年4月自考計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(02325)試題及標準答案解析

1、2016 年 4 月高等教育自學(xué)考試全國統(tǒng)一命題考試計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試卷(課程代碼 02325)本試卷共3 頁，滿分l00 分，考試時間l50 分鐘?？忌痤}注意事項：1本卷所有試題必須在答題卡上作答。答在試卷上無效，試卷空白處和背面均可作草稿紙.2第一部分為選擇題。必須對應(yīng)試卷上的題號使用2B 鉛筆將“答題卡”的相應(yīng)代碼涂黑。3第二部分為非選擇題。必須注明大、小題號，使用0 5 毫米黑色字跡簽字筆作答。4合理安排答題空間，超出答題區(qū)域無效。第一部分選擇題一、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，請將其選出并將“答題卡”

2、的相應(yīng)代碼涂黑。未涂、錯涂或多涂均無分。1以軟件為主實現(xiàn)的機器稱為p26A模型機器B模擬機C虛擬機器D實際機器2下列關(guān)于系列機軟件兼容描述正確的是p40A系列機軟件必須保證向后兼容，力爭向前兼容B系列機軟件必須保證向下兼容，力爭向前兼容C系列機軟件必須保證向前兼容，力爭向上兼容D系列機軟件必須保證向下兼容，力爭向后兼容3浮點數(shù)階值采用二進制p 位、尾數(shù)基值位rm，則該浮點數(shù)的最大階值為p63A2pB2p-1C2 p-1D 2p-1-14為了使任何時候所需的信息都只用一個存儲周期訪問到，信息在主存中存放的地址要求是 p73A地址最低位為0B地址最高位為0C該信息寬度的一半D該信息寬度的整數(shù)倍5存

3、儲器的最大頻寬是指p98A存儲器瞬時訪問的頻寬B存儲器最大的傳輸速率C存儲器連續(xù)訪問時的頻寬D存儲器的實際傳輸速率6總線控制定時查詢方式的控制線的線數(shù)為p111Alog 2N B 1+log2N C 2+log2ND 3+log2N7. 存儲層次構(gòu)成的主要依據(jù)是p127ACPU的速度B主存器件C程序設(shè)計語言D程序的局部性8相聯(lián)存儲器的訪問依據(jù)是1 / 6A內(nèi)容B地址C速度D周期9并行向量處理的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是A交換開關(guān)B縱橫交叉開關(guān)C單總線D多總線10從指令和數(shù)據(jù)的多倍性來看，陣列機屬于A單指令流單數(shù)據(jù)流B單指令流多數(shù)據(jù)流C多指令流單數(shù)據(jù)流D多指令流多數(shù)據(jù)流第二部分非選擇題二、填空題 (本大題共10

4、 小題，每小題2 分，共 20 分 )請在答題卡上作答。11軟件的功能可以用_硬件 _或_固件 _實現(xiàn)。12指令由 _操作碼 _和_地址碼 _兩部分組成。 p7513計算機應(yīng)用可歸納為向上升級的4 類：數(shù)據(jù)處理、 _信息處理 _、_知識處理 _和智能處理。 p44p4514浮點數(shù)下溢處理的精度損失對_系統(tǒng) _ 程序和 _應(yīng)用 _ 程序設(shè)計者都是透明的。 p6915適當(dāng)選擇好Cache 的容量、塊的大小、組相聯(lián)的_組數(shù) _和組內(nèi)的 _塊數(shù) _ ，可以保證有較高的命中率。16能夠并行讀出多個CPU 字的單體多字和_多體單字 _、 _多體多字 _的交叉訪問主存系統(tǒng)被稱為并行主存系統(tǒng)。p10017中斷

5、系統(tǒng)的軟、硬件功能分配實質(zhì)上是中斷_處理程序軟件_ 和中斷 _ 響應(yīng)硬件_的功能分配。 p10718頁式存儲是把 _主存 _空間和 _程序 _空間都機械地等分成固定大小的頁，按頁順序編號。 p13119主存空間數(shù)據(jù)相關(guān)是相鄰兩條指令之間出現(xiàn)對主存_同一單元 _要求 _先寫而后讀 _的關(guān)聯(lián)。20將二維數(shù)組中各元素在存儲器中_錯位 _存放可以使行或列的各元素都能并行訪問，但會造成 _主對角線 _上各元素的并行訪問沖突。三、簡答題 (本大題共5 小題，每小題6 分，共 30 分 )請在答題卡上作答。21.簡述指令字格式優(yōu)化的措施。p80答： 采用擴展操作碼，并根據(jù)指令的頻度Pi 的分布狀況選擇適合的

6、編碼方式，以縮短操作碼的平均碼長； 采用多種尋址方式，以縮短地址碼的長度，并在有限的地址長度內(nèi)提供更多的地址信息；采用 0、 1、 2、3 等多種地址制，以增強指令的功能；在同種地址制內(nèi)再采用多種地址形式，讓每種地址字段可以有多種長度，且讓長操作碼與短操作碼進行組配；在維持指令字在存儲器中按整數(shù)邊界存儲的前提下，使用多種不同的指令字長度。22.簡述引入數(shù)據(jù)表示的原則。p612 / 6答：看系統(tǒng)的效率是否有顯著提高， 包括實現(xiàn)時間和存儲空間是否有顯著減少； 實現(xiàn)時間是否減少又主要看主存和處理機之間傳遞的信息量是否減少；看引入這種數(shù)據(jù)表示后， 其通用性和利用率是否提高。 如果只對某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)

7、效率高、而對其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)效率低，或應(yīng)用較少，將導(dǎo)致性價比下降。23.簡述數(shù)組多路通道的數(shù)據(jù)傳輸方式。p119答：數(shù)組多路通道在每選擇好一臺設(shè)備后， 要連續(xù)傳送完固定 K 個字節(jié)的成組數(shù)據(jù)后， 才能釋放總線，通道再去選擇下一臺設(shè)備， 再傳送該設(shè)備的 K 個字節(jié)。如此，以成組方式輪流交叉地為多臺高速設(shè)備服務(wù)。設(shè)備要想傳送N 個字節(jié)，就需要先給N/K 次申請使用通道總線才行。24簡述機群系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的并行系統(tǒng)的優(yōu)點。答: 系統(tǒng)有高的性能價格比；系統(tǒng)的開發(fā)周期短；系統(tǒng)的可擴展性好；系統(tǒng)的資源利用率高；用戶投資風(fēng)險小；用戶編程方便。25簡述 SIMD 系統(tǒng)的互連網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計目標。答： 結(jié)構(gòu)不要過于

8、復(fù)雜，以降低成本；互聯(lián)要靈活，以滿足算法和應(yīng)用的需求；處理單元間信息交換所需傳送步數(shù)盡可能少，以提高速度性能；能用規(guī)整單一的基本構(gòu)件組合而成，或經(jīng)多次通過或多級連接來實現(xiàn)復(fù)雜的互聯(lián)，使模塊性好，以便于用 VLSL實現(xiàn)并滿足系統(tǒng)的可擴展性。四、簡單應(yīng)用題 (本大題共 2 小題，每小題 l0 分，共 20 分 )請在答題卡上作答。26給出 N=8 的蝶式變換，如圖題26 圖所示。寫出互連函數(shù)關(guān)系。如果采用 omega 網(wǎng)絡(luò)，需幾次通過才能完成此變換？0。01。12。23。34。45。56。67。7題26 圖解： 互聯(lián)函數(shù)關(guān)系： f(P2P1P0)=P0P1P2 如果處理單元設(shè)有屏蔽位控制硬件，可讓

9、PE0、 PE2、 PE5 和 PE7 均處于屏蔽，PE1 、PE3、 PE4 和 PE6 為活躍，只需要在omega 網(wǎng)絡(luò)上通過一次，傳輸路徑無冗余。3 / 6如果處理單元未設(shè)置屏蔽位控制硬件，就需要在omega 網(wǎng)絡(luò)上通過兩次，此時，傳輸路徑就會出現(xiàn)很多冗余。27.由 3 位數(shù)（其中最低位為下溢處理的附加位）經(jīng) ROM 查表舍入法， 下溢處理成2 位結(jié)果，設(shè)計使下溢處理平均誤差接近于0 的 ROM 表，列出 ROM 編碼表的地址與內(nèi)容的對應(yīng)關(guān)系。解： 3位數(shù)的 ROM 下溢處理表共有 23=8 個地址，地址碼為000111，每個地址存放一個處理結(jié)果。下溢處理平均處理誤差接近于0 的 ROM

10、 處理表如圖27 所示地址000001010011100101110111內(nèi)容0001011010111111圖 27五、綜合應(yīng)用題(本大題共2 小題，每小題l0 分，共 20 分 )請在答題卡上作答。28如果通道在數(shù)據(jù)傳送期中，選擇設(shè)備的時間T5 為 10 s，傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)需要的時間TD 為 0.5 s。(1) 某低速設(shè)備每隔 500s發(fā)出一個字節(jié)數(shù)據(jù)請求，至多可接幾臺這種設(shè)備？(2) 對于題 28 表所示的低速設(shè)備，一次通信傳送的字節(jié)數(shù)不少于1024 個字節(jié)，則哪些設(shè)備可掛？哪些設(shè)備不可掛？設(shè)備ABCDEF設(shè)備速率1/0.11/0.61/0.21/0.251/0.81/0.55f i /B ·s-1題 28 表AF 設(shè)備的速率解： 低速設(shè)備每隔500? 發(fā)出一個字節(jié)的數(shù)據(jù)傳送請求，掛低速設(shè)備的通道應(yīng)按字節(jié)多路通道方式工作，極限流量：f max.byte =1/(TS+TD)如果所掛的臺數(shù)為m，設(shè)備的速率 f i 實際就是設(shè)備發(fā)出的字節(jié)傳送請求的間隔時間的倒數(shù)，相同設(shè)備，速率之和為m f i 。為了不丟失信息，應(yīng)滿足:1/(TS+TD)m f i于是 m 應(yīng)滿足：m1/(TS+TD)·fi=500/ （10+0.5 ）=48所以至多可掛48 臺低速設(shè)備。4 / 629有以下FORK 、JOIN 寫成的在多處理機上并行執(zhí)行的程