(完整版)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)期末考試試題及其答案

《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》期末考試試卷《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》期末考試試卷A卷第#頁共11頁實(shí)際吞吐率TP=7/(15At)n=32%在一個(gè)5段的流水線處理機(jī)上需經(jīng)9拍才能完成一個(gè)任務(wù)，其預(yù)約表如下表所示。段號(hào)丘12345678912XZ1段號(hào)丘12345678912XZ134\Zy151￡7主禁止L表F:={1,5,6,初始沖突向量C={1011000和殆一7我恵lanoni1OL1UO1lanoni1OL1UO1iouoodF}*Ft—最小平均延遲:3.5最小平均延遲:3.5拍調(diào)度最佳方案(3,4)join]TTi流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如果設(shè)一個(gè)系統(tǒng)有四個(gè)中斷級(jí)，中斷響應(yīng)次序?yàn)?->2->3->4?，F(xiàn)要求中斷處理次序改為1->4->3->2,(1)請(qǐng)畫出中斷級(jí)屏蔽位表。(2)如果在運(yùn)行用戶程序的過程中同時(shí)發(fā)生了1,2,3,4級(jí)中斷,請(qǐng)畫出此程序運(yùn)行過程示意圖。(3)如果在運(yùn)行用戶程序的過程中同時(shí)發(fā)生了2,3級(jí)中斷,而在3級(jí)中斷未處理完畢又發(fā)生了4級(jí)中斷,最后回到用戶程序時(shí)又同時(shí)發(fā)生了1,2級(jí)中斷,請(qǐng)畫出此程序運(yùn)行過程示意圖。

中斯處理程虜擬別中斷圾屛罐世1頜'2毀a級(jí)4驢鋼1統(tǒng)00n第2鞍1011第3級(jí)13C1第4級(jí)Ic0￡(2)(3)計(jì)算多級(jí)立方體互連網(wǎng)絡(luò)。見圖N=8多級(jí)立方體互連網(wǎng)絡(luò)，求當(dāng)輸入端級(jí)控制信號(hào)為S2S1S0=010時(shí)，輸入端為01234567時(shí)，輸出端為：23016745>01234C56Ds0s1s2

>01234C56Ds0s1s2計(jì)算機(jī)科學(xué)系《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》期末考試試卷（B卷）年級(jí)：專業(yè)：班級(jí)：_學(xué)號(hào)：姓名：題號(hào)—二三四五總分簽名得分注：1、共100分，考試時(shí)間120分鐘。2、此試卷適用于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)。一單選題：（10分，每題一單選題：（10分，每題1分）.計(jì)算機(jī)中優(yōu)化使用的操作碼編碼方法是（D）A.哈夫曼編碼12、B.ASCII碼C.BCDA.哈夫曼編碼12、對(duì)系統(tǒng)程序員不透明的應(yīng)當(dāng)是（B）A.Cache存儲(chǔ)器B.虛擬存儲(chǔ)器C.指令緩沖寄存器D.數(shù)據(jù)通路寬度13、全相聯(lián)地址映象是指（A）A.任何虛頁都可裝入主存中任何實(shí)頁的位置B.一個(gè)虛頁只裝進(jìn)固定的主存實(shí)頁位置C.組之間固定，組內(nèi)任何虛頁可裝入任何實(shí)頁位置D.組間可任意裝入，組內(nèi)是固定裝入14、（C）屬于MIMD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)A.各處理單元同時(shí)受一個(gè)控制單元的管理B.各處理單元同時(shí)受同個(gè)控制單元送來的指令C.松耦合多處理機(jī)和多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)D.陣列處理機(jī)15、多處理機(jī)上兩個(gè)程序段之間若有先寫后讀的數(shù)據(jù)相關(guān)，則（B）A.可以并行執(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16、系列機(jī)軟件必須保證（C）A.向前兼容，并向上兼容B.向前兼容，并向下兼容C.向后兼容，力爭(zhēng)向上兼容D.向后兼容，力爭(zhēng)向下兼容17、指令執(zhí)行結(jié)果出現(xiàn)異常引起的中斷是（C）A.輸入/輸出中斷B.機(jī)器校驗(yàn)中斷C?程序性中斷D.外部中斷18、在Cache存儲(chǔ)器中常用的地址映象方式是（C）A■全相聯(lián)映象B■頁表法映象C■組相聯(lián)映象D■段頁表映象19、組相聯(lián)映象、LRU替換的Cache存儲(chǔ)器，不影響Cache命中率的是（B）A.增大塊的大小B.增大主存容量C.增大組的大小D■增加Cache中的塊數(shù)20、流水處理機(jī)對(duì)全局性相關(guān)的處理不包括（D）A.猜測(cè)法B?提前形成條件碼C?加快短循環(huán)程序的執(zhí)行D?設(shè)置相關(guān)專用通路

得分評(píng)分人得分評(píng)分人二填空題：（20分，每題2分）10、數(shù)據(jù)寬度就是I/O設(shè)備取得I/O總線后所傳送數(shù)據(jù)的總11、計(jì)算機(jī)仿真用—微程序一解釋，計(jì)算機(jī)模擬用—機(jī)器語言—解釋12、固件就是一種具有軟件功能的硬TOC\o"1-5"\h\z件。13、按弗林的觀點(diǎn)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可分為SISD、SIMD、MISD和MIMD四大類14、浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)的下溢處理方法有：截?cái)喾?，舍入法，恒?法，查表舍入法。15、實(shí)現(xiàn)軟件移植的基本技術(shù)有同一高級(jí)語言，采用系列機(jī)，模擬和仿真。16、并行主存系統(tǒng)包括單體多字，多體單字和多體多字交叉存儲(chǔ)器_。17、在非線性流水線機(jī)器中，可能發(fā)生的數(shù)據(jù)相關(guān)有：先讀后寫相關(guān)，寫寫相關(guān)和先寫后讀相關(guān)_。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—交換，多處理機(jī)常采用—包—交換。19、Cache存儲(chǔ)器寫操作時(shí)，在寫入Cache的同時(shí)將其寫回主存，稱這種修改主存塊內(nèi)容的方法為—寫直達(dá)法。得分評(píng)分人得分評(píng)分人三簡(jiǎn)答題：（40分，每題4分）5．計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的是什么？軟、硬件之間的功能分配以及對(duì)傳統(tǒng)機(jī)器級(jí)界面的確定。6．計(jì)算機(jī)組成設(shè)計(jì)要解決的問題是什么？在所希望能達(dá)到的性能和價(jià)格比的前提下，怎樣最佳、最合理地把各種設(shè)備和部件組織成為一臺(tái)計(jì)算機(jī)，以實(shí)現(xiàn)所確定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。7．舉例說明幾種指令級(jí)高度并行的超級(jí)處理機(jī)？超標(biāo)量處理機(jī)、超長(zhǎng)指令字處理機(jī)、超流水線處理機(jī)、超標(biāo)量超流水線處理機(jī)8.解決計(jì)算機(jī)主存與CPU的速度差對(duì)機(jī)器性能的影響，可采用哪些解決方法？設(shè)置Cache,采用并行主存系統(tǒng)

CISC指令系統(tǒng)的含義？復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，即機(jī)器指令系統(tǒng)變得越來越龐雜，這就是所謂的CISC指令系統(tǒng)。什么是軟件的可移植性？軟件不修改或只經(jīng)少量修改就可由一臺(tái)機(jī)器移植到另一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行請(qǐng)解釋說明常用的4種基本單級(jí)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò).立方體單級(jí)網(wǎng)絡(luò)，PM2I網(wǎng)絡(luò)，混洗交換單級(jí)網(wǎng)絡(luò)，蝶形單級(jí)網(wǎng)絡(luò)什么是并行性？只要在同一時(shí)刻或是在同一時(shí)間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同或不同的工作，它們?cè)跁r(shí)間上能相互重疊，都體現(xiàn)了并行性。請(qǐng)解釋存儲(chǔ)系統(tǒng)和存儲(chǔ)體系的區(qū)別.存儲(chǔ)系統(tǒng)是將多種不同工藝的存儲(chǔ)器組織在一起，但從邏輯上還不能成為一個(gè)整體.而存儲(chǔ)體系就是從程序員角度來看，各種不同工藝的存儲(chǔ)器在邏輯上是一個(gè)整體.請(qǐng)說明一次重疊中通用寄存器組相關(guān)的處理辦法.處理辦法有推后讀和設(shè)置相關(guān)通路得分評(píng)分人得分評(píng)分人四計(jì)算題：（30分，每題6分）003OJ00+oor0l003OJ00+oor0lr03(2)H=2.17H=2.2指令使用頻度指令使用頻度I10.03|I40.05I20.03|I50.15I30.04|I60.3I70.4

2.設(shè)有兩個(gè)向量C和D,各有4個(gè)元素，在圖中的靜態(tài)雙功能流水線上工作。其中，1->2->3->5組成加法流水線，1->4->5組成乘法流水線。設(shè)每個(gè)流水線所經(jīng)過的時(shí)間均為厶t,而且流水線的輸出結(jié)果可以直接返回到輸入或暫存于相應(yīng)的緩沖寄存器中，其延遲時(shí)間和功能切換所需要的時(shí)間都可以忽略不計(jì)。求：該流水線的實(shí)際吞吐率TP和效率n。554321012345678910111213141516時(shí)間At實(shí)際吞吐率TP=7/(15At)n=32%在一個(gè)5段的流水線處理機(jī)上需經(jīng)9拍才能完成一個(gè)任務(wù)，其預(yù)約表如下表所示。(1)分別寫出延遲禁止表F、初始沖突向量C；⑵畫出流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；(3)求出最小平均延遲、調(diào)度最佳方案。拍弘12345Q7891▽段xZ14y151分別寫出延遲禁止匕表F=11,5,6,TTt初始沖突向量C={10110001},

101100011011011110L1L10110111011初始最小平均延遲:3.5拍流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖101100011011011110L1L10110111011初始最小平均延遲:3.5拍流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖調(diào)度最佳方案(3,4)若機(jī)器共有5級(jí)中斷，中斷響應(yīng)優(yōu)先次序?yàn)镮T2T3T4T5,現(xiàn)要求其實(shí)際的中斷處理次序?yàn)镮T4T5T2T3。(1)設(shè)計(jì)各級(jí)中斷處理程序的中斷級(jí)屏蔽位(令“1”對(duì)應(yīng)于屏蔽,“0”對(duì)應(yīng)于開放)；(2)若在運(yùn)行用戶程序時(shí),同時(shí)出現(xiàn)第4、2級(jí)中斷請(qǐng)求,而在處理第2級(jí)