計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自考題模擬4

1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自考題模擬4（總分：99.98 ,做題時(shí)間：90分鐘）一、第I部分選擇題單項(xiàng)選擇題（總題數(shù)：10,分?jǐn)?shù)：10.00）1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)多級(jí)層次中，從下層到上層，各級(jí)相對(duì)順序正確的應(yīng)當(dāng)是 （分?jǐn)?shù)：1.00）A.匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí)，高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)B.微程序機(jī)器級(jí)，傳統(tǒng)機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)VC.傳統(tǒng)機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)D.匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，應(yīng)用語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)解析：考點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多層次結(jié)構(gòu)解析計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次由高到低分別為：應(yīng)用語(yǔ)言機(jī)器級(jí)、高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)、匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)、操作 系統(tǒng)機(jī)器級(jí)、傳統(tǒng)機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器級(jí)、微程序機(jī)器級(jí)。.存儲(chǔ)器

2、操作并行的典型例子是 （分?jǐn)?shù)：1.00）A.陣列處理機(jī)B.并行存儲(chǔ)器系統(tǒng)和相聯(lián)處理機(jī)VC.流水線處理機(jī)D.多處理機(jī)解析：考點(diǎn)并行存儲(chǔ)器系統(tǒng)解析下面是必須記住的幾個(gè)典型的例子：存儲(chǔ)器操作并行的典型例子是并行存儲(chǔ)器系統(tǒng)和相聯(lián)處理機(jī)，處理機(jī)操作步驟并行的典型例子是流水線處理機(jī)，處理機(jī)操作并行的典型例子是陣列處理機(jī)，指令、任務(wù)、作業(yè)并行的典型例子是多處理機(jī)。.對(duì)系統(tǒng)程序員不透明的應(yīng)當(dāng)是 （分?jǐn)?shù)：1.00）A.Cache存儲(chǔ)器B.系列機(jī)各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度C.指令緩沖寄存器D.虛擬存儲(chǔ)器 V解析：考點(diǎn)虛擬存儲(chǔ)器工作原理解析虛擬存儲(chǔ)器是一個(gè)主存一輔存兩級(jí)存儲(chǔ)層次。它對(duì)應(yīng)用程序是完全透明的，使應(yīng)用程序不必

3、作任何 修改就可以在系統(tǒng)上運(yùn)行。但是，在操作系統(tǒng)中必須配置相應(yīng)的管理軟件，能對(duì)其虛實(shí)外部地址的映像和 變換、程序的換道、程序由輔存調(diào)入主存、主存頁(yè)面的替換、存儲(chǔ)保護(hù)等進(jìn)行管理，所以對(duì)系統(tǒng)程序員來(lái) 說(shuō)是不透明的。.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，相對(duì)好的方法是 （分?jǐn)?shù)：1.00）A.從上向下設(shè)計(jì)B.從中間開始向兩邊設(shè)計(jì)VC.從兩邊向中間設(shè)計(jì)D.從下向上設(shè)計(jì)解析：考點(diǎn)“從中間開始”向兩邊設(shè)計(jì)方法解析“從中間開始”向兩邊設(shè)計(jì)可以克服“由上往下”和“由下往上”兩種設(shè)計(jì)中軟、硬件設(shè)計(jì)分離和 脫節(jié)的致命缺點(diǎn)。這是通用機(jī)一般采用的方法。.微指令由哪項(xiàng)直接執(zhí)行 （分?jǐn)?shù)：1.00）A.微指令程序B,硬件 VC.匯編程序D.

4、編譯程序解析：考點(diǎn)微指令的執(zhí)行原理解析微指令都是有硬件直接執(zhí)行的。.下列不屬于按CISC方向發(fā)展和改進(jìn)指令系統(tǒng)的選項(xiàng)是 （分?jǐn)?shù)：1.00）A.面向目標(biāo)程序的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)B.面向高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)C.面向硬件系統(tǒng)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)VD.面向操作系統(tǒng)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)解析：考點(diǎn)按CISC方向發(fā)展和改進(jìn)指令系統(tǒng)解析按CISC方向發(fā)展和改進(jìn)指令系統(tǒng)可以分別從面向目標(biāo)程序、面向高級(jí)語(yǔ)言、面向操作系統(tǒng)的優(yōu)化 實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向來(lái)敘述。.從流水線各功能段之間是否有反饋回路來(lái)判斷，可以把流水線分為 （分?jǐn)?shù)：1.00）A.線性流水線和非線性流水線V.靜態(tài)流水線和動(dòng)態(tài)流水線C.單功能流水線和多功能流水線D.標(biāo)量流水機(jī)和向量流水機(jī)解析：考點(diǎn)

5、流水線的分類方法解析從流水線中各功能段之間是否有反饋回路的角度，可以把流水線分為線性流水線和非線性流水線。.在輸入/輸出系統(tǒng)經(jīng)歷的三種方式中，中斷驅(qū)動(dòng)屬于 （分?jǐn)?shù)：1.00）A.程序查詢B.DMAC.程序控制I/O VD.I/O處理機(jī)解析：考點(diǎn)輸入/輸出系統(tǒng)解析輸入/輸出系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了 3個(gè)階段，相對(duì)應(yīng)于3種方式，即程序控制I/O（包括全軟件的、程序 查詢的、中斷驅(qū)動(dòng)的）、直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)（DMA）及I/O處理機(jī)方式。.開發(fā)并行的途徑有哪項(xiàng)資源重復(fù)和資源共享 （分?jǐn)?shù)：1.00）A.多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)B.多道分時(shí)C.分布式處理系統(tǒng)D.時(shí)間重疊 V解析：考點(diǎn)開發(fā)并行的途徑解析開發(fā)并行的途徑主要有 3種，

6、分別是時(shí)間重疊、資源重復(fù)和資源共享。.立方體單級(jí)網(wǎng)絡(luò)的頂點(diǎn)二進(jìn)制碼是010,不能連接下列哪個(gè)頂點(diǎn)上 （分?jǐn)?shù)：1.00）A.111 VB.011C.000D.110解析：考點(diǎn)立方體單級(jí)網(wǎng)絡(luò)解析每個(gè)處理單元只能直接連到其二級(jí)制編號(hào)的某一位取反的其他三個(gè)處理單元上。二、第n部分 非選擇題填空題（總題數(shù)：10,分?jǐn)?shù)：20.00）.通過(guò)重復(fù)設(shè)置硬件資源來(lái)提高可靠性或性能來(lái)開發(fā)并行性的途徑是（分?jǐn)?shù)：2.00）解析：資源重復(fù)考點(diǎn)并行性開發(fā)的途徑解析資源重復(fù)是通過(guò)重復(fù)設(shè)置硬件資源來(lái)提高可靠性或性能來(lái)開發(fā)并行性的途徑。.運(yùn)算中的精度損失是運(yùn)算中 1右移出計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)，使 2丟失造成的。（分?jǐn)?shù)：2.00）解析：尾數(shù)

7、 有效數(shù)字考點(diǎn)浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)基值的選擇解析運(yùn)算中的精度損失是運(yùn)算中尾數(shù)右移出計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)，使有效數(shù)字丟失造成的。.總線控制的優(yōu)先次序的確定可以有1、2、3三種不同的方式，也可以是它們的結(jié)合。（分?jǐn)?shù)：2.00）解析：串行鏈接 定時(shí)查詢獨(dú)立請(qǐng)求考點(diǎn)總線的控制方式解析優(yōu)先次序的確定可以有串行鏈接、定時(shí)查詢、獨(dú)立請(qǐng)求三種不同的方式，也可以是它們的結(jié)合。.通用寄存器除了存放源操作數(shù)、運(yùn)算結(jié)果外，也可能存放形成訪存操作數(shù)物理地址的1和2。（分?jǐn)?shù)：2.00）解析：變址值 基址值考點(diǎn)通用寄存器組相關(guān)的處理解析通用寄存器除了存放源操作數(shù)、運(yùn)算結(jié)果外，也可能存放形成訪存操作數(shù)物理地址的變址值和基址 值。.盡可能加速處理

8、1概率的事件要比加速處理概率很2的事件更能顯著提高性能。（分?jǐn)?shù)：2.00）解析：高 低考點(diǎn)哈夫曼壓縮原理解析盡可能加速處理高概率的事件遠(yuǎn)比加速處理概率很低的事件更能顯著提高性能。 TOC o 1-5 h z .通用寄存器組的相關(guān)有兩種解決辦法，分別是1和2。（分?jǐn)?shù)：2.00）解析：推后分析 設(shè)置相關(guān)專用通路考點(diǎn)通用寄存器組的相關(guān)處理解析通用寄存器組的相關(guān)有兩種解決辦法，分別是推后分析和設(shè)置相關(guān)專用通路。.評(píng)價(jià)存儲(chǔ)器性能的基本要求是低價(jià)格、1和2。（分?jǐn)?shù)：2.00）解析：大容量 高速度考點(diǎn)存儲(chǔ)的基本要求解析對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的基本要求是低價(jià)格、大容量和高速度。.總線按在系統(tǒng)中的位置分為芯片集、1和2。（

9、分?jǐn)?shù)：2.00）解析：板級(jí) 系統(tǒng)級(jí)考點(diǎn)總線的分類解析總線按在系統(tǒng)中的位置分芯片級(jí) （CPU芯片內(nèi)的總線）、板級(jí)（連接插件板內(nèi)的各個(gè)組件，也稱局部 總線或內(nèi)部總線）和系統(tǒng)級(jí)（系統(tǒng)間或主機(jī)與I/O接口或設(shè)備之間的總線）等三級(jí)。.控制方式對(duì)各個(gè)交換開關(guān)進(jìn)行控制的方式，分別是級(jí)控制、1和2。（分?jǐn)?shù)：2.00）解析：?jiǎn)卧刂?部分級(jí)控制考點(diǎn)基本的多級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)解析控制方式對(duì)各個(gè)交換開關(guān)進(jìn)行控制的方式，分別是級(jí)控制、單元控制、部分級(jí)控制。（1）級(jí)控制：同一級(jí)的所有開關(guān)只用一個(gè)控制信號(hào)控制，同時(shí)只能處于同一種狀態(tài)。（2）單元控制：每一個(gè)開關(guān)都由自己獨(dú)立的控制信號(hào)控制，可各自處于不同的狀態(tài)。（3）部分級(jí)控制：第

10、i級(jí)的所有開關(guān)分別用i+1個(gè)信號(hào)才$制，i介于0和n-1之間，n為級(jí)數(shù)。.在多處理機(jī)上，各處理機(jī)的程序段并行必然是異步的，出現(xiàn)的三種數(shù)據(jù)相關(guān)分別是1、2和數(shù)據(jù)相關(guān)（分?jǐn)?shù)：2.00）解析：數(shù)據(jù)反相關(guān) 數(shù)據(jù)輸出相關(guān)考點(diǎn)程序性并行性的分析解析程序段之間必然會(huì)出現(xiàn)類似的三種數(shù)據(jù)相關(guān)，分別是數(shù)據(jù)相關(guān)、數(shù)據(jù)反相關(guān)和數(shù)據(jù)輸出相關(guān)。三、簡(jiǎn)答題（總題數(shù)：5,分?jǐn)?shù)：30.00）.并行處理計(jì)算機(jī)除分布處理、MP林口機(jī)群系統(tǒng)外，還有哪四種基本結(jié)構(gòu) ？它們各自解決的基本問(wèn)題是什么？（分?jǐn)?shù)：6.00） 正確答案：（）解析：并行處理計(jì)算機(jī)還有四種結(jié)構(gòu)：流水線計(jì)算機(jī)、陣列處理機(jī)、多處理機(jī)、數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)。流水線計(jì) 算機(jī)解決擁塞

11、控制，沖突防止，分支處理，指令和數(shù)據(jù)的相關(guān)處理，流水線重組，中斷處理，流水線調(diào)度 以及作業(yè)順序的控制等。陣列處理機(jī)解決處理單元靈活、規(guī)律的互連模式和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，存儲(chǔ)器組織， 數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的分布算法，針對(duì)具體應(yīng)用題目的高效并行算法等問(wèn)題，盡可能將標(biāo)量循環(huán)運(yùn)算轉(zhuǎn)成向量 運(yùn)算以消除循環(huán)，避免相關(guān)。多處理機(jī)解決處理機(jī)間互連和存儲(chǔ)器組織等，存儲(chǔ)管理、資源分配、任務(wù)分 解、系統(tǒng)死鎖的防止、進(jìn)程間的通信和同步、多處理機(jī)的調(diào)度、系統(tǒng)保護(hù)等，高效并行算法和并行語(yǔ)言的 設(shè)計(jì)等問(wèn)題。數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)主要研究合適的硬件組織和結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)流程序圖，能高效并行執(zhí)行數(shù)據(jù)流語(yǔ)言 以及解決目前數(shù)據(jù)流機(jī)存在的某些問(wèn)題。.簡(jiǎn)述三種面

12、向的尋址方式的關(guān)系。（分?jǐn)?shù)：6.00） 正確答案：（）解析：3種尋址方式各有特點(diǎn)但又不相互排斥。面向寄存器的尋址速度最快，但需增大寄存器的硬件開銷。面向主存的尋址速度比面向寄存器的尋址速度慢，但可使用少量的寄存器。面向堆棧的尋址可減輕編譯的負(fù)擔(dān)，不用考慮寄存器的優(yōu)化分配，很好地支持了程序的調(diào)用，可省去命令中的地址字段，但速度慢，甚至比面向主存的尋址慢。3種面向的尋址不互相排斥。在同一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，應(yīng)以一種面向的尋址為主，輔以其他面向的尋址，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短。例如，在堆棧型機(jī)器中，可增設(shè)面向寄存器的尋址方 式；除直接訪問(wèn)棧頂外，還能訪問(wèn)棧中任意單元；可增設(shè)硬堆?；蛟鲈O(shè)棧頂寄存器組來(lái)提高運(yùn)算速度。 23

13、.簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)RISC的一般原則。（分?jǐn)?shù)：6.00） 正確答案：（）解析：（1）確定指令系統(tǒng)時(shí)，只選擇使用頻度很高的那些指令，再增加少量能有效支持操作系統(tǒng)、高級(jí)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)及其他功能的指令，大大減少指令條數(shù)，使之一般不超過(guò)100條。（2）減少指令系統(tǒng)所用尋址方式種類，一般不超過(guò)兩種。（3）讓所有的指令都在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成。（4）擴(kuò)大通用寄存器數(shù)，一般不少于32個(gè)，盡量減少訪存，只有存取指令訪存。（5）為提高指令執(zhí)行速度，大多數(shù)指令都用硬聯(lián)控制實(shí)現(xiàn)，少數(shù)指令才用微程序?qū)崿F(xiàn)。（6）通過(guò)精簡(jiǎn)指令和優(yōu)化設(shè)計(jì)編譯程序，簡(jiǎn)單有效地支持高級(jí)語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)。.簡(jiǎn)要解釋提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并行性的三個(gè)技術(shù)途徑。（分?jǐn)?shù)：6.00

14、）正確答案：（）解析：（1）時(shí)間重疊：引入時(shí)間因素，是讓多個(gè)處理過(guò)程在時(shí)間上相互錯(cuò)開，輪流使用同一套硬件設(shè)備的各個(gè)部分，以加快硬件周轉(zhuǎn)使用來(lái)贏得速度。（2）資源重復(fù)，是引入空間因素，通過(guò)重復(fù)設(shè)置硬件資源來(lái)提高性能。（3）資源共享，是用軟件方法讓多個(gè)用戶按一定時(shí)間順序輪流使用同一套資源，來(lái)提高其利用率，相應(yīng)也就提高了系統(tǒng)的性能。.簡(jiǎn)述程序的動(dòng)態(tài)再定位的思想。（分?jǐn)?shù)：6.00） 正確答案：（）解析：在硬件上設(shè)置基址寄存器和地址加法器。在程序不作變換直接裝入主存的同時(shí)，裝入主存的起始地 址存入對(duì)應(yīng)該道程序使用的基址寄存器中。程序執(zhí)行時(shí)，只要通過(guò)地址加法器將邏輯地址加上基址寄存器 的程序基址形成物理（

15、有效）地址后去訪存即可。四、簡(jiǎn)單應(yīng)用題（總題數(shù)：2,分?jǐn)?shù)：20.00）.設(shè)某系統(tǒng)的中斷源的中斷請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)分為4級(jí)，從高到低為1、2、3、4。設(shè)中斷級(jí)屏蔽位為“ 1”，對(duì)應(yīng)屏蔽；中斷級(jí)屏蔽位為“ 0”，對(duì)應(yīng)開放。要求中斷處理次序與中斷響應(yīng)次序相同，請(qǐng)給出各級(jí)中斷處理 程序的中斷級(jí)屏蔽位的設(shè)置（要求：先進(jìn)行文字說(shuō)明，再畫出中斷級(jí)屏蔽位表）o（分?jǐn)?shù)：10.00 ）解析：要求中斷處理次序?yàn)?、2、3、4,即要求：中斷處理程序1應(yīng)屏蔽其他所有中斷請(qǐng)求，包括同級(jí)的其他請(qǐng)求，以保證中斷處理程序1能優(yōu)先執(zhí)行完；中斷處理程序2屏蔽中斷請(qǐng)求2、3和4,并對(duì)中斷請(qǐng)求1開放；中斷處理程序3屏蔽中斷請(qǐng)求3和4,并對(duì)中斷

16、請(qǐng)求1和2開放；中斷處理程序4屏蔽中斷請(qǐng)求4,并對(duì)中斷請(qǐng)求1、2和3開放。中斷請(qǐng)求中斷處理程序級(jí)別中斷級(jí)屏蔽位1234111111220111330011440001?？键c(diǎn)中斷處理27.某字節(jié)多路通道連接 8臺(tái)外部設(shè)備，其數(shù)據(jù)傳輸速率見下表。設(shè)備號(hào)1 2 3 4 5 6 7 8傳輸速率（kbit/s）15 25 15 100 80 30 10 25計(jì)算所有設(shè)備都工作時(shí)的通道實(shí)際最大流量和實(shí)際的工作周期。（分?jǐn)?shù)：10.00）解析：F=（15+25+15+100+80+30+10+25）=300kbi/sT=1/F=1/（300 X1024）=0.00326ms/bit 。考點(diǎn)指令流水五、綜合應(yīng)用

17、題（總題數(shù)：2,分?jǐn)?shù)：20.00）在下列不同類型的處理機(jī)上做向量運(yùn)算：D=（A+B）XC,向量長(zhǎng)度均為4,每個(gè)周期的時(shí)間為10ns。分別計(jì)算所需的最短時(shí)間，寫出簡(jiǎn)要計(jì)算過(guò)程。（分?jǐn)?shù)：9.99）.SISD單處理機(jī)，有一個(gè)通用運(yùn)算部件，每3個(gè)周期做完一次加法，或每 4個(gè)周期做完一次乘法。（分?jǐn)?shù)：3.33） 正確答案：（）解析：10nsx 4X （3+4）=280ns,4次加法和4次乘法串行執(zhí)行。.流水線處理機(jī)，有一條兩功能靜態(tài)流水線，加法經(jīng)過(guò)其中的3段，乘法經(jīng)過(guò)其中的 4段，每段的延遲時(shí)間均為一個(gè)周期。（分?jǐn)?shù)：3.33） 正確答案：（）解析：10nsx（6+7）=130ns,流水線執(zhí)行 4次加法需要6個(gè)周期，流水線執(zhí)行 4次乘法需要7個(gè)周期。.向量處理機(jī)，有獨(dú)立的加法器和乘法器，加法器采用3段流水線，乘法器采用 4段流水線，每段的延遲時(shí)間均為一個(gè)周期，采用向量鏈接方式工作。(分?jǐn)?shù)：3.33)正確答案：()解析：10nsx (7+3)=100ns,得到第 1個(gè)結(jié)果需要7個(gè)周期，另外3個(gè)結(jié)果需要3個(gè)周期?？键c(diǎn)向量處理機(jī)某4段的流水處理機(jī)需要7拍才能完成某一個(gè)工