北科計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)真題及其他習(xí)題

1、計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)習(xí)題第一章1. 計算機(jī)系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)從上到下的順序分別是 、 、。2.以往對計算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計方法有設(shè)計和設(shè)計，它們分別適用于設(shè)計和設(shè)計。研究計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重點是，其主要目的是。計算機(jī)系統(tǒng)的 3T 性能目標(biāo)是、 。以為主實現(xiàn)的機(jī)器為，由硬件或固件實現(xiàn)的是。3.4.5.6.7.解決可移植的辦法有、和。計算機(jī)中的兩種信息流是和，計算機(jī)系統(tǒng)按流分類可分為 、 和。計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要指。8.9.高CPU為了提的利用率，有效的途徑是、。10. 計算機(jī)系統(tǒng)的主要軟、硬件交界面特性包括、。11在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，提高A、提高解題速度C、提高系統(tǒng)的靈活性功能實現(xiàn)的比例會()。 B、減少需要的存

2、貯容量D、提高系統(tǒng)的性能價格比12對計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)透明的是()。A、數(shù)據(jù)表示C、虛擬存貯器B、是否使用通道型 IO 處理機(jī)D、VLSI 技術(shù)（Very large scaleegration）13對匯編語言程序員透明的是( A、IO 方式中的DMAC、信息保護(hù)方式)。方式B、浮點數(shù)據(jù)表示D、程序性中斷14系列機(jī)應(yīng)做到()。A、向前兼容，并向上兼容 C、向前兼容，并向下兼容15推出系列機(jī)的新機(jī)器，不能更改的是( A、原有指令的尋址方式和操作碼C、數(shù)據(jù)通路寬度B、向后兼容，力爭向上兼容 D、向后兼容，力爭向下兼容)。B、系統(tǒng)總線的組成D、存貯的集成度16不同系列的機(jī)器之間，實現(xiàn)移植的途徑不包括()

3、。A、用C、模擬B、用的匯編語言D、仿真的高級語言17在計算機(jī)系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)中，單條指令執(zhí)行速度最快的一級是（ ）。A、L5（應(yīng)用語言）級C、L1（機(jī)器語言）級B、L2（操作系統(tǒng)）級D、L0（微程序）級18在計算機(jī)系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)中，單條指令功能最強(qiáng)的一級是（ ）。A、L5（應(yīng)用語言）級C、L1（機(jī)器語言）級B、L2（操作系統(tǒng)）級D、L0（微程序）級19簡述計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計中軟硬件取舍 3 原則。20硬件在什么意義上是等效的，在什么意義上是不等效的。參考：1 應(yīng)用語言級 高級語言級 匯編語言級 操作系統(tǒng)級 機(jī)器語言級 微程序語言級。2 從上而下從下到上機(jī)通用機(jī)3 軟、硬件交界面計算機(jī)系統(tǒng)的

4、性能/價格比4 1 TFLOPS 的計算能力1 TByte 的主存容量1 TBytes 的 IO 帶寬5 虛擬機(jī)實際機(jī)器6高級語言 模擬仿真SISD系列機(jī)SIMD7 控制流數(shù)據(jù)流MI SDMIMD匯編語言程序員任務(wù)單一化 操作 10指令系統(tǒng) 數(shù)據(jù)表示 11.C12.D13.A14.B19. 答：化 吞吐匹配化中斷系統(tǒng)程序多道化 系統(tǒng) I/O 系統(tǒng)17.D18.A15.A16.B在現(xiàn)有器件的條件下，系統(tǒng)要有較高的性能價格比；不要不合理地限制各種組成、實現(xiàn)技術(shù)的采用；3） 硬件的設(shè)計要考慮如何為提供更好的支持。20.答：硬件在邏輯功能上是等效的，但是，在性能、價格、實現(xiàn)的難易程度上卻是各不相同的，

5、硬件執(zhí)行速度快，靈活性好。即硬件在物理意義上是不等效的。第二章一、概念題1234自定義數(shù)據(jù)表示中的兩種類型是。向量數(shù)據(jù)的三要素，并由此可推出和。浮點數(shù)的基值 rm 可對有影響。最常用的數(shù)據(jù)表示是（ ）數(shù)據(jù)表示。A. 定點B. 浮點C. 向量D. 自定義5浮點數(shù)的精度主要由（ ）決定。A. 基值 rmB. 尾數(shù)的位數(shù)C. 補(bǔ)碼階D. 階的位數(shù)?6規(guī)格化浮點數(shù)的尾數(shù)最高一位二進(jìn)制數(shù)（ ）。A. 一定為 1B. 一定為 0C. 任意D. 不一定為 178910在浮點數(shù)的下溢處理中，下溢是。按綜合誤差從小到大對浮點數(shù)下溢處理方法是。編碼的是。對于 RISC 機(jī)器()A.C.B. 尋址方式多D.運(yùn)算類指

6、令只使用寄存器）無關(guān)。指令編碼不等長不能器11. 浮點數(shù)的基值 rm 與（A. 數(shù)的表示范圍B. 精度C. 表示比eD. 階的位數(shù)尋址有面向、和等尋址方式。邏輯地址是指，程序在主存中的實際地址稱為主存地址?；穼ぶ肥菍Φ刂房臻g到地址空間變換的支持，以利于實現(xiàn)程序的。15. 設(shè)浮點數(shù)尾數(shù)為 16 位原碼表示，初值=2H，附加位=1，采用 ROM 查表法使用尾數(shù)低 8 位和附加位進(jìn)行下溢尾數(shù)處理的結(jié)果為 H。16. 尾數(shù)下溢處理中，實現(xiàn)最簡單的是()。A截斷法C恒置“1”法B舍入法D查表舍入法17. 尾數(shù)下溢處理中，平均誤差可調(diào)節(jié)到零的是()。A截斷法C恒置“1”法B舍入法D查表舍入法18. 尾數(shù)

7、下溢處理中，硬件量最大最復(fù)雜的是()。A截斷法C恒置“1”法B舍入法D查表舍入法19. 支持動態(tài)地址再定位的尋址方式是()。A基址尋址C變址尋址B間接尋址D直接尋址20. 變址尋址的主要作用是()。A支持程序的動態(tài)再定位B支持訪存地址的越界檢查C支持向量、數(shù)組的運(yùn)算尋址 D支持操作系統(tǒng)中的進(jìn)程調(diào)度二、計算繪圖題1 分別利用兩級描述符和三級描述符描述下列陣列數(shù)據(jù)。a00 a10 A= a20a30a01 a11 a21a31a02 a12 a22a32a03 a13 a23a33b00 b10B= b20b30b01 b11 b21b31b02 b12 b22b32b03 b13 b23b332

8、 分別用 rm =2 和 8，在不包括符號位在內(nèi)的 p=3，m=3 且非負(fù)階、正尾數(shù)、規(guī)格化條件下先列出兩種 rm 的規(guī)格化浮點數(shù)表。分別計算rm =2 和 8 條件下規(guī)格化數(shù)的個數(shù)，數(shù)的表示范圍及表示比 e。31）2）3）4）有數(shù)學(xué)表達(dá)式 S=（A+B）*（C-D）+E/F-（G+H）*I畫出數(shù)學(xué)表達(dá)式的樹結(jié)構(gòu)；利用后序遍歷法寫出其逆波蘭表達(dá)式；在堆棧機(jī)器上寫出其各步的計算過程；用HP-3000 堆棧指令對逆波蘭表達(dá)式編程。4經(jīng)統(tǒng)計，某機(jī) 14 條指令使用頻度分別為 0.01，0.15，0.12，0.03，0.02，0.04，0.02，0.04，0.01，0.13，0.15，0.14，0.1

9、1，0.03，? 畫HuffmanA 方案的樹結(jié)構(gòu)，分別用等長法，HA 方案，擴(kuò)展法進(jìn)行編碼，同時說明所用擴(kuò)展方案的理由，并分別計算各種方案編碼的平均碼長。5. 某機(jī)指令字長 16 位，每個地址字段有 4 位，試設(shè)計 12 條三地址指令，62 條兩地址指令和 31 條單地址指令和 32 條零地址指令，能滿足上述要求嗎？為什么？如果在保證 32 條零地址指令條件下，且無剩余指令編碼，將如何調(diào)整以滿足要求？并將調(diào)整后各類指令編碼示意圖畫出。參考：1 標(biāo)志符 描述符2址 向量長度 位移量起始地址 有效向量長度3 數(shù)的個數(shù) 數(shù)的范圍精度 稀密度4 A5. B6. D指尾數(shù)右移過程中丟掉的溢出位查表舍入

10、法、 舍入法 恒置 1 法 截斷法。指令使用頻度不同時采用不等長編碼10 D11. D12 寄存器、堆棧或主存13 程序員編程用的地址物理14 邏輯 物理 動態(tài)再定位15 216 A17.D18. D19. A20. C第三章一、概念題1總線控制方式的目的是采用何種方法以獲取總線的使用權(quán)，以大的類型來講，兩大類總線控制方式是分布式和集中式控制方式。2集中式總線控制方式有串行、獨(dú)立請求、定時查詢和串行與獨(dú)立請求，其中，速度最快的是獨(dú)立請求而速度最慢的是串行。總線按其用法來分有和非總線數(shù)據(jù)寬度（ ）。A與總線數(shù)相等C. 每次交換相同的數(shù)據(jù)量兩類。B. 利用一次總線交換的數(shù)據(jù)量D. 為總線線數(shù)的固定

11、倍數(shù)5中斷系統(tǒng)是由（A. 中斷源自己C. 中斷處理程序）組成的系統(tǒng)。B. 所有中斷源D. 中斷邏輯和中斷處理程序6. 程序控制傳送方式的主要特點是（ ）。A. 對 CPU 利用率高C. 接口電路較簡單7. I/O 系統(tǒng)（ ）。B. 有利于外設(shè)的速度提高D. 有利于解放CPUA. 有硬件B. 有接口電路和控制程序D.由硬件本身執(zhí)行入出程序C. 由 CPU 執(zhí)行入出程序8. 具有多級中斷的中斷源響應(yīng)的優(yōu)先級（ ）A. 全由 CPU 控制C. 用戶可以控制9. 總線控制方式是（A. 選用多少條總線B. 用戶不能控制D.全由硬件決定）B.采用何種辦法獲取總線的使用權(quán)D. 采用源控式與目控式C. 采用何

12、種類型的總線10.（ ）可稱為 I/O 系統(tǒng)。A.程序直接控制傳遞B. 中斷系統(tǒng)C.DMA11. 通道程序由（D.通道）。A.C.B.I/O 指令D.用戶組織?通道指令CPU 解釋12. 通道（ ）。A. 是一個 I/O 處理裝置C. 它不需要中斷13數(shù)據(jù)通路出錯引起的中斷是(B. 是一個 I/O 處理電路D. 它不是 I/O 系統(tǒng))。A、機(jī)器校驗中斷 C、外中斷14數(shù)據(jù)通路寬度是在B、訪管中斷 D、程序性中斷里，數(shù)據(jù)傳送的物理寬度。15盡管中斷響應(yīng)次序由硬件排隊器固定好了，但中斷實際處理完的次序是可以通過修改各中斷級處理程序的位，而動態(tài)改變。16中斷系統(tǒng)軟硬件功能分配實質(zhì)是中斷硬件和中斷的功

13、能分配。中斷嵌套時，在處理某級中斷中的某個中斷處理過程中是不能被中斷請求所中斷。字節(jié)多路通道適用于連接大量速設(shè)備，通道“數(shù)據(jù)寬度”為 。數(shù)組多路通道適用于連接多臺速設(shè)備，通道“數(shù)據(jù)寬度”為。選擇通道適用于連接多臺速設(shè)備，通道“數(shù)據(jù)寬度”為。什么時候產(chǎn)生中斷嵌套？二、計算繪圖題1. 設(shè)中斷級位設(shè)置如下表：位“1”對應(yīng)于開放，“0”對應(yīng)于，各級中斷處理程序的中斷級1)當(dāng)中斷響應(yīng)先后次序為 1234，其中斷處理次序是什么？2) 如果所有的中斷處理都各需要 3 個時間，當(dāng)正在運(yùn)行主程序時，同時發(fā)生 2、3級中斷請求，過兩個時間又同時有 1、4 級中斷請求，試畫出中斷響應(yīng)處理時空圖 .2.在采用計數(shù)器的

14、集中式定時查詢方式中，已知 64 個，要求完成：畫出結(jié)構(gòu)示意圖；計算所需獨(dú)立線數(shù)；簡述工作過程。3. 統(tǒng)有如下所示的通道及子通道流量（KB/S） ：流量 子通道通道子通道12345字節(jié)多路10040401010數(shù)組多路460520680390130選擇620580490520420中斷處理程序級別級 屏 蔽 位1234一0000二1011三1000四1010對字節(jié)多路通道：計算通道流量；畫出一個完整申請周期時空圖；計算通道為滿足流量要求對每個字節(jié)的申請從響應(yīng)到處理完所需的最長時間； 2)計算通道系統(tǒng)流量。3)若通道系統(tǒng)為整個器系統(tǒng)流量的 1/4,求器流量。4) 若器為單體字節(jié)結(jié)構(gòu)，求器的存取周

15、期。參考：1.2.采用何種方法以獲取總線的使用權(quán) 分布式集中式與獨(dú)立請求相結(jié)合串行獨(dú)立請求非獨(dú)立請求定時查詢串行串行3.4.14.B5. D6.A7.A8.D9.B10.C11.D12.C13.A同一時鐘周期中斷級15.16.17.18.19.20.處理程序響應(yīng)處理程序同級及更低級的其它低高單字節(jié)定長塊優(yōu)先級高的中高可變長塊21在程序運(yùn)行中，有更高級別的中斷請求出現(xiàn)時產(chǎn)生中斷嵌套。第四章一、概念題1管理中的地址映象方式有、和。2 并行主存中多體器的編址方式有、 兩種，而對它們的啟動方式又有和兩種。3體系有兩個分支，一個是，評價它的指標(biāo)是和；而另一分支是，評價它的指標(biāo)是和。常用的替換算法是，而實

16、現(xiàn)此算法的方法有、。在體系中為擴(kuò)充主存容量用，為提高訪存速度用。6器的總?cè)萘?S 是指（A、單元數(shù)U 訪存空間大?。、器的地址線數(shù)D、存放二進(jìn)制總位數(shù)7 并行主存系統(tǒng)（A、 必須有多個C、可以是一個）。體體）。器B、只需一個D、不允許多個體體8 虛擬器（A、 沒有這種B、它是種主輔存體系結(jié)構(gòu)D、它是一個輔存C、它是主存的部分9 為擴(kuò)充訪存空間且具有高的性能價格比，采用（）。器A、兩級器B、增加主存容量C、多體D、虛擬器10 采用組相聯(lián)映象的 cache器，為了提高等效速度應(yīng)（）。A. 增加主存容量（cache 大小不變）C. 增加 cache 的塊數(shù)（塊的大小不變）B. 減少組的大?。▔K的

17、大小不變）D. 減少塊的大?。ńM的大小不變）11 最容易實現(xiàn)的替換算法（）。C、OPTA、FIFOB、LRUD、堆棧法）。12 為提高訪存速度而又提高性能價格比，采用（A、 引入 cacheB、 引入虛擬器B、直接提高主存速度D、主存采用多體結(jié)構(gòu)器）。13體系（A、僅一種器 B、任兩種）。器C、無替換算法D、必須有映象結(jié)構(gòu)14系統(tǒng)（A、僅一種15 cache器 B、至少有兩種器C、就是 cacheD、就是主存器是（）。A、體系B、非體系速度無關(guān)的是(C、處于主存內(nèi))。C、主存的容量D、擴(kuò)充主存容量16 與虛擬存貯器的等效A、頁地址流B、頁面調(diào)度策略D、輔存的容量17 地址的映象是建立的對應(yīng)關(guān)系

18、，地址的變換是按建立的地址映象關(guān)系，由虛地址的過程。18 頁面替換是發(fā)生于頁面失效，同時又發(fā)生的時候。評價存貯器性能的基本要求是、和低價格。評價虛擬存貯器所用替換算法的好壞，主要是看主存率的高低，其次看算法是否易于，以及所需的輔助的多少。在（ 在或：在體系中為擴(kuò)充主存容量用 Cache）體系中為擴(kuò)充主存容量用虛擬體系中為提高主存速度用 Cache器。器。器。二、計算繪圖題1 某輔存共 8 個頁面，每頁 1024 字，實際主存為 4096 字，采用頁表法進(jìn)行地址映象，映象表內(nèi)容如下表所示：列出會發(fā)生頁面失效的全部虛頁號。列出命中頁面的全部虛頁號。以下地址計算主存實地址：0，3728，1023，1

19、024，2055，7800，4096，6800。2 有一個采用頁式管理的虛擬 s，所有頁表均放在主存。1)計算頁表層次數(shù)；器共有 220 個頁面，頁面容量為 512 個單元，tm=0.25實頁號裝入位31112030211001002)從查表開始到實現(xiàn)主存需要幾次主存？3)從器取一個操作數(shù)，從查表開始共用時多少？4)在上述結(jié)構(gòu)中，要求從查表開始到最后實現(xiàn)取出一個操作數(shù)時間為 0.25s，此時又要求 tm=？3有一個 cache主存體系結(jié)構(gòu)，cache 只有 3 塊，采用全相聯(lián)映象，LRU 替換算法，cache開始為空，主存塊地址流為：2,3,2,1,5,2,4,5,3,2,5,2，tc=0.0

20、2s，tm=0.2s。1）畫出隨時間推移，cache 中塊號的調(diào)入、命中、替換變化時空圖；2) 計算上述塊地址流的cache中率和等效cache 主存時間 tA。4 某頁面地址流為 2,3, 2,1,4,2,4,2,3,1,5,2,5,2,3主存頁面數(shù) n=3（1）分別利用 FIFO，LRU，OPT 畫出頁面調(diào)進(jìn)，命中，替換頁面變化時空圖；（2）分別計算各自中率 。5 有如下頁面地址流：2,1,3,1,4,2,5,3,2,1,2,3,4,1,5 利用堆棧技術(shù)一次模擬 LRU 在 n=3,4,5條件下頁面變化時空圖，同時分別命中的頁面以及計算它們各自中率。6 有一個 cache主存體系，主存有

21、8 塊（07），cache 有 4 塊（03），采用組相聯(lián)映象，每組 2 塊，用 LRU 替換算法，設(shè)2，5，4，6，4，7，2。cache 開始為空。主存的塊地址流為 1，2，4，1，3，7，0，1，畫出主存，cache 地址各字段對應(yīng)關(guān)系（標(biāo)出位數(shù)）；畫出主存，cache 空間塊的映象對應(yīng)關(guān)系示意圖；列出隨時間推移 cache 中各塊的使用狀況；(4)對于（3），塊失效、塊爭用的時刻；(5)對于（3），求出此期間 cache時間 tA (設(shè) tm=15ns,tc=2ns)。 p177 4.18 題中率及等效7參考1.2.3.：全相聯(lián) 直接相聯(lián) 組相聯(lián) 段相聯(lián)體內(nèi)連續(xù)編址體間連續(xù)編址中率 H

22、同步啟動 異步啟動空間利用率 Cache-主存體系虛擬器命H 和等效時間 tARLU虛擬4.5.6.堆棧法器比較對法Cache-主存體系D7.C8.B9.D10.C11.A12.A13.D14.B15.A16.D虛、實地址頁面爭用虛地址找到實地址19. 大容量高速度20. 命中 實現(xiàn) 軟硬件第五章一、概念題1 解決數(shù)相關(guān)的方法有和。2控制方式中，可能發(fā)生的兩種等待是和。在流水線中，向量處理的方式有、。在控制方式中的兩類相關(guān)是和。5 在流水方式中，對全局性相關(guān)處理可采用、和。6 向量特性中的相關(guān)（）。A、 不利于流水線性能的提高C、有利于流水線性能的提高B、會降低流水線的 FLOPSD、避免相關(guān)

23、出現(xiàn)7 陣列流水線是（）。A 宏流水線 B、是二維以上流水線 C、是一維流水線 D、動態(tài)流水線8控制方式（）。A、 不影響 CPU 結(jié)構(gòu)C、可提高吞吐率B、CPU 成本低D、可縮短一條指令的執(zhí)行時間9控制方式（）。A、將兩條指令同時處理C、對指令不用劃分過程段B、對指令要劃分過程時間要完全匹配D、有兩條或兩條以上指令在不同過程段上執(zhí)行10 要能實現(xiàn)操作，必須具有（）。A、多個 CPU B、多個處理機(jī) C、多個器D、先行控制11控制中等待執(zhí)行是因為（）。A、ti 譯ti+1 取B、ti 執(zhí)ti+1 譯C、ti 執(zhí)ti+1 譯D、ti 執(zhí)ti+1 取12控制中等待譯碼是因為（）。A、ti 譯ti+1 取B、ti 執(zhí)ti+1 譯C、ti 執(zhí)ti+1 取D、ti 譯ti+1 取13 靜態(tài)流水線（）。A、 固定的單功能流水線C、不同時刻只能組成一條不同的流水線B、是多功能流水線D、也是均勻流水線14 動態(tài)流水線是（）。A、 在不同時刻可組成數(shù)條流水線C、不同時刻只能組成一條不同的流水線B、標(biāo)量流水線D、向量流水線15 向量特性中的目寄存器（）。A、 某個目寄存又作另一個條的源寄存器C、不同指令使用了同一個目