大學(xué)《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》試題及答案(一)

《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》

《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》復(fù)習(xí)資料

一、名詞解釋

1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.存儲(chǔ)器帶寬

3.云計(jì)算

4.缺頁

5.靜態(tài)流水線

6.多核CPU

7.動(dòng)態(tài)互連網(wǎng)絡(luò)

8.動(dòng)態(tài)流水線

二、選擇題

1.對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，下列()是透明的。

A.浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示

B.指令系統(tǒng)

C.訪問方式保護(hù)

D.陣列運(yùn)算部件

2.假設(shè)對A機(jī)器指令系統(tǒng)的每條指令的解釋執(zhí)行可

直接由B機(jī)器的一段微程序解釋執(zhí)行，則A稱為

()O

A.仿真機(jī)B.宿主機(jī)

C.虛擬機(jī)D.目標(biāo)機(jī)

3.對匯編語言程序員，下列()不是透明的。

A.中斷字寄存器B.乘法器

C.移位器D.指令緩沖器

4.在采用基準(zhǔn)測試程序來測試評價(jià)機(jī)器的性能時(shí)，

下列方法按照評價(jià)準(zhǔn)確性遞增的順序排列是()o

(1)、實(shí)際的應(yīng)用程序方法

(2)、核心程序方法

(3)、玩具基準(zhǔn)測試程序(小測試程序)

(4)、綜合基準(zhǔn)測試程序

A.(1)(2)(3)(4)B.(2)(3)

(4)(1)

C.(3)(4)(1)(2)D.(4)(3)

(2)(1)

5.設(shè)主存和輔存的平均訪問時(shí)間分別為1。"秒和10-

2秒，若要使虛擬存儲(chǔ)器的主存-輔存層平均時(shí)間達(dá)到

10力問至少應(yīng)保證主存訪問命中率為多少？

A)0.97B)0.98

C)0.99D)1

6.SIMD是指()

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

7.下列那種存儲(chǔ)設(shè)備不需要編址？

A.通用寄存器B.主存儲(chǔ)器

C.輸入輸出設(shè)備D.堆棧

8.按照計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)，算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算

和移位等指令應(yīng)屬于()級機(jī)器語言。

A.傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器B.操作系統(tǒng)機(jī)器

C.匯編語言機(jī)器D.高級語言機(jī)器

9.對輸入輸出系統(tǒng)的組織產(chǎn)生決定性影響的是哪些

基本要求？

1)異步性2)同步性3)分時(shí)性4)

實(shí)時(shí)性

5)設(shè)備相關(guān)性6)設(shè)備無關(guān)性

A.2,3,5B.1,4,6C.2,4,6D.1,3,5

10.下面哪個(gè)頁面替換算法實(shí)際上是不能夠?qū)崿F(xiàn)的？

A.隨機(jī)頁面替換算法B.先進(jìn)先出替換算法

C.最久沒有使用算法D.最優(yōu)替換算法

11.為了提高向量處理機(jī)的性能，會(huì)采用一些特殊的技

術(shù)，下面那一項(xiàng)不是提高向量處理磯性能而采用的技

術(shù)？

A.鏈接技術(shù)

B.向量遞歸技術(shù)

C.Cache緩存技術(shù)

D.稀疏矩陣的處理技術(shù)

12.假設(shè)一條指令的執(zhí)行過程可以分為“取指令，"分析"

和“執(zhí)行”三段，每一段的執(zhí)行時(shí)間分別為、和，順序執(zhí)

行n條指令至少需要花費(fèi)的時(shí)間為：

A.

B.

C.

D.

13.指令優(yōu)化編碼方法，就編碼的效率來講，那種方

法最好？

A.固定長度編瑪B.擴(kuò)展編碼法

C.huffman編碼法D.以上編碼都不是

14.在早期馮?諾依曼計(jì)算機(jī)特征中，機(jī)器以()為中

心。

A.存儲(chǔ)器B.輸入輸出設(shè)備

C.運(yùn)算器D.控制器

15.按照Amdahl定律，假設(shè)將某系統(tǒng)的某一部件的

處理速度加快到原來的5倍，但該部件的原處理時(shí)間

僅為整個(gè)運(yùn)行時(shí)間的20%,則采用加快措施后能使

整個(gè)系統(tǒng)的性能提高到原來的()倍。

A.1/0.36B.1/0.24

C.1/0.45D.1/0.84

16.SISD是指()

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

17.對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，下列()是透明的。

A.浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示

B.指令系統(tǒng)

C.訪問方式保護(hù)

D.陣列運(yùn)算部件

18.下列()兼容方式對系列機(jī)來說是必須做到的。

A.向前兼容

B.向后兼容

C.向上兼容

D.向下兼容

19.假設(shè)一條指令的執(zhí)行過程可以分為“取指令”、“分析，

和“執(zhí)行”三段,每一段的執(zhí)行時(shí)間分別為、和，順序執(zhí)

行n條指令至少需要花費(fèi)的時(shí)間為：

A.

B.

C.

D.

20?一個(gè)二級虛擬存儲(chǔ)器,CPU訪問主存和輔存的平均時(shí)

間分別為和1ms.經(jīng)實(shí)測，此虛存平均訪問時(shí)間為

100g.下面那種方法不能夠使得該平均值減??？

A.增加輔存的容量

B.采用較好的頁面替換算法

C.增加主存的容量

D.選擇合適的頁面大小

21.下述幾個(gè)需要解決的問題中，那個(gè)是向量處理機(jī)所

最需關(guān)心的？

A.計(jì)算機(jī)指令的優(yōu)化技術(shù)

B.設(shè)計(jì)滿足運(yùn)算器帶寬要求的存儲(chǔ)器

C.如何提高存儲(chǔ)器的利用率，增加存儲(chǔ)器系統(tǒng)的容量

D.縱橫處理方式的劃分問題

22.RISC思想主要是基于什么樣的目的？

A.減少指令的平均執(zhí)行周期數(shù)

B.減少指令的復(fù)雜程度

C.減少硬件的復(fù)雜程度

D.便于編譯器編寫

23.一個(gè)二級虛擬存儲(chǔ)器,CPU訪問主存和輔存的平均時(shí)

間分別為1瞠和1ms.經(jīng)實(shí)測，此虛存平均訪問時(shí)間為

100Hs.下面那種方法不能夠使得該平均值減?。?/p>

A）選擇合適的頁面大小

B）采用較好的頁面替換算法

C）增加主存的容量

D）增加輔存的容量

24.指令優(yōu)化編碼方法，就編碼的效率來講，那種方法

最好？

A.固定長度編瑪B.擴(kuò)展編碼法

C.huffman編碼法D.以上編碼都不是

25.x=-0.875x21,y=0.625x22,設(shè)尾數(shù)3位，符號位1

位，階碼2位，階符1位，通過補(bǔ)瑪運(yùn)算求出z=x-y的

二進(jìn)制浮點(diǎn)規(guī)格化結(jié)果是

A.1011011

B.0111011

C.1001011

D.以上都不是

26.選擇以下四個(gè)過程在通道工作過程中的正確順序：

1）組織I/O操作2）向CPU發(fā)中斷請求

3）編制通道程序4）啟動(dòng)I/O通道

A.1234

B.3412

C.4321

D.2314

27.早期的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)只有定點(diǎn)數(shù)據(jù)表示，因此硬件結(jié)構(gòu)

可以很簡單。但是這樣的系統(tǒng)有明顯的缺點(diǎn)，下面哪一

個(gè)不是它的缺點(diǎn)：

A.數(shù)據(jù)表示范圍小B.單個(gè)需要的計(jì)算時(shí)鐘周期

多

C.編程困難D.存儲(chǔ)單元的利用率很低

28.下圖所示的時(shí)空圖對應(yīng)的處理機(jī)為:

?fii

令

4

3

2

1

2

1

4

3

時(shí)鐘周期

16

15

13

12

II

4

3

2

1

4

3

2

4

3

2

1

4

3

2

A.標(biāo)量處理機(jī)B.超標(biāo)量處理機(jī)

C.超流水處理機(jī)D.超標(biāo)量超流水處理機(jī)

29.軟件和硬件在()意義上市等效的。

A.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)B.功能

C.性能D.價(jià)格

30.為使虛存系統(tǒng)有效地發(fā)揮其預(yù)期的作用，所運(yùn)行的

程序應(yīng)具有的特性是()o

A.該程序不應(yīng)含有過多的I/O操作

B.該程序的大小不應(yīng)該超過實(shí)際的內(nèi)存容量

C.該程序應(yīng)具有較好的局部性

D.該程序的指令相關(guān)不應(yīng)過多

31.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖中,下列四個(gè)級別機(jī)器由下

到上應(yīng)按()排列：

(1)、匯編語言機(jī)器(2)、微程序控

制機(jī)器

(3)、傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器(4)、操作系統(tǒng)

機(jī)器

A.(2)(3)(4)(1)B.(2)(4)

(3)(1)

C.(3)(2)(1)(4)D.(I)(2)

(3)(4)

32.下列那種存儲(chǔ)設(shè)備不需要編址？

A.通用寄存器B.主存儲(chǔ)器

C輸入輸出設(shè)備D.堆棧

33.MIMD是指()

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

三.計(jì)算題

1.一條流水線連接圖如下所示，畫出100條指令連續(xù)

通過該流水線的時(shí)空圖，并計(jì)算該流水線的加速比。

(其中)

輸

出

t=Att=A3tt=Att=At

2.主頻為400MHz的微處理機(jī)，平均每條指令的執(zhí)

行時(shí)間為兩個(gè)機(jī)器周期，每個(gè)機(jī)器周期由兩個(gè)時(shí)鐘脈

沖組成，則當(dāng)存儲(chǔ)器為“零等待”時(shí)，機(jī)器運(yùn)行速度為

多少M(fèi)IPSo

3.在下列不同類型的處理機(jī)上做向量運(yùn)算：

D=(A+B)*C,向量長度均為8,每個(gè)周期的時(shí)間為

10ns。分別計(jì)算所需的最短時(shí)間，寫出簡要計(jì)算過

程。

1).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。

2).流水線處理機(jī)，有一條兩功能靜態(tài)流水線，加法

經(jīng)過其中的3段，乘法經(jīng)過其中的4段，每段的延遲時(shí)

間均為一個(gè)周期。

3).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。

4.某計(jì)算機(jī)的Cache.主存層次采用組相聯(lián)映象方式，塊

大小為128字節(jié)，Cache容量為64塊，按4塊分組，主存

容量為4096塊。那么主存地址共需幾位？.

5?假設(shè)一條指令的執(zhí)行過程分為“取指令”、"分析”和"執(zhí)

行”三段,每一段的時(shí)間分別為Dt、行和3Dt。在下各

種情況下，分別寫出連續(xù)執(zhí)行n條指令所需要的時(shí)間表

達(dá)式。

1）順序執(zhí)行方式。

2）“取指令”、“分析”和“執(zhí)行”重疊。

6.試確定在下列3種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，計(jì)算下列表達(dá)式所

用時(shí)間

其中，加法需用30ns,乘法需用50ns。在SIMD和

MIMD計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)由一個(gè)PE（計(jì)算單元）傳送到另

一個(gè)PE需要10ns,而在SISD計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)傳送時(shí)間可

以忽略不計(jì)。在SIMD計(jì)算機(jī)中PE間以線性環(huán)方式互

連（以單向方式傳送數(shù)據(jù)）

1）.具有一個(gè)通用PE的SISD計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

2）.具有一個(gè)加法器和一個(gè)乘法器的多功能部件的SISD

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

3）.具有8個(gè)PE的SIMD計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

7.在某個(gè)程序中，簡單指令占80%,復(fù)雜指令占20%,在

CISC機(jī)中簡單指令執(zhí)行需4個(gè)機(jī)器周期，復(fù)雜指令需要

8個(gè)機(jī)器周期。在RISC機(jī)中簡單指令執(zhí)行需要1個(gè)周

期，而復(fù)雜指令需要通過一串指令來實(shí)現(xiàn),假定每條復(fù)雜

指令平均需要14條簡單指令。若該程序中需要執(zhí)行的總

的指令數(shù)為1,000,000,一個(gè)機(jī)器周期時(shí)間是100ns,那

么：

1).RISC機(jī)需執(zhí)行的指令數(shù)多少？

2),CISC和RISC機(jī)的CPU時(shí)間分別是多少？

3),RISC機(jī)對CISC機(jī)的加速比為多少？

《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》復(fù)習(xí)資料答案

一、名詞解釋

1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

【答案】系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定義為由程序設(shè)計(jì)者所看到的一個(gè)計(jì)

算機(jī)系統(tǒng)的屬性，即概念性結(jié)構(gòu)和功能特性，這里的程

序設(shè)計(jì)者所看到的計(jì)算機(jī)屬性是指為機(jī)器語言或編譯程

序設(shè)計(jì)者所看到的計(jì)算機(jī)屬性，是硬件子系統(tǒng)的概念性

結(jié)構(gòu)及其功能特性，它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟、硬件的界

面。

2.存儲(chǔ)器帶寬

【答案】

存儲(chǔ)器帶寬為存儲(chǔ)器在連續(xù)訪問時(shí)的數(shù)據(jù)吞吐速率。帶

寬的單位通常是每秒鐘傳送的位數(shù)或字節(jié)數(shù)。

3.云計(jì)算

【答案】云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算新方式，通過互

聯(lián)網(wǎng)上異構(gòu)、自治的服務(wù)為個(gè)人和企業(yè)用戶提供按需即取的

計(jì)算?！霸啤蓖瑫r(shí)也是對底層基礎(chǔ)設(shè)施的一種抽象概念。

4.缺頁

【答案】

缺頁是指如果所需要的頁面在PT（頁表）中找不到，則

報(bào)告缺頁。缺頁表示所訪問的頁面還沒有裝入主存儲(chǔ)器

中。

5,靜態(tài)流水線

【答案】

在同一時(shí)間內(nèi)，多功能流水線中的各個(gè)功能段只能按照

一種固定的方式連接，實(shí)現(xiàn)一種固定的功能。只有當(dāng)按

照這種連接方式工作的所有任務(wù)都流出流水線之后，多

功能流水線才能重新連接，以實(shí)現(xiàn)其他功能。

6.多核CPU

【答案】多核CPU是將多個(gè)CPU核集成到單個(gè)芯片中，每個(gè)CPU核都是

一個(gè)單獨(dú)的處理器。每個(gè)CPU核可以有自己單獨(dú)的Cache,也可以多個(gè)

CPU核共享同一Cacheo

7.動(dòng)態(tài)互連網(wǎng)絡(luò)

【答案】設(shè)置有源開關(guān)，可以根據(jù)需要借助控制信號對連接通路加以重新

組合實(shí)現(xiàn)所要求通信模式的網(wǎng)絡(luò)。

8.動(dòng)態(tài)流水線

【答案】在同一時(shí)間內(nèi)，多功能流水線的各段可以按照

不同的方式連接，同時(shí)執(zhí)行多種功能。其中流水線中各

個(gè)功能部件不能發(fā)生沖突。

二、選擇題

1.D2,D3.A4.D5.C

6.B7.D8.A9.D10.D

11.D12.C13.C14.C15.D

16.A17.D18.B19.C20.A

21.B22,A23.D24.C25.A

26.D27.D28.D29.B30.C

31.A32.D33.D

三、計(jì)算題

1.

解：

0

5

4

3

2

1

6

空

間

時(shí)間(ns)

2

n

3