2020年度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自考真題模擬及答案02325歷年試題全帶答案

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自考真題及答案02325歷

年試題全帶答案

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全國(guó)4月高等教育自學(xué)考試

一、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共10分）在每小題的四個(gè)

備答案中有一個(gè)正確的答案，將正確答案的序號(hào)寫(xiě)在

題干后的括號(hào)內(nèi)）

L計(jì)算機(jī)使用的語(yǔ)言是（B）

A.專(zhuān)屬軟件范疇，與計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)B.分屬于

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個(gè)層次

C.屬于用以建立一個(gè)用戶的應(yīng)用環(huán)境D.屬于符

號(hào)化的機(jī)器指令

2.動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流機(jī)最突出的特點(diǎn)是使（C）

A.數(shù)據(jù)流令牌無(wú)標(biāo)號(hào)B.需要程序記數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)C.

令牌帶上標(biāo)號(hào)D.同步由門(mén)（Latch）寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)

3.多處理機(jī)上兩個(gè)程序段之間若有先寫(xiě)后讀的數(shù)據(jù)相

關(guān)，則（B）

A.能夠并行執(zhí)行B.不可能并行C任何情況均可交

換串行D.必須并行執(zhí)行

4.多處理機(jī)的各自獨(dú)立型操作系統(tǒng)（D）

A.要求管理程序不必是可再入的B.適合于緊耦合多

處理機(jī)C工作負(fù)荷較平衡D.有較高的可靠性

5.輸入輸出系統(tǒng)硬件的功能對(duì)（B）是透明的。

A.操作系統(tǒng)程序員B.應(yīng)用程序員C.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

人員D.機(jī)器語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)員

6,啟動(dòng)I/O”指令是主要的輸入輸出指令，是屬于（B）

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A.目態(tài)指令B.管態(tài)指令C目態(tài)、管態(tài)都能用的指

令D.編譯程序只能用的指令

7.全相聯(lián)地址映象是指（A）

A.任何虛頁(yè)都可裝入主存中任何實(shí)頁(yè)的位置B.一個(gè)

虛頁(yè)只裝進(jìn)固定的主存實(shí)頁(yè)位置

C.組之間是固定的，而組內(nèi)任何虛頁(yè)能夠裝入任何實(shí)

頁(yè)位置D.組間可任意裝入，組內(nèi)是固定裝入

8.（C）屬于MIMD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

A.各處理單元同時(shí)受同一個(gè)控制單元的管理B.各處

理單元同時(shí)接受同一個(gè)控制單元送來(lái)的指令

C.松耦合多處理機(jī)和多計(jì)算機(jī)D.陣列處

理機(jī)

9.設(shè)16個(gè)處理器編號(hào)分別為0,1,2,…，15用Cubes

互聯(lián)函數(shù)時(shí)，第10號(hào)處理機(jī)與第（D）號(hào)處理機(jī)相

聯(lián)。

A.llB.8C.14D.2

10.若輸入流水線的指令既無(wú)局部性相關(guān)，也不存在全局

性相關(guān)，貝?。荩ˋ）

A.可獲得高的吞吐率和效率B.流水線的效率和吞吐

率惡化C.出現(xiàn)瓶頸D.可靠性提高

二、填空題（每空1分，共20分）

11.標(biāo)志符與每個(gè)數(shù)據(jù)相連，合存于一同一存儲(chǔ)單元

，用于描述單個(gè)數(shù)據(jù)的一類(lèi)型特征___O

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12.總線仲裁算法有：靜態(tài)優(yōu)先級(jí)算法、固定時(shí)間片算法、

—?jiǎng)討B(tài)優(yōu)先級(jí)算法和__先來(lái)先服務(wù)—算法。

13.計(jì)算機(jī)仿真用一微程序—解釋?zhuān)?jì)算機(jī)模擬用

機(jī)器語(yǔ)言—解釋。

14.按弗林(MichaelJ.Flynn)的觀點(diǎn)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可分為

單指令流單數(shù)據(jù)流、—單指令流多數(shù)據(jù)流、多指

令流單數(shù)據(jù)流和多指令流多數(shù)據(jù)流四大類(lèi)。

15.要實(shí)現(xiàn)兩條指令在時(shí)間上重疊解釋?zhuān)紫刃枰冻?/p>

――空間代價(jià)____，其次，要處理好指令之間可能存在

的一關(guān)聯(lián)o

16.與重疊機(jī)器一樣，流水機(jī)器在遇到—轉(zhuǎn)移一指令,

特別是一條件轉(zhuǎn)移—指令時(shí)，效率也會(huì)顯著下降。

17.超長(zhǎng)指令字(VLIW)結(jié)構(gòu)是將水平型微碼和

―超標(biāo)量處理兩者相結(jié)合。

18.互連網(wǎng)絡(luò)的交換方法主要有線路交換、包交換、線路

/包交換，SIMD互連網(wǎng)絡(luò)多采用—線路交換，多

處理機(jī)常采用包—交換。

19.數(shù)據(jù)流機(jī)采用—數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),執(zhí)行的操作序列取

決于輸入數(shù)據(jù)的可用性；歸約機(jī)則采用一需求驅(qū)動(dòng)

___,執(zhí)行的操作序列取決于對(duì)數(shù)據(jù)的要求，對(duì)數(shù)據(jù)

的需求又來(lái)源于函數(shù)式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言對(duì)表示式的歸

納。

20.輸入輸出系統(tǒng)包括輸入輸出設(shè)備、設(shè)備—控制器

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—及與輸入輸出操作有關(guān)的—軟硬件。

三、改錯(cuò)題（每小題2分，共10分）（下列每小題劃線部分

A、B、C中有一處錯(cuò)誤，請(qǐng)先寫(xiě)出錯(cuò)處，并在括號(hào)中

寫(xiě)出正確文字）

21.對(duì)操作碼進(jìn)行優(yōu)化編碼時(shí)，在了解每種指令在程序中

出現(xiàn)的概率后,使用Huffman算

A

B

法構(gòu)造Huffman樹(shù)，這樣獲得的Huffman編碼是唯一

的。（C錯(cuò)改為“不是唯一的”）

C

22.多處理機(jī)中，兩個(gè)程序段之間若同時(shí)有先寫(xiě)后讀和先

讀后寫(xiě)2種相關(guān)，以交換數(shù)據(jù)為目的時(shí)，則必須并行

執(zhí)行,讀寫(xiě)要完全同步,允許順序串行和交換串行。

（C錯(cuò)改為“不允許順序串行和交換串行”）

AB

C

23.計(jì)算機(jī)仿真適合在兩種結(jié)構(gòu)差距大的機(jī)器間運(yùn)用。

（B錯(cuò)改為“差距不大”）

ABC

24.主存空間數(shù)相關(guān)是相間隔的兩條指令之間出現(xiàn)對(duì)主

存同一單元要求先寫(xiě)而后讀的關(guān)聯(lián)。

A

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BC

（A錯(cuò)改為“相鄰”）

25.由于Cache存貯器的地址變換和塊替換算法是用軟

性實(shí)現(xiàn)的，因此Cache存貯器對(duì)應(yīng)用

A

程序員是透明的,而且Cache對(duì)處理機(jī)和主存間的信息

交往也是透明的。（A錯(cuò)改為“硬件”）

B

C

四、簡(jiǎn)答題（每小題6分，共30分）

26.簡(jiǎn)述標(biāo)志符數(shù)據(jù)表示的主要優(yōu)點(diǎn)。

27.簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)RISC結(jié)構(gòu)用了哪些基本技術(shù)？

28.設(shè)P和Pj程序段都是一條語(yǔ)句，且P在Pj之前執(zhí)行,

試舉出P和巧間存在3種可能的數(shù)據(jù)相關(guān)。

29.簡(jiǎn)述控制驅(qū)動(dòng)的控制流方式的特點(diǎn)？

30.模擬與仿真的主要區(qū)別和適合場(chǎng)合是什么？

五、應(yīng)用題（共30分）

31.（12分）假設(shè)某模型機(jī)共有7條指令，7條指令L—b

使用的頻度分另!I為：0.35,0.25,0.20,0.10,0.04,0.03,0.03o

⑴利用Huffman算法，構(gòu)造Huffman樹(shù)，并給出

Huffman編碼和平均碼長(zhǎng)。

（2）給出Huffman擴(kuò)展碼編碼。

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32.（10分）多級(jí)混洗交換網(wǎng)絡(luò)是如何組成的？它與間接

二進(jìn)制n立方體網(wǎng)絡(luò)有何差異?并畫(huà)出N=8時(shí)的多級(jí)

混洗交換網(wǎng)絡(luò)圖。

33.（8分）設(shè)向量A和B各有4個(gè)元素在下圖所示的靜態(tài)

雙功能流水線上計(jì)算向量點(diǎn)積A?B=6*,其中1-2

f3-5組成加法流水線，1-4-5組最乘法流水線。

若假定流水線的各段所經(jīng)過(guò)的時(shí)間均為△t=2.5,流水

線輸出可直接送回輸入或暫存于相應(yīng)緩沖寄存器中，

其延遲時(shí)間和功能切換所需的時(shí)間都可忽略。求出吞

吐率和加速比。

X_____________

Y

參考答案：

四、簡(jiǎn)答題（每小題6分，共30分）

26.答：（1）簡(jiǎn)化了指令系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)；（2）簡(jiǎn)化了

編譯程序；（3）便于實(shí)現(xiàn)一致性校驗(yàn)；（4）能由硬件自動(dòng)變

換數(shù)據(jù)類(lèi)型；（5）支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)類(lèi)型無(wú)關(guān)

的要求；（6）為軟件調(diào)試和應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)提供了支持。

27.答：（1）按RISC一般原則設(shè)計(jì)；（2）邏輯實(shí)現(xiàn)用

硬聯(lián)和微程序結(jié)合；（3）用重疊寄存器窗口（4）指令

用流水和延遲轉(zhuǎn)移；⑸優(yōu)化設(shè)計(jì)編譯系統(tǒng)。

28.答：（1）若P的左部變量在燈的右部變量集內(nèi)，

且P必須取出P運(yùn)算的結(jié)果來(lái)作為操作數(shù)，則稱(chēng)

P“數(shù)據(jù)相關(guān)”于P。

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(2)若Pj的左部變量在Pi的右部變量集內(nèi)，且

當(dāng)P未取用其變量的值之前，是不允許被Pj所改

變，則稱(chēng)P“數(shù)據(jù)反相關(guān)”于Pj。

(3)若Pi的左部變量也是Pj的右部變量，且Pj

存入其算得的值必須在Pi存入之后，則稱(chēng)Pj“數(shù)

據(jù)輸出相關(guān)”于P。

29.答：控制驅(qū)動(dòng)的控制流方式的特點(diǎn)是：經(jīng)過(guò)

訪問(wèn)共享存儲(chǔ)單元讓數(shù)據(jù)在指令之間傳遞；指令的執(zhí)

行順序隱含于控制流中，能夠顯式地使用專(zhuān)門(mén)的控制

操作符來(lái)實(shí)現(xiàn)并行處理，指令執(zhí)行順序受程度計(jì)數(shù)器

的控制，即受控制令牌所支配。

30.答：模擬與仿真的主要區(qū)別在于解釋用的語(yǔ)

言。仿真是用微程序解釋?zhuān)浣忉尦绦虼嬖诳刂拼鎯?chǔ)

器中，而模擬是用機(jī)器語(yǔ)言程序解釋?zhuān)浣忉尦绦虼?/p>

在主存中。模擬靈活，可實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間的軟件移植,

但結(jié)構(gòu)差異太大時(shí)，效率、速度會(huì)急劇下降。仿真在

速度上損失小，但不靈活，只能在差別不大的系統(tǒng)之

間使用，否則效率也會(huì)過(guò)低且難以仿真，需與模擬結(jié)

合才行。

五、應(yīng)用題(共30分)

31.

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表操作碼的Huffman碼及擴(kuò)展操作碼的編碼

指頻度操作碼0P長(zhǎng)利用0P長(zhǎng)度

令(Pi使用度Huffman(Li)

)Huffma(Li)概念的擴(kuò)

n編碼展操作碼

110.3501002

120.25102012

130.201103102

140.101110511004

0

150.041110511014

1

160.031111511104

0

170.031111511114

1

32.多級(jí)混洗交換網(wǎng)絡(luò)由n級(jí)相同的網(wǎng)絡(luò)組成，每一級(jí)

都包含一個(gè)全混拓?fù)浜碗S后一列2皿個(gè)四功能交換單元,

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采用單元控制方式。多級(jí)混洗交換網(wǎng)絡(luò)與間接二進(jìn)制n

方體網(wǎng)絡(luò)只有兩點(diǎn)差別：前者數(shù)據(jù)流向的級(jí)號(hào)順序

n-l,n-2,—,1,0,用四功能交換單元，后者數(shù)據(jù)流向

相反，其級(jí)號(hào)順序0,1,…,n-1,用二功能交換單元。

33.實(shí)際吞吐率為二6=--~=18.7%

15At15x25

因順序方式所需時(shí)間為4x3At+3x4At=24At，

因此加速比SP=24At/15At=l?6

全國(guó)4月高等教育自學(xué)考試

一、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)

正確答案，并將正確答案的序號(hào)填在題干的括號(hào)內(nèi)。

每小題I分，共10分)

L字串位并是指同時(shí)對(duì)一個(gè)字的所有位進(jìn)行處理，這

(C)

A.不存在并行性B.有較高的并行性

C已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)并行性D.是最高一級(jí)的并

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行性

2.全局性相關(guān)的處理不包括（A）

A.采取順序流動(dòng)B.猜測(cè)法C.采取

延遲轉(zhuǎn)移D.加快短循環(huán)程序的處理

3.用戶高級(jí)語(yǔ)言源程序中出現(xiàn)的讀寫(xiě)（I/O）語(yǔ)句，到讀寫(xiě)

操作全部完成，需要經(jīng)過(guò)共同完成。（D）

A.編譯系統(tǒng)和操作系統(tǒng)B.I/O總線、設(shè)

備控制器和設(shè)備

C操作系統(tǒng)和I/O設(shè)備硬件D.編譯系統(tǒng)、操

作系統(tǒng)軟件和I/O總線，設(shè)備控制器、設(shè)備硬件等

4.不屬于計(jì)算機(jī)模擬的特點(diǎn)。（C）

A.用機(jī)器語(yǔ)言解釋實(shí)現(xiàn)程序移植B.靈活性大

C.提高速度D.效率低

5.通道方式輸入輸出系統(tǒng)中，對(duì)優(yōu)先級(jí)高的磁盤(pán)等高速

設(shè)備，適合于連接（B）

A.字節(jié)多路通道B.選擇通道C.數(shù)組多路通

道D.字節(jié)及數(shù)組多路通道

6.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中主存一輔存存儲(chǔ)層次或Cache一主存存

儲(chǔ)層次常見(jiàn)的替換算法是（B）

A.隨機(jī)算法B.近期最少使用算法C先進(jìn)

后出算法D.OPT算法

7.按照M?弗林對(duì)處理機(jī)并行性定義的分類(lèi)原則，陣列

機(jī)ILLIAC—IV是（B）

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A.SISDB.SIMDC.MISD

D.MIMD

8.數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)是指（B）

A.計(jì)算機(jī)運(yùn)行由數(shù)據(jù)控制B.任何一條指令只要它所

需要的數(shù)據(jù)可用時(shí)，即可執(zhí)行

C.數(shù)據(jù)流水計(jì)算機(jī)D.單指令多數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)

9.設(shè)16個(gè)處理器編號(hào)分別為0,1,2,15,用PM2.0

互聯(lián)函數(shù)時(shí)，第13號(hào)處理機(jī)與第號(hào)處理機(jī)相聯(lián)。

（A）

A.12B.9C.11

D.5

10,流水線的技術(shù)指標(biāo)不包括（A）

A.響應(yīng)比B.吞吐率C.加速比

D.效率

二、填空題（每空1分，共20分）

11.數(shù)據(jù)表示是指—機(jī)器硬件直接識(shí)別和引用的

—數(shù)據(jù)類(lèi)型_____C

12.多處理機(jī)的互連一般采用的四種形式為：總線、環(huán)形

互連、—交叉開(kāi)關(guān)或一多端口存儲(chǔ)器O

13.解釋是在低級(jí)機(jī)器級(jí)上用它的一串語(yǔ)句或

指令來(lái)仿真高級(jí)機(jī)器級(jí)上的一條指令或指令的功能，

經(jīng)過(guò)—高級(jí)機(jī)器語(yǔ)言程序中的每條語(yǔ)句或指

令逐條解釋來(lái)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。

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14.就其本質(zhì)而言，并行性包含著—同時(shí)性和—

并發(fā)性的二重含義。

15.若一次重疊方式解釋指令仍達(dá)不到速度要

求時(shí)，可用同時(shí)解釋—多條指令的流水方法。

16.指令相關(guān)、訪存數(shù)相關(guān)和—通用寄存器組

相關(guān)等局部相關(guān)都是由于機(jī)器要同時(shí)解釋的

多條指令之間出現(xiàn)了對(duì)同一主存單元或寄存器要求

“先寫(xiě)后讀”。

17.典型的互連網(wǎng)絡(luò)是由許多開(kāi)關(guān)單元和互連線路組成，

互連通路的路徑選擇是經(jīng)過(guò)置定開(kāi)關(guān)單元的—工作

狀態(tài)來(lái)控制，這種置定能夠有__集中

或分布兩種控制策略。

18.歸約機(jī)和數(shù)據(jù)流機(jī)一樣，都是基于一數(shù)據(jù)流的計(jì)

算機(jī)模型，只是它們所采用的—驅(qū)動(dòng)方式___不一

樣。

19.1/0設(shè)備取得I/O總線后，所傳送的數(shù)據(jù)總量，稱(chēng)為

―數(shù)據(jù)寬度;數(shù)據(jù)通路寬度是數(shù)據(jù)總線的一物

理寬度o

20.信息在主存一輔存存儲(chǔ)層次間的傳送是由—輔助軟

硬設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)；信息在Cache一主存層次間的

傳送則由__A輔助硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

三、改錯(cuò)題（每小題2分，共10分）

每小題有三處劃線，其中僅有一處有錯(cuò)誤，請(qǐng)指出

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錯(cuò)誤并改正。若只指出錯(cuò)誤不改正只給1分。

21.多處理機(jī)中，兩個(gè)程序段之間若有先寫(xiě)后讀的數(shù)據(jù)相關(guān),

A

貝!I不能并行,但任何情況下可以交換串行o

"-BC

（C錯(cuò)改為“在特殊情況下能夠交換串

行”）

22.設(shè)某機(jī)有32個(gè)處理器，其編號(hào)為0,1,…31,用Shuffle（Shuffle）互聯(lián)函

AB

數(shù)時(shí)，第11號(hào)處理器與第26號(hào)處理器相聯(lián)。（c錯(cuò)改

C

為“第13號(hào)處理

器”）

23?中斷響應(yīng)就是允許其中空，轉(zhuǎn)去對(duì)該請(qǐng)求

A

進(jìn)行預(yù)處理，如保存好運(yùn)算的數(shù)據(jù)結(jié)果，調(diào)出中斷服務(wù)程序，準(zhǔn)備

BC

運(yùn)行。

（B錯(cuò)改為“斷點(diǎn)及其現(xiàn)

場(chǎng)”）

24.由于Cache存儲(chǔ)器的地址變換和塊替換算法是全硬件實(shí)現(xiàn)

A

的，則Cache存儲(chǔ)器對(duì)系統(tǒng)程序員是造照，Cache

B

對(duì)處理機(jī)和主存間的信息交換是邈睡O

C

（B錯(cuò)改為“透明

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的

)

25.分布系統(tǒng)以維為特征，用真實(shí)處理機(jī)替代虛擬處理機(jī)，其

AB

并行性是屬于邀^O

C

（C錯(cuò)改為“同時(shí)

性”）

四、簡(jiǎn)答題（每小題6分，共30分）

26.簡(jiǎn)述使用多處理機(jī)的目的。

27.簡(jiǎn)述脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。

28.簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成和實(shí)現(xiàn)三者的相互關(guān)系。

29.為解決不同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的機(jī)器之間的軟件移植，一般采

用何種途徑?并簡(jiǎn)述其過(guò)程。

30.簡(jiǎn)述傳統(tǒng)控制流機(jī)與數(shù)據(jù)流機(jī)的區(qū)別。

五、應(yīng)用題（共30分）

31.（8分）設(shè)向量A和B各有4個(gè)元素，要在下圖所示的

靜態(tài)雙功能流水線上計(jì)算向量點(diǎn)積A-B=fa1.bio其

i=l

中If2f3f5組成加法流水線，If4-5組成乘法

流水線。又假設(shè)每個(gè)流水線所經(jīng)過(guò)的時(shí)間均為at,

流水線輸出可直接返回輸入或暫存于相應(yīng)緩沖寄存

器中，其延遲時(shí)間和功能切換所需的時(shí)間都可忽略，

（1）求出流水線從開(kāi)始流入到結(jié)果流出這段時(shí)間的實(shí)

資料僅供參考

際吞吐率TP和效率n。（2）在什么情況下，流水線的

效率和實(shí)際吞吐率較高？

T4|

32.（10分）在采用描述符方法取操作數(shù)的方法中，能夠?qū)?/p>

描述符按樹(shù)形聯(lián)結(jié)來(lái)描述多維數(shù)組。請(qǐng)畫(huà)圖表示用描

述符描述一個(gè)3X4的二維陣列的情況。

33.（12分）請(qǐng)分析如圖所示的組相聯(lián)地址變換的工作原

理?說(shuō)明組相聯(lián)映象與全相聯(lián)映象和直接映象有何關(guān)

系?組相聯(lián)映象有哪些主要優(yōu)點(diǎn)？

單體4字隨機(jī)存儲(chǔ)器

組相聯(lián)堆址變換的一種實(shí)現(xiàn)方式

圖中：nd為區(qū)號(hào),q為組號(hào)4為組內(nèi)塊號(hào),%為塊內(nèi)地址

資料僅供參考

四'簡(jiǎn)答題本大題共5小題,每小題6分，共30分。

26.(1)用多臺(tái)處理機(jī)進(jìn)行多任務(wù)處理,提高協(xié)同求解一個(gè)大而復(fù)雜問(wèn)題的速度；

(2)依靠冗余的處理機(jī)及其重組來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性、適應(yīng)性和可用性。

27.(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，規(guī)整，模塊化強(qiáng)，可擴(kuò)充性好，非常適合用超大規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)。

(2)PE間數(shù)據(jù)通信距離短、規(guī)則，使數(shù)據(jù)流和控制流的設(shè)計(jì)、同步控制均簡(jiǎn)單規(guī)整。

(3)脈動(dòng)陣列中所有PE能同時(shí)運(yùn)算，具有極高的計(jì)算并行性，可通過(guò)流水獲得很高的運(yùn)

算效率和吞吐率。輸入數(shù)據(jù)能被多個(gè)處理單元重復(fù)使用，大大減輕了陣列與外界1/。通信量，

降低對(duì)系統(tǒng)主存和1心系統(tǒng)頻寬的要求。

(4)脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)的構(gòu)形與特定計(jì)算任務(wù)和算法密切相關(guān)，具有某種專(zhuān)用性，限制「應(yīng)用

范圍，這對(duì)VLSI是不利的。

28.結(jié)構(gòu)、組成、實(shí)現(xiàn)三者互不相同，但又相互影響:相同結(jié)構(gòu)(如指令系統(tǒng)相同)的計(jì)算機(jī),

可以因速度不同而采用不同的組成,同樣，一種組成可有多種不同的實(shí)現(xiàn).反過(guò)來(lái)，組成也會(huì)

影響結(jié)構(gòu)，微程序控制就是一個(gè)典型的例子，通過(guò)改變控制存儲(chǔ)器中的微程序就M改變系統(tǒng)

的機(jī)器指令，改變結(jié)構(gòu)°如果沒(méi)有組成技術(shù)的進(jìn)步，結(jié)構(gòu)的進(jìn)展是不可能的。

正因?yàn)槿绱?系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須結(jié)合應(yīng)用考慮，為軟件和算法的實(shí)現(xiàn)提供更多更好的支

持，同時(shí)考慮可能采用和準(zhǔn)備采用的組成技術(shù)。

組成設(shè)計(jì)上面決定于結(jié)構(gòu)，下面受限于實(shí)現(xiàn)技術(shù)。然而它們是可以實(shí)現(xiàn)折衷權(quán)衡的。

結(jié)構(gòu)、組成和實(shí)現(xiàn)所包含的具體內(nèi)容隨不同時(shí)期及不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有差異。在某些系

統(tǒng)中作為結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，在另一些系統(tǒng)中可能是組成和實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容。軟件的硬化和硬件的軟化

都反映了這--事實(shí)。

29.為實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的機(jī)器之間的軟件移植，就必須做到在一種機(jī)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上實(shí)

現(xiàn)另一種機(jī)器的指令系統(tǒng)，即另一種機(jī)器語(yǔ)言。例如，要求原在B機(jī)器上運(yùn)行的應(yīng)用軟

件，能夠移植到有不同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的A機(jī)器上，根據(jù)層次結(jié)構(gòu)的概念可把B機(jī)器的機(jī)器語(yǔ)言看

成是在A機(jī)器的機(jī)器語(yǔ)言級(jí)上的一個(gè)虛擬機(jī)器語(yǔ)言，在A機(jī)器上用虛擬概念來(lái)實(shí)現(xiàn)B機(jī)器的

指令系統(tǒng)。

30.數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)流機(jī)不同于傳統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)的控制流機(jī)。傳統(tǒng)控制流機(jī)是通過(guò)訪問(wèn)

共享存儲(chǔ)單元讓數(shù)據(jù)在各個(gè)指令之間傳遞，指令執(zhí)行順序隱含在控制流中，受程序計(jì)數(shù)器即控

制令牌支配。數(shù)據(jù)流機(jī)沒(méi)有共享變量的概念，不共享存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，指令執(zhí)行順序只受

指令中數(shù)據(jù)的相關(guān)性制約。數(shù)據(jù)是以質(zhì)示某一操作數(shù)或參數(shù)已準(zhǔn)備就緒的數(shù)據(jù)令牌直接在指

令之間傳遞。數(shù)據(jù)流機(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)行的數(shù)

據(jù)流語(yǔ)言以及解決目前數(shù)據(jù)流機(jī)存在的問(wèn)題。

資料僅供參考

五、應(yīng)用題共30分。

31.(1)先應(yīng)選擇適合r靜態(tài)流水線工作的算法使完成向量點(diǎn)積A、B所用的時(shí)間最短。

本題可先連續(xù)計(jì)算即xb1、a,xk、%xx14個(gè)乘法，然后功能切換，按((由x匕+和x

h)+(a,xbj+&x)))經(jīng)過(guò)3次加法來(lái)求得最后的結(jié)果。在15個(gè)At時(shí)間內(nèi)流傳7個(gè)結(jié)果,

其實(shí)際吞吐率TP為7/(15*),，而順序方式所需時(shí)間為4x3At+3x4綠=24At,該流水

底心3x4At14乂3&_9叱

線的配5xl5At'_32%0

(2)當(dāng)連續(xù)流動(dòng)的任務(wù)數(shù)n值較大時(shí),流水線的效率可接近1,實(shí)際吞吐率也可接近于最

大吞吐率。

32

陣列描述符

3X4二維陣列A

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3義4二維陣列A3x4二維陣列表

33.（1）圖中的組相聯(lián)地址變換原理是先由q在2,組中選出一組，對(duì)該組再用Q+S'進(jìn)行

相聯(lián)查找，若在T行中查不到相符的，表示主存該塊不在Q心e中?.如果森到有相符的，耐表

中相應(yīng)的S拼上q和n1M就是訪問(wèn)Cache的地址。

（2）當(dāng)組相聯(lián)映象中組內(nèi)的塊強(qiáng)大到等于的塊數(shù)（即S=Q）時(shí)，就成r全相聯(lián)映象,

而當(dāng)S值小到只有一塊（即無(wú)s字段）時(shí),就變成了直接映象。因此全相聯(lián)映象和直接映象只

是組相聯(lián)映象的兩個(gè)極端。

（3）組相聯(lián)映象既能濾少塊沖決概率1提高Cache空間利用率，又能使地址映象機(jī)構(gòu)及地

址變換速度比全相聯(lián)的前單且快速，此外它比全相聯(lián)映象成本低，而性能可接近于全相展映

象，所以得到廣彷的應(yīng)用。

全國(guó)4月高等教育自學(xué)考試

一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題1分，共

10分）

1.就使用語(yǔ)言的角度而言，可將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)看成是按功

能劃分的（A）組成的層次結(jié)構(gòu)。

A.多個(gè)機(jī)器級(jí)B.多個(gè)軟件級(jí)C.微程序級(jí)

D.多個(gè)系統(tǒng)

2.依據(jù)MichaelJ.Flynn提出的按指令流和數(shù)據(jù)流的多倍

性對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分類(lèi)，陣列機(jī)ILLIAIV屬于

（B）

A.SISDB.SIMDC.MISDD.MIMD

3.靜態(tài)數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)的顯著特點(diǎn)是（A）

A.數(shù)據(jù)令牌沒(méi)加標(biāo)號(hào)B.數(shù)據(jù)令牌帶上標(biāo)號(hào)

C.其同步由匹配部件實(shí)現(xiàn)D.同步由門(mén)

（Latch）寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)

4.VonNeiimami型計(jì)算機(jī)不具有的特點(diǎn)是（C）

資料僅供參考

A.在程序計(jì)數(shù)器集中控制下B.以控制流方式

工作

C.以數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)D.指令是順序執(zhí)行的

5.多處理機(jī)的互連方式采用總線形式的優(yōu)點(diǎn)是（A）

A.硬件成本低且簡(jiǎn)單B.適用于處理機(jī)機(jī)數(shù)

較多的場(chǎng)合

C有很高的潛在通信速率D.不便于改變系統(tǒng)

硬件設(shè)置

6.在23X23Delta網(wǎng)絡(luò)中需要2X2交叉開(kāi)關(guān)模塊個(gè)數(shù)為

（B）

A.6B.12C.24D.64

7.設(shè)16個(gè)處理器編號(hào)分別為0,1,3,…，15用Cubes

互連函數(shù)時(shí)，第10號(hào)處理機(jī)與第（D）號(hào)處理機(jī)相

連。

A.llB.8C.14D.2

8.解釋指令的流水線方式中，同一時(shí)間內(nèi)，流水線的各

段只能按同一種功能的連接方式工作稱(chēng)為（D）

A.單功能流水線B.部件級(jí)流水線C線性流水線

D.靜態(tài)流水線

9.位片處理是指計(jì)算機(jī)采用（C）方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處

理。

A.字串位串B.字串位并C字并位串D.字并位

并

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10.松散耦合的機(jī)器之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的方式是經(jīng)過(guò)（C）

A.中間存儲(chǔ)介質(zhì)相互通信B.共享主存儲(chǔ)器

C.文件或數(shù)據(jù)集合一級(jí)進(jìn)行相互通信D.指令級(jí)并

行相互通信

二、填空題（本大題共10小題，每空1分，共20分）

11.通用寄存器型機(jī)器對(duì)堆棧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的支持是較

差的，它表現(xiàn)為堆棧操作用的—機(jī)器指令數(shù)少

,堆棧置于—存儲(chǔ)器內(nèi),訪問(wèn)堆

棧的速度低。

12.MISD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是指有n個(gè)處理單元,按n條不同

指令的要求，對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)流及其中間結(jié)果

進(jìn)行不同處理,一個(gè)處理單元的—一輸出作為

另一個(gè)處理單元的輸入。

13.總線仲裁算法有：―靜態(tài)優(yōu)先級(jí)算法、

固定時(shí)間片算法、動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)算法和先來(lái)先

服務(wù)算法。

14.從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中處理數(shù)據(jù)的并行性來(lái)看，并行性等級(jí)

從高到低可分為全并行、一位串字并、位并

字串、__位串字串o

15?流水線單處理機(jī)的性能改進(jìn)主要經(jīng)過(guò)如何對(duì)指令或

操作流水功能部件進(jìn)行分離和___細(xì)分，以及

平衡好它們之間的___頻帶o

16.按流水處理的級(jí)別可分為一部件級(jí)、處理

資料僅供參考

機(jī)級(jí)和_—系統(tǒng)級(jí)O

17.造成流水線斷流除了編譯形成的—目的程序

不能發(fā)揮流水結(jié)構(gòu)的作用，或存儲(chǔ)系統(tǒng)供不

上為連續(xù)流動(dòng)所需的指令和操作數(shù)以外，還因出現(xiàn)了

—相關(guān)和中斷O

18.解決重疊方式相關(guān)處理的兩種基本方法是——推后分

析k+1和設(shè)置—相關(guān)專(zhuān)用通路o

19.依據(jù)機(jī)器內(nèi)部對(duì)函數(shù)表示式所用存儲(chǔ)方式的不同，把

歸約方式分成__串歸約和__圖歸約

兩類(lèi)。

20.輸入輸出系統(tǒng)中，I/O處理機(jī)方式，又可分為通道

方式和一外圍處理機(jī)方式兩種。

三、改錯(cuò)題（本大題共5小題，每小題2分，共10分）

21.在利用Huffman算法構(gòu)造Huffman樹(shù)的過(guò)程中，先

將所研究的指令按使用頻度

由小到大排序,每次選擇其中最大的二個(gè)頻度合并成一

個(gè)頻度做為它們二者之和的新結(jié)點(diǎn)。

AB

C

（B錯(cuò)，改為“最小”

）

22.若計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和硬件設(shè)計(jì)使編寫(xiě)程序

時(shí)需要了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，則

資料僅供參考

AB

對(duì)程序設(shè)計(jì)而言,該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有透明性。

C

（B錯(cuò)，改為“不需要”

）

23.在流水線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，取指分析和執(zhí)行三部分是順

序進(jìn)行的。

ABC

（C錯(cuò)，改為“重疊進(jìn)行的”

）

24.網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指的是互連網(wǎng)入端能夠?qū)崿F(xiàn)連接的

模式。

ABC

（B錯(cuò)，改為“互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)入、出端”

）

25.模m的并行主存系統(tǒng)中，主存實(shí)際頻寬,能隨模m

值增大而線性提高。

AB

C

（B錯(cuò)，改為“不一定隨模m”

）

四、簡(jiǎn)答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）

26.設(shè)計(jì)RISC應(yīng)遵循哪些原則？

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27.機(jī)群系統(tǒng)與傳統(tǒng)的并行處理系統(tǒng)相比有哪些明顯的

優(yōu)點(diǎn)？

28.簡(jiǎn)述指令的順序解釋方式的優(yōu)缺點(diǎn)。

29.簡(jiǎn)述統(tǒng)一高級(jí)語(yǔ)言的出發(fā)點(diǎn)、難點(diǎn)和發(fā)展前景。

30.虛擬存貯器為什么必須要替換算法？它解決什么問(wèn)

題？

五、綜合應(yīng)用題（本大題共30分）

31.（10分）設(shè)某機(jī)階值p為6位，尾數(shù)m是48位，階

符和數(shù)符不在其內(nèi)，當(dāng)尾數(shù)分別以2為基時(shí)，在非負(fù)

階、正尾數(shù)、規(guī)格化數(shù)情況下，求出其最大階、階的

個(gè)數(shù)，最小尾數(shù)值、最大尾數(shù)值，可表示的最小數(shù)和

最大數(shù)及可表示的規(guī)格化數(shù)的總個(gè)數(shù)。

32.（8分）順序方式和重疊方式的各自定義和特點(diǎn)是什

么？重疊方式如何解決流水線相關(guān)處理的。

33.（12分）下圖是頁(yè)式虛擬存貯器的地址變換示意圖,

試問(wèn)：

（1）為什么要增設(shè)快表？

（2）依據(jù)什么？

（3）按圖示分析其工作過(guò)程？

資料僅供參考

圖中：U為用戶標(biāo)志，N：為用戶虛頁(yè)號(hào)，nv為主存號(hào),

Nr、nr均為頁(yè)內(nèi)位移。

覆、前答星（本大?共5小M,每小也6分，共30分）

26.（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)及其它功能的指令,大大Jt少指令條數(shù),使之一般不超過(guò)

100條。（I分）

（2）』少指令系統(tǒng)所用尋址方式《1類(lèi).一般不超過(guò)兩鐘。面化指令的格式限制在2

種之內(nèi),并讓全部指令都是相同長(zhǎng)度。（1分）

（3）讓所有指令都在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成。（1分）

（4）擴(kuò)大通用寄存H,一般不少于32個(gè),盡量J*少訪存，所有指令只有存（STORE）,

?。↙OAD）指令切存，其它指令一律只對(duì)寄存器操作。（I分）

（5）為提高指令執(zhí)行速度,大多數(shù)指令部用硬聯(lián)控制實(shí)現(xiàn)，少數(shù)指令才用做程序?qū)?/p>

現(xiàn)。（I分）

（6）通過(guò)精筒指令和優(yōu)化設(shè)計(jì)編譯程序，筒單有效地支持高級(jí)港宮的實(shí)現(xiàn)。（|分）

27.（1）系統(tǒng)有高的性能價(jià)格比;（1分）

（2）系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期短;（I分）

（3）系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好;（I分）

資料僅供參考

（4）系統(tǒng)的貴犀利用率1ah（1分）

C）用戶■程方便Ml分）

（6）用戶投貴風(fēng)險(xiǎn)小.（I分）

28.H序解制的優(yōu)點(diǎn)是控制局中.8人下條指令的時(shí)間舄于控制.（3分）但軟點(diǎn)是上一

步■作未完成,下一步■作便不能開(kāi)始、速度上不去.機(jī)器售郵件的利用不低。O

分）

29.（1分）出發(fā)點(diǎn):由于高城語(yǔ)言是面向鹿目和算法的.與機(jī)口的具體結(jié)構(gòu)關(guān)系不大.如

果能統(tǒng)?出一料可糕足各種應(yīng)用1*要的通用離級(jí)遇盲.那公用過(guò)神語(yǔ)言編耳的應(yīng)

用軟件就可以移值于不同的機(jī)B?

（3分）?點(diǎn)：

I）不同的用途要求語(yǔ)音的語(yǔ)族、語(yǔ)義結(jié)構(gòu)不同；

2）人們對(duì)語(yǔ)有的基本結(jié)構(gòu)，法不一；

3）即使同一脖高級(jí)語(yǔ)言在不同廠*的機(jī)9上也不能完全通用.這就是語(yǔ)內(nèi)中存在

?方1T的同■;

4）受習(xí)演勢(shì)力困提.人們不用放棄慎用的遇a.因?yàn)槭煜?有經(jīng)驗(yàn).也不JB意■弄長(zhǎng)

期枳累的、用飄有語(yǔ)方編寫(xiě)井巳被實(shí)踐庇明是正?的軟件.因此.目前每脖機(jī)H

部配上對(duì)應(yīng)于多料較為通用的高at語(yǔ)言??譯系《1?時(shí)間一料n級(jí)譜育.各個(gè)機(jī)

壽的■譯系統(tǒng)軟件不同,無(wú)法通用.這標(biāo)不利于系統(tǒng)靖構(gòu)的發(fā)展.

（2分）發(fā)展府景：

量依統(tǒng)一育級(jí)語(yǔ)言近期很困雄，但從長(zhǎng)運(yùn)■,仍是必然解決的重要方向問(wèn)題，統(tǒng)一

成一聆或相對(duì)統(tǒng)一虛少收幾聆高級(jí)語(yǔ)言財(cái)于節(jié)約軟件研制的人力、物力和費(fèi)用,加

快人員的培養(yǎng)W要作用.ADA電育的出現(xiàn)tt是朝此方向的■要進(jìn)展。

30.（1）當(dāng)處理機(jī)要用到的指令或依據(jù)不在主樣中.則產(chǎn)生頁(yè)1?失效,必怎去,存中將

含該指令或數(shù)據(jù)的一H■人主存.通謂.虛擬空間比主存空間大的務(wù).必信出

現(xiàn)主存已1?又發(fā)生X面失效的情況,此時(shí)x存的一頁(yè)要■入主存射筮生沖突.

只有強(qiáng)制替換出主存中某個(gè)頁(yè).以接第由■存中■東的新貨.（4分）

（2）替換真法就是要■決選界主存中鼻個(gè)更作為被替換的我.（2分）

五、應(yīng)用?（本大■共30分）

31.rs*2Bt.a'Bm>48,p?6?I分）

量大力?2'-l?2'-l?63：（I分）

階的個(gè)數(shù)?2'?6'=64；（I分）

?小尾數(shù)值?lxr；'=2，（I分）

量大尾數(shù)值=1-1xr.”-l-2分）

可我示的最小數(shù)=!：?「：'?2~；（1分）

可表示的量大數(shù)?4-'?（1-2,）-2*-1-（1-2-2-（1-2*）-2*-2"；

（2分）

可哀示的埋格化數(shù)的總個(gè)數(shù)=2?TFr.-l/r.-Z'?2.?（2-1）/2?2”（2

分）

資料僅供參考

32.（1）指令順序解徉指的是各條指令之間順序申行（執(zhí)行完一條指令后才取F條指

令）地進(jìn)行.每條指令內(nèi)部的做掾作也MS序串行地進(jìn)行。順序解釋的優(yōu)點(diǎn)是控

制商單.轉(zhuǎn)入下條指令的時(shí)間躬于控制。但缺點(diǎn)是上一步操作未完成.F一步

掾作便不能開(kāi)始.速度上不去,機(jī)將各部件的利用率低。（3分）

指令的重疊解釋是在第K條指令的操作完成之前.就開(kāi)始解尋第K+1第指令。

顯然.重疊解祁雖不能加快一條指令的解釋,卻能加快相鄰兩條以至整段程序

的X釋.（3分）

（2）分別采用局部性相關(guān)的處理和全崎性相關(guān)的處理方法。（2分）

33.（1）頁(yè)式直擬存影器的內(nèi)部地址變換牟頁(yè)表進(jìn)行.貝表容量很大，只能放主存中，每

仿主存一次.就要加坊一次主存查表.等效訪問(wèn)速度只能是不用虛擬存貯器的

1/2（或1/3）.為了縮短內(nèi)部地址變換的時(shí)間,是靠硬件上增設(shè)快表來(lái)解決。

（4分）

（2）依據(jù)程序的局部性，在一段時(shí)間內(nèi)實(shí)際可能只用到表中很少的幾行.這樣,用快

速硬件構(gòu)成比全發(fā)少.所以設(shè)置8-16行部分目錄表存放當(dāng)前正在用的虛實(shí)地

址映象關(guān)系,以快速相聯(lián)If找.稱(chēng)為快表。原先存全部虛地址映象關(guān)系的表稱(chēng)

慢表。（4分）

（3）由虛頁(yè)號(hào)u*N1同時(shí)有快表和慢表.當(dāng)快表中有此虛頁(yè)時(shí).快速找到實(shí)頁(yè)號(hào)n.

訪存,并絳止查慢表。若怏表中查不到,則經(jīng)一個(gè)仿主存,從慢我看到n.偽存.

并把此虛頁(yè)號(hào)與實(shí)頁(yè)號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系送遴快表“（用替換算法）（4分）

全國(guó)7月高等教育自學(xué)考試

一、單項(xiàng)選擇題

L軟件和固件的功能在邏輯上是（C）的。Page2

A.固件優(yōu)于軟件B.不等價(jià)C.等價(jià)D.軟件優(yōu)

于固件

2.（A）編寫(xiě)者看到的邏輯結(jié)構(gòu)和功能能力就是計(jì)算機(jī)

的外部特性。

A.操作系統(tǒng)B.匯編語(yǔ)言程序C.WindowsNT

D.微程序

3.RISC計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)集類(lèi)型是（C）o

A.堆棧型B.累加器型C.寄存器一寄存器型D.寄

存器?存儲(chǔ)器型

4.主存儲(chǔ)器的（A）要求屬于外特性。

A.容量大小B.速度C.頁(yè)面組織D.帶寬

資料僅供參考

5.在采用延遲轉(zhuǎn)移技術(shù)時(shí)，在以下幾種調(diào)度方法中，效

果最好的是哪一種方法?(A)

A.將轉(zhuǎn)移指令前的那條指令調(diào)度到延遲槽中B.將轉(zhuǎn)移

目標(biāo)處的那條指令調(diào)度到延遲槽中

C.將轉(zhuǎn)移不發(fā)生時(shí)該執(zhí)行的那條指令調(diào)度到延遲槽中

D.在延遲槽中填入NOP空操作指令

6.設(shè)8個(gè)處理器編號(hào)分別為0,1,2-,7用Cube?互聯(lián)

函數(shù)時(shí)，第5號(hào)處理機(jī)與第(A)號(hào)處理機(jī)相聯(lián)。

A.lB.3C.4D.6

7.大型計(jì)算機(jī)和小型計(jì)算機(jī)的主要區(qū)別在于(A)o

A.大型機(jī)運(yùn)行速度比小型機(jī)快得多B.大型機(jī)能

夠控制大量的外設(shè)

C.大型機(jī)具有圖型終端和圖形處理能力D.大型機(jī)的

外存管理能力超過(guò)小型機(jī)

8.在以下總線標(biāo)準(zhǔn)中，哪一種總線具有與設(shè)備和主機(jī)無(wú)

關(guān)的高級(jí)命令系統(tǒng)?(C)

A.IDEB.ATC.SCSID.PCI

9.在以下輸入輸出控制器的管理方式中，外設(shè)的工作速

度對(duì)計(jì)算機(jī)性能影響最小的是(D)。

A.程序控制輪詢方式B.程序控制中斷方式C.直

接存儲(chǔ)器訪問(wèn)方式D.UO處理機(jī)方式

10.串行鏈接式總線的裁決算法是(B)。

A.固定時(shí)間片算法B.靜態(tài)優(yōu)先級(jí)算法C動(dòng)態(tài)優(yōu)

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先級(jí)算法D.先來(lái)先服務(wù)算法

二、填空題（每空2分，共20分）

1.早期的馮?諾依曼計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是以運(yùn)算器為中心,

而后期的馮?諾依曼計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是以—存儲(chǔ)器

為中心。

2.精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想是簡(jiǎn)單的指令能執(zhí)行得更快以

及指令系統(tǒng)只由使用頻度很高的指令組成。

3.虛擬機(jī)：簡(jiǎn)單地說(shuō)，一切用一編程語(yǔ)言（某一級(jí)語(yǔ)言）

—的機(jī)器都稱(chēng)為虛擬機(jī)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按功能可分為

多層次結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)機(jī)器級(jí)以上的所有機(jī)器都稱(chēng)為虛擬

機(jī)。

4.用戶CPU時(shí)間取決于三個(gè)特征：—時(shí)鐘周期時(shí)間長(zhǎng)度

一,每條指令所需時(shí)鐘周期數(shù)CPI以及程序中總的

指令數(shù)INO

5.MIPS只適宜于評(píng)估標(biāo)量機(jī)，不能用于評(píng)估向量機(jī)。而

_MFLOPS則比較適用于衡量向量機(jī)的性能。

6.基本數(shù)據(jù)類(lèi)型一般包括一二進(jìn)制位及其位串、整

數(shù)及自然數(shù)、實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）、字符和布爾數(shù)等。

7.指令系統(tǒng)是指機(jī)器所具有的全部指令的集合，它反映

了計(jì)算機(jī)所擁有的基本功能。它是機(jī)器語(yǔ)言—程

序員所看到的機(jī)器的主要屬性之一。

8.指令的—解釋方式—一般分為順序、重疊、流水三

種。

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9.最大吞吐率Tpmax：指流水線達(dá)到—穩(wěn)定狀態(tài)后

可獲得的吞吐率。

10.先進(jìn)流水調(diào)度方法中，―動(dòng)態(tài)調(diào)度不需要借助

軟件來(lái)對(duì)指令進(jìn)行調(diào)度，而是利用硬件重新安排指令

的順序來(lái)減少流水的停頓。

三、簡(jiǎn)答題（每小題4分，共20分）

1.簡(jiǎn)單說(shuō)明Flynn教授提出的分類(lèi)的方法。Page25

2.要使流水線具有良好的性能。必須設(shè)法使流水線能暢

通流動(dòng)，可是在流水過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)幾種相關(guān)（也就是沖

突的意思）。請(qǐng)說(shuō)出主要的相關(guān)。Pagel40

3.衡量流水線處理機(jī)的性能主要指標(biāo)是什么？

Pagel36-139

4.簡(jiǎn)要說(shuō)出全局性相關(guān)的處理的4種常見(jiàn)方法。

Pagel44-146

5.簡(jiǎn)要說(shuō)出采用RISC結(jié)構(gòu)后能夠帶來(lái)的好處。Page58

四、簡(jiǎn)單應(yīng)用（每小題6分，共24分）

L已知流水線的四個(gè)功能部件和流水時(shí)間，畫(huà)出流水線

時(shí)空?qǐng)D。

人—a|1|—a[5]—?]—]—出

丁3%/冬

2.已知單功能流水線的預(yù)約表如下，求出初始狀態(tài)沖突

向量。

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3.假設(shè)高速緩存Cache的工作速度為主存的5倍，且

Cache被訪問(wèn)命中的概率為90%,則采用Cache后，

能使整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)獲得多高的加速比SP?

4.設(shè)一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的RISC計(jì)算機(jī)，它的各類(lèi)指令的平均

CPI（每條指令的時(shí)鐘周期數(shù)）值如下：寄存器.寄存器型

指令為1個(gè)時(shí)鐘周期；取/存指令為L(zhǎng)4個(gè)時(shí)鐘周期；

條件轉(zhuǎn)移指令當(dāng)轉(zhuǎn)移發(fā)生和轉(zhuǎn)移不發(fā)生時(shí)，分別為2

個(gè)和1.5個(gè)時(shí)鐘周期；無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令為L(zhǎng)2個(gè)時(shí)鐘周

期。假定有60%的條件轉(zhuǎn)移指令為轉(zhuǎn)移時(shí)發(fā)生，且若

在某個(gè)典型測(cè)試程序中各類(lèi)指令所占的比例為：ALU

指令46%,取/存指令37%,條件轉(zhuǎn)移指令16%,無(wú)

條件轉(zhuǎn)移指令1%o試計(jì)算在執(zhí)行該測(cè)試程序時(shí)，其

平均的CPI值為多少？

五、綜合應(yīng)用（每小題8分，共16分）

L設(shè)某流水計(jì)算機(jī)中，進(jìn)行向量計(jì)算的相關(guān)功能部件及

流水次序如下所示，畫(huà)出多功能靜態(tài)流水的時(shí)空?qǐng)D。

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1|輸入I輸入|1］輸入

:?二

2|減階|2|減:階

3|對(duì)階第位|

31對(duì)階移位］

'V*

,nnri4|相力n］

5|規(guī)格化|5|規(guī)麻化|

6|相乘I6|相*乘|

7「累加］71與,加|

8|輸出|8|輸出|8|輸:出|

*

⑶流水線的功能段(b)浮點(diǎn)加、減法運(yùn)算時(shí)的聯(lián)接

(c)定點(diǎn)乘法運(yùn)算時(shí)的聯(lián)接

2.在頁(yè)式管理虛擬存儲(chǔ)器中，假定各頁(yè)面按以下的順序

請(qǐng)求訪問(wèn)：

1214234562314561212

而且在主存中只能容納4個(gè)頁(yè)面，列出使用先進(jìn)先出

替換算法時(shí)，每一個(gè)頁(yè)面調(diào)度操作后的主存中的頁(yè)面,

并指出操作狀態(tài)。答案寫(xiě)入下表。

調(diào)度12345678910

順序

訪問(wèn)1214234562314561212

頁(yè)面

主12121212565656565656

存

頁(yè)

面

操作

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狀態(tài)

全國(guó)4月高等教育自學(xué)考試

一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題，每小題1分，共10

分)

1?計(jì)算機(jī)系列化的優(yōu)點(diǎn)不包括(C)

A.有利于計(jì)算機(jī)的升級(jí)換代B.便于組成

多機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)

C同一系列內(nèi)的軟件一定是向下兼容的D.在使用共

同系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)上解決程序的兼容性

2.計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)與組成*不包括(A)

A.操作系統(tǒng)B.硬聯(lián)邏輯C微程序控制D.所有硬

件和固件的功能

3.在流水線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，取指令、執(zhí)行等操作是(D)

A.順序B.轉(zhuǎn)移C.中斷D.重疊

4.重疊機(jī)器局部相關(guān)的處理方法有兩類(lèi)：推后后續(xù)指令

對(duì)相關(guān)單元的讀和(C)

A.異步流動(dòng)B.采用順序流動(dòng)C.設(shè)置相關(guān)直接通

路D.調(diào)整指令流動(dòng)的順序

5.在選擇通道方式中，優(yōu)先級(jí)高的磁盤(pán)等中高速設(shè)備，

進(jìn)行輸入輸出傳送時(shí)，適合于采用的數(shù)據(jù)寬度是(C)

A.定長(zhǎng)塊B.單字節(jié)C.可變長(zhǎng)塊D.單字

加可變長(zhǎng)塊

6,替換算法要解決的問(wèn)題是(C)

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A.用戶的虛頁(yè)如何與主存的實(shí)頁(yè)對(duì)應(yīng)

B.如何用主存的實(shí)頁(yè)號(hào)替代多用戶的虛頁(yè)號(hào)

C.當(dāng)頁(yè)面失效，選擇主存中哪個(gè)頁(yè)作為被替換的頁(yè)

D.新用戶要進(jìn)入主存，選擇哪個(gè)用戶作為被替換的用戶

7,下列不是數(shù)據(jù)流計(jì)算特點(diǎn)的是（A）

A.設(shè)置狀態(tài)B.沒(méi)有指令計(jì)數(shù)器C.沒(méi)有變量的概念

D.操作結(jié)果不產(chǎn)生副作用

8.在尾數(shù)下溢處理方法中，平均誤差最大的是（B）

A.舍入法B.截?cái)喾–.恒置“1”法D.ROM查表

法

9.字串位并是指同時(shí)對(duì)一個(gè)字的所有位進(jìn)行處理，其并

行等級(jí)（A）

A.不存在并行性B.較高的并行性C最高一級(jí)的并

行性D.已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)的并行性

10.設(shè)16個(gè)處理器編號(hào)分別為0,1,2,…，15,用Cubeo

互聯(lián)函數(shù)時(shí)，與第13號(hào)處理器機(jī)聯(lián)的處理器是（C）

A.5號(hào)B.9號(hào)C.12號(hào)D.12號(hào)

二、填空題（本大題共10小題，每空1分，共20分）

11.多處理機(jī)程序并行性既存在于—指令—內(nèi)部，也存

在于—指令—外部。

12.一般的說(shuō)，虛擬機(jī)器不一定全部由—軟件—實(shí)現(xiàn)，

有些操作也可用—固件或硬件——實(shí)現(xiàn)。

13.就流水線計(jì)算機(jī)而言，主要是經(jīng)過(guò)—時(shí)間重疊____,

資料僅供參考

讓多個(gè)部件在時(shí)間上交錯(cuò)重疊地并行執(zhí)運(yùn)算和處理，

以實(shí)現(xiàn)—時(shí)間上的并行——。

14.主存空間數(shù)相關(guān)是指—相鄰兩條指令之間出現(xiàn)

對(duì)主存同一單元要求—先寫(xiě)后讀的關(guān)聯(lián)。

15.為提高流水線的—最大—吞吐率，首先要找出一瓶

頸___,然后設(shè)法消除它。

16.陣列處理機(jī)主要經(jīng)過(guò)—資源重復(fù)實(shí)現(xiàn)空間上的

并行；多處理機(jī)主要經(jīng)過(guò)資源共享實(shí)現(xiàn)時(shí)間和

空間上的異步并行。

17.動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)最主要的特點(diǎn)是讓令牌帶上—標(biāo)

記—，使得在任意給定的時(shí)刻，數(shù)據(jù)流程序圖任一

條弧上允許出現(xiàn)多個(gè)帶不同標(biāo)記――的令牌。

18.中斷響應(yīng)就是允許其中斷CPU現(xiàn)行程序—運(yùn)行,

轉(zhuǎn)去對(duì)該請(qǐng)求進(jìn)行預(yù)處理，包括保存好—斷點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)

___,調(diào)出有關(guān)處理該中斷服務(wù)程序，準(zhǔn)備運(yùn)行。

19.設(shè)多體單字低位交叉的存貯器,單體容量為I的m個(gè)

分體，其Mj的編址模式為mXi+j,其中i=O,l,…，

I-l;j=—0,l,2,???,m-l,如m=4,M2體對(duì)應(yīng)二進(jìn)制

地址碼最低二位的狀態(tài)為10O

20.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(lèi)，標(biāo)志符應(yīng)由編繹程序建立，對(duì)—高級(jí)語(yǔ)

言___程序透明，以減輕應(yīng)用程序員的負(fù)擔(dān)。

三、簡(jiǎn)答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）

資料僅供參考

21.簡(jiǎn)述哈夫曼壓縮概念的基本思想。

22.RISC存在不足表現(xiàn)在哪些方面？

23.簡(jiǎn)述SIMD系統(tǒng)的互連網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

24.CPU寫(xiě)Cache時(shí)，會(huì)發(fā)生Cache與主存的對(duì)應(yīng)復(fù)本

內(nèi)容不一致的現(xiàn)象，解決這個(gè)問(wèn)題有哪些方法?各需

要增加什么開(kāi)銷(xiāo)？

25.簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”由中間開(kāi)始”設(shè)計(jì)的基本思想。

四、簡(jiǎn)單應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題10分，共20

分）

26.試分析經(jīng)過(guò)何種方法能夠解決通用寄存器組數(shù)相關(guān)

的問(wèn)題？

27,某機(jī)器有5級(jí)中斷，中斷響應(yīng)次序?yàn)?-2-3-4-5,

現(xiàn)要求中斷處理次序?yàn)?-3-1-5-4。

（1）設(shè)計(jì)各級(jí)中斷處理程序的中斷屏蔽位的狀態(tài)，令

“0”為開(kāi)放，“1”為屏蔽。（見(jiàn)下表）

中斷處中斷級(jí)屏蔽位

理

程序級(jí)1級(jí)2級(jí)3級(jí)4級(jí)5級(jí)

別

第1級(jí)

第2級(jí)

第3級(jí)

第4級(jí)

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第5級(jí)

⑵若在運(yùn)行用戶程序時(shí)，同時(shí)發(fā)生1、3級(jí)中斷請(qǐng)求，

而在1級(jí)中斷服務(wù)未完成時(shí)，又發(fā)生2、3、4、5級(jí)

中斷，請(qǐng)畫(huà)出處理機(jī)執(zhí)行程序的全過(guò)程示意圖（標(biāo)出

交換PSW的時(shí)間）。

五、