù)據(jù)描述符_兩類?！?8頁】12.實現(xiàn)軟件移植的基本技術(shù)有_統(tǒng)一高級語言_、采用系列機、_模擬與仿真_。【1113頁】13.尋址方式指的是指令按什么方式尋找(或訪問)到所需的操作數(shù)或信息的，具有分別面向_主存_、_寄存器_和堆棧的尋址方式?！?0頁】14.中斷系統(tǒng)的軟、硬件功能分配實質(zhì)是_中斷處理_程序軟件和_中斷響應(yīng)_硬件的功能分配?！?3頁】15.總線按用法可分為_專用_和_非專用_兩類?！?3頁】16.根據(jù)通道數(shù)據(jù)傳送期中信息傳送方式的不同，通道可分為_字節(jié)多路_、_選擇_和數(shù)組多路三類通道。【77頁】17.指令解

31、釋方式中，指令分析部件_和_指令執(zhí)行部件_任何時候都只有相鄰兩條指令在重疊解釋的方式稱為一次重疊?！?26頁】18.根據(jù)所用的存儲映象算法，虛擬存儲器管理方式主要有段式、_頁式_和_段頁式_三種?！?8頁】19.按弗林(Flynn)提出的計算機系統(tǒng)分類方法，并行處理機屬于_單指令流多數(shù)據(jù)流（SIMD）_系統(tǒng)?！?61頁】20.多處理機的機間互連一般采用總線、_環(huán)形互連_、_交叉開關(guān)_、多端口存儲器或開關(guān)樞紐結(jié)構(gòu)等形式?！?86頁】21.Von Neumann型計算機是以控制流方式工作的；歸約機是基于_數(shù)據(jù)流_的計算模型?！?18頁】三、簡答題(本大題共5小題，每小題6分，共30分)22.簡述開

32、發(fā)并行性的三種途徑。答：（1）時間重疊引入時間因素，是讓多個處理過程在時間上相互錯開，輪流使用同一套硬件設(shè)備的各個部分，以加快硬件周轉(zhuǎn)使用來贏得速度。 （2）資源重復(fù)通過重復(fù)設(shè)置硬件資源來提高性能。 （3）資源共享是用軟件方法讓多個用戶按一定時間順序輪流使用同一套資源，來提高其利用率，相應(yīng)也就提高了系統(tǒng)的性能。【20頁】23.簡述程序的靜態(tài)再定位和動態(tài)再定位的含義及實現(xiàn)方法。答：（1）靜態(tài)再定位：在目的程序裝入主存時，通過調(diào)用裝入程序，用軟件方法把目的程序的邏輯地址變換成物理地址的方法稱為靜態(tài)重定位方法。（2）動態(tài)再定位：在程序執(zhí)行時，通過地址加法器將邏輯地址加上基址寄存器的程序基點地址形成物

33、理地址后進行訪存的方法稱為動態(tài)再定位 【134頁】24.簡述設(shè)計RISC結(jié)構(gòu)可采用的基本技術(shù)。 1.按RISC一般原則設(shè)計。2.邏輯實現(xiàn)用硬聯(lián)與微程序結(jié)合3.用重疊寄存器窗口。4.指令用流水和延遲轉(zhuǎn)移。5優(yōu)化設(shè)計編譯系統(tǒng)?！?558頁】25.簡述超流水線處理機提高指令級并行的方法和特點。（1）在超流水處理機中，每個T仍只流出一條指令，但它的T值小，一臺度為m超流水線處理機T只是基本機器周期T的1/m。固此一條指令需花k.m.T的時間，k為一條指令所含的枯朽機器周期數(shù)。只要流水線性能千里馬充分發(fā)揮，其并行度就可達m.(2)在公共的硬件上采用較短的時鐘周期，深度流水來提高速度，需使用多項時鐘，時鐘

34、頻率高達100MHz500MHz.沒有高速時鐘機制，超流水線處理機是無法實現(xiàn)的?！?56頁】26.簡述多處理機操作系統(tǒng)中各自獨立型操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點。各自獨立型操作系統(tǒng)將控制功能分散到多臺處理機上,由它們共同來完成。每臺處理機都有一個獨立的管理程在運行。某個處理機發(fā)生故障，不會引起整個系統(tǒng)癱瘓。但是，這操作系統(tǒng)的實現(xiàn)較復(fù)雜，進程調(diào)試的復(fù)雜性和開銷加大。某臺處理機靈生故障，難以恢復(fù)。各處理機負荷較難均衡。各自獨立操作系統(tǒng)適合于地理位置分散的耦合型多處理機。169頁四、簡單應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)27.在一個4段的單功能流水線處理機上需經(jīng)7拍才能完成一個任務(wù)，其預(yù)約表如下：題

35、27表拍號n段號K 12345671234(1)分別寫出延遲禁止表F、初始沖突向量C，并畫出流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；(2)寫出流水線的最佳調(diào)度方案及對應(yīng)的最大吞吐率。答案參考：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自考應(yīng)指導(dǎo) 129頁解答：（1）延遲禁止表： F1，4，6初始沖突向量：C（）流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖：（2）流水線的最佳調(diào)度方案如下圖：此時流水線的最佳調(diào)試方案為：（2，3）,盡管按（3，2）調(diào)度平均延遲也為2.5拍，但實際流入奇數(shù)個任務(wù)時的實際吞吐率不如（2，5）方案小。最大吞吐率為：Tpmax=1/2.528.編號為0、1、2、15的16個處理器，用PM2I單級互連網(wǎng)絡(luò)互連。(1)寫出所有各種單級PM2I的互連函數(shù)

36、的一般式；(2)計算與5號處理器直接相連的處理器。答：(1)PM2+0（j）=j+1 MOD 16PM2-0（j）=j-1 MOD 16PM2+0（j）=j+2 MOD 16PM2+1（j）=j+2 MOD 16PM2-1（j）=j-2 MOD 16PM2+2（j）=j+4 MOD 16PM2-2（j）=j-4 MOD 16PM2+3（j）=j+8 MOD 16PM2-3（j）=j-8 MOD 16(2)5號處理器直接相連的處理器為：1，4，6，3，7，9，13五、綜合應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)29.假設(shè)某機器共有8條指令(I1-I8)，使用頻度如題29表所示，要求：題2

37、9表指令使用頻度piI10.30I20.10I30.25I40.15I50.05I60.04I70.01I80.10(1)構(gòu)造哈夫曼(Huffman)樹；(2)列表寫出操作碼的哈夫曼編碼和只有兩種碼長的擴展操作碼；(3)分別計算使用哈夫曼編碼和只有兩種碼長的擴展操作碼的平均碼長。解：（1）構(gòu)造哈夫曼(Huffman)如下圖：(2)操作碼的哈夫曼編碼和只有兩種碼長的擴展操作碼如下表：(3)分別計算使用哈夫曼編碼和只有兩種碼長的擴展操作碼的平均碼長為:=2.6， =3.030.有一個Cache -主存存儲層次，主存共8個塊(07)，Cache有4個塊(03)，采用組相聯(lián)映象，組內(nèi)塊數(shù)為2塊，替換算

38、法為LRU算法。(1)畫出主存、Cache空間塊的映象對應(yīng)關(guān)系示意圖；(2)對于如下主存塊地址流：0、3、5、7、0、1、3、2、7、0、6、4，畫出Cache內(nèi)各塊的實際替換過程圖，并計算此期間的Cache命中率Hc。解:(1) 主存、Cache空間塊的映象對應(yīng)關(guān)系示意圖（2）對于如下主存塊地址流：0、3、5、7、0、1、3、2、7、0、6、4，畫出Cache內(nèi)各塊的實際替換過程圖如下：注：*表示候選替換塊的塊號，Hc=3/12全國2013年4月高等教育自學(xué)考試一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其選出并將“答題紙”

39、的相應(yīng)代碼涂黑。錯涂、多涂或未涂均不得分。1對匯編語言程序員透明的是(D)A程序性中斷 B.浮點數(shù)據(jù)表示C訪問方式保護 D.IO方式中的DMA訪問方式2下列不屬于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開發(fā)并行性途徑的是(B)A時間重疊 B.空間重疊C資源重復(fù) D.資源共享3在相同的機器字長和尾數(shù)位數(shù)的情況下，浮點數(shù)尾數(shù)基值取小，可使浮點數(shù)(C)A可表示的個數(shù)增多 B.可表示的范圍增大C在數(shù)軸上的分布變密 D.運算過程中精度損失降低4磁盤適合于連接到(A)A數(shù)組多路通道或選擇通道B.字節(jié)多路通道或選擇通道C數(shù)組多路通道或字節(jié)多路通道D.字節(jié)多路通道或數(shù)組多路通道或選擇通道5Cache存儲器常用的地址映像方式是(C)A全相聯(lián)映

40、像 B.頁表法映像C組相聯(lián)映像 D.段頁表映像6下列對流水線功能描述不正確的是(D)A線性流水線是單功能流水線 B.動態(tài)流水性是多功能流水線C靜態(tài)流水線是多功能流水線 D.動態(tài)流水線是單功能流水線7在流水機器中，全局性相關(guān)是指(D)A指令相關(guān) B.先讀后寫相關(guān)C先寫后讀相關(guān) D.由轉(zhuǎn)移指令引起的相關(guān)8.16個處理器編號為015，采用單級網(wǎng)絡(luò)互連，互連函數(shù)為Shuffle，則第12號處理器將連到的處理器的編號是(C)A3 B.6C9 D.129多處理機程序段的指令之間存在數(shù)據(jù)反相關(guān)時，下列說法正確的是(C)A不能并行B.可以交換串行C適當(dāng)同步控制，可以并行D.若指令滿足交換律，可以交換串行10利

41、用時間重疊概念實現(xiàn)并行處理的是(C)A多處理機 B.陣列處理機C流水處理機 D.相聯(lián)處理機二、填空題（本大題共20空，每空1分，共20分）11計算機系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)由高到低分別為應(yīng)用語言機器級、高級語言機器級、匯編語言機器級、_操作系統(tǒng)_機器級、傳統(tǒng)機器語言機器級和_微程序_機器級。12陣列處理機是以_資源重復(fù)_途徑開發(fā)的向量處理機。13設(shè)計RISC系統(tǒng)時，可以從面向_目標(biāo)程序_、面向_高級語言_、面向操作系統(tǒng)三個方面的優(yōu)化實現(xiàn)來考慮。14在滿足通道設(shè)計流量不低于設(shè)備工作時的最大流量時，為使微觀上不丟失設(shè)備信息，可以加設(shè)_數(shù)據(jù)緩沖器_或動態(tài)改變設(shè)備響應(yīng)的_優(yōu)先級_來彌補。15在高級數(shù)據(jù)表示中

42、，自定義數(shù)據(jù)表示包括_數(shù)據(jù)描述符_和_標(biāo)志符數(shù)據(jù)_兩類。16尋址分別有面向主存、_堆棧_和_寄存器_等三種方式。17在Cache存儲器中，CPU每次寫Cache的同時，也寫入主存，稱這種更新主存塊內(nèi)容的方法為_寫自達_法。18流水線消除速度瓶頸的方法有瓶頸子過程_再細分_和瓶頸子過程_多套并聯(lián)_兩種。19不同的多級互連網(wǎng)絡(luò)反映在所用的交換開關(guān)的功能多少、_控制方式_和_級連接模式_上各有不同。20級控制多級立方體網(wǎng)絡(luò)能實現(xiàn)_交換_函數(shù)的功能。21緊耦合多處理機實現(xiàn)多處理機機間通信靠的是共享_主存_。22脈動陣列結(jié)構(gòu)是由一組處理單元PE構(gòu)成的陣列，陣列中的輸入數(shù)據(jù)流和_輸出_數(shù)據(jù)流可各自沿多個方

43、向_有節(jié)奏_地向前推進。三、簡答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）23簡述CISC存在的問題。指令系統(tǒng)龐大，指令功能復(fù)雜，指令格式、 尋址方式多 執(zhí)行速度慢 難以優(yōu)化編譯，編譯程序復(fù)雜80%的指令在20%的運行時間使用 無法并行 無法兼容24簡述多處理機機間互連的形式。總線形式、環(huán)形互連形式、交叉開關(guān)形式、多端口存儲器形式、開關(guān)樞紐結(jié)構(gòu)形式25簡述中斷處理次序和中斷響應(yīng)次序的不同點。中斷響應(yīng)次序由硬件決定，處理次序由系統(tǒng)軟件決定26簡述在采用頁式虛擬存儲器的系統(tǒng)中，頁面失效頻率(PFF)算法的思想。頁面失效頻率替換算法是對 LRU 替換算法的改進。在程序的運行過程中，操作系統(tǒng)不 斷的根

44、據(jù)所統(tǒng)計出的各道程序測頁面失效率來動態(tài)調(diào)節(jié)分配各各道程序的實頁數(shù)， 給頁面失 效率很低的程序適當(dāng)少分配一些實頁，給頁面失效率很高的程序適當(dāng)多分配一些實頁。27簡述SIMD系統(tǒng)互連網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計目標(biāo)。四、簡單應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）28設(shè)通道在數(shù)據(jù)傳送期內(nèi)，選擇設(shè)備需4.9s，傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)需0.1s。(1)某低速設(shè)備每隔250s發(fā)出一個字節(jié)數(shù)據(jù)傳送請求，問至多可接幾臺這種低速設(shè)備？(2)對于如下5種高速設(shè)備AE，要求字節(jié)傳送請求的時間間隔如題28表所示。若一次通信傳送的字節(jié)數(shù)不少于1024字節(jié)，問哪些設(shè)備可以掛在此通道上？哪些不能？題28表設(shè)備種類ABCDE發(fā)送申請間隔（

45、s）0.130.10.110.20.329向量A和B各有6個元素，計算向量點積AB=。 (1)若在順序方式下，一次“加”需4t，一次“乘”需3t，求執(zhí)行完AB所需的時間；(2)在如題29圖所示的靜態(tài)雙功能流水線上計算AB，其中，l235為加法流水線，145為乘法流水線，輸出可直接返回輸入，延遲時間和功能切換的時間忽略不計。設(shè)計合理的算法，使完成AB的時間最少。畫出流水時空圖，并標(biāo)出全部算完的時間。題29圖五、綜合應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）30有表達式A（B+C（D+EF）+GHD，在多處理機上，要求利用減少樹高的辦法加速運算。(1)畫出并行算法的樹形流程圖；(2)求處理機

46、數(shù)P、運算級數(shù)Tp、單處理機級數(shù)T1、加速比SP和效率Ep等的值。31頁式虛擬存儲器共有9頁空間準(zhǔn)備分配給A、B兩道程序。已知若給B道程序分配4頁時，命中率為8/15；而若分配5頁時，命中率可達10/15。現(xiàn)給出A道程序執(zhí)行中的頁地址流為2,3,2,1，5，2，4，5，3，2，5,2,1，4，5。(1)畫出用堆棧對A道程序頁地址流的模擬過程圖，分別統(tǒng)計給其分配4頁和5頁時的命中率；(2)根據(jù)已知條件和上述統(tǒng)計結(jié)果，給A、B兩道程序各分配多少實頁，可使系統(tǒng)效率最高？全國2013年7月自學(xué)考試計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試題課程代碼：02325請考生按規(guī)定用筆將所有試題的答案涂、寫在答題紙上。一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其選出并將“答題紙”的相應(yīng)代碼涂黑。錯涂、多涂或未涂均不得分。1下列各項中能夠直接執(zhí)行微指令的是(C)A匯編程序 B編譯程序C硬件 D固件2下列各項中對應(yīng)用程序員不透明的是(D)A先行進位鏈 B乘法器C指令緩沖器 D條件碼寄存器3在相同的機器字長和尾數(shù)位數(shù)的情況下