計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試題及答案—西安理工大學(xué)

1、第一章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概論 一.選擇 1. 同時(shí)性指兩個(gè)或多個(gè)事件在（ ）發(fā)生。 A 同一時(shí)間間隔B 同一時(shí)刻C 不同時(shí)刻D 不同時(shí)間間隔 2. 并發(fā)性指兩個(gè)或多個(gè)事件在（ ）發(fā)生。 A 同一時(shí)間間隔B 同一時(shí)刻C 不同時(shí)刻不同時(shí)間間隔 3. 開發(fā)并行性的途徑有（） ，資源重復(fù)和資源共享。 多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)多道分時(shí)分布式處理系統(tǒng)時(shí)間重疊 4. 開發(fā)并行性的途徑有時(shí)間重疊， （ ）和資源共享。 A 重疊流水B 共享主存資源重復(fù)軟件共享 5. 開發(fā)并行性的途徑有時(shí)間重疊，資源重復(fù)和（） 。 指令流水線資源共享雙工系統(tǒng)D 機(jī)群系統(tǒng) 6. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)按照有高到低的順序分別為（ ） 。 A 高級(jí)語(yǔ)

2、言機(jī)器級(jí)，匯編語(yǔ)言機(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) B 高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，應(yīng)用語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，微程序機(jī)器級(jí) C 應(yīng)用語(yǔ)言機(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)，操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí) D 應(yīng)用語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí)，微程序機(jī)器級(jí)，傳統(tǒng)機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器級(jí) 7. 自定義數(shù)據(jù)表示包括（）和標(biāo)識(shí)符數(shù)據(jù)表示。 數(shù)據(jù)描述符向量數(shù)組數(shù)據(jù)表示標(biāo)識(shí)符數(shù)據(jù)表示堆棧數(shù)據(jù) 表 示 8. 對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，下列哪些是透明的? a）數(shù)據(jù)表示b）指令系統(tǒng)c）寄存器組織d）存儲(chǔ)器的模的交叉存取 解答: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 二.填空 1. 并行性開發(fā)途徑有時(shí)間重疊、_、資源共享等。

3、2. 軟件移植的幾個(gè)基本技術(shù)：統(tǒng)一高級(jí)語(yǔ)言、_、模擬與仿真。 3. 自定義數(shù)據(jù)表示中有_、數(shù)據(jù)描述等。 4. 擴(kuò)展操作碼編碼仍利用_思想，一般其平均碼長(zhǎng)要比全 Haffman 編碼的平均碼 長(zhǎng)大。 5. 讓地址碼和可變長(zhǎng)操作碼配合，長(zhǎng)操作嗎配_，能顯著減少存儲(chǔ)空間的浪費(fèi)。 6. 信息冗余的公式為_ ,其中 H 為_。 7. 使用頻度分_和動(dòng)態(tài)使用頻度。 8. 按靜態(tài)使用頻度改進(jìn)指令系統(tǒng)著眼與_。 9. 按動(dòng)態(tài)使用頻度改進(jìn)指令系統(tǒng)著眼于_。 解答: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 三.判斷 1. 層次結(jié)構(gòu)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)、傳統(tǒng)機(jī)

4、資源重復(fù) 系列機(jī)思想 標(biāo)識(shí)符數(shù)據(jù)表示 哈夫曼壓縮 低概率 靜態(tài)使用頻度 目標(biāo)程序所占存儲(chǔ)空間的減少 目標(biāo)程序執(zhí)行時(shí)間的減少 器語(yǔ)言機(jī)器級(jí)和微程序機(jī)器級(jí)。 （） 2. 從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)定義，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各級(jí)界面的劃分、定義及其 上下的功能分配。 （） 3. 計(jì)算機(jī)組成指的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)，包括機(jī)器級(jí)內(nèi)部的的的組成數(shù)據(jù)流和控 制流的組成以及邏輯設(shè)計(jì)等。 （） 4. 計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)指的是計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)，包括處理機(jī)、主存等部件的物理結(jié)構(gòu)，器件 的集成度和速度，器件、模塊、插件、底板的劃分與連接，專用器件的設(shè)計(jì)，微組裝技術(shù)， 信號(hào)傳輸，電源、冷卻及整機(jī)裝配技術(shù)等。（） 5.

5、 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成、實(shí)現(xiàn)三者互不相同，也不相互影響。 （） 6. 模擬是實(shí)現(xiàn)軟件移植的基本技術(shù)，而仿真并不是。 （） 7. SIMD 是典型應(yīng)用技術(shù)就是多處理機(jī)。 （） 8. SIMD 的典型應(yīng)用就是陳列處理機(jī)。 （） 解答: 1. 對(duì) 2. 對(duì) 3. 對(duì) 4. 對(duì) 5. 錯(cuò) 6. 錯(cuò) 7. 錯(cuò) 8. 對(duì) 四.簡(jiǎn)答題 1. 簡(jiǎn)要說明翻譯和解釋的區(qū)別和聯(lián)系。 2. 簡(jiǎn)述采用模擬與仿真方法、適用場(chǎng)合、好處、存在問題和應(yīng)采取的策略。 3. 簡(jiǎn)單說明多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和多處理機(jī)系統(tǒng)的區(qū)別。 4.硬件和軟件在什么意義上是等效的?在什么意義上又是不等效的?試舉例說明。 5. 想在系列機(jī)中發(fā)展一種新型號(hào)機(jī)器，

6、你認(rèn)為下列哪些設(shè)想是可以考慮的?哪些則 是不行的?為什么? (1)新增加字符數(shù)據(jù)類型和若干條字符處理指令，以支持事務(wù)處理程序的編譯。 (2)為增強(qiáng)中斷處理功能，將中斷分級(jí)由原來的 4 級(jí)增加到 5 級(jí)，并重新調(diào) 整 中斷響應(yīng) 的優(yōu)先次序。 (3)在 CPU 和主存之間增設(shè) Cache 存貯器，以克服因主存訪問速率過低而造 成 的系統(tǒng)性 能瓶頸。 (4) 將 CPU 與主存之間的數(shù)據(jù)通路寬度由 16 位擴(kuò)展成 32 位，以加快主機(jī) 內(nèi) 部信息的傳 送。 (5)為增加尋址靈活性和減少平均指令字長(zhǎng)，將原來全部采用等長(zhǎng)操作碼的指令 改成有 3 類不同碼長(zhǎng)的擴(kuò)展操作碼；將源操作數(shù)尋址方式由原來的操作碼指

7、明改成增加一個(gè)如 VA X 11 那樣的尋址方式位字段來指明。 解答: 1. 2. 3. 4. 5. 五.應(yīng)用題 1. 由 4 位數(shù) （其中最低位為下溢處理的附加位） 經(jīng) ROM 查表舍入法， 下溢處理成 3 位結(jié)果， 設(shè) 計(jì)使下溢處理平均誤差接近于 0 的 ROM 表，列出 ROM 編碼表的地址與內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 2. 若某機(jī)器要求有：三地址指令 4 條，單地址指令 255 條，零地址指令 16 條。假設(shè)指令字 長(zhǎng) 為 12 位，每個(gè)地址碼長(zhǎng)位 3 位，能否以擴(kuò)展操作碼為其編碼？如果其中單地址指令為 254 條呢 ？說明其理由。 3. 用于文字處理的某專用機(jī)，每個(gè)文字符用 4 位十進(jìn)制數(shù)字（

8、09）編碼表示，空格則用 表示，在對(duì)傳送的文件符號(hào)和空格進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后，得出數(shù)字和空格的出現(xiàn)頻度分別為 ：20%0：17%1：6% 2：8%3：11%4：8% 5：5%6：8%7： 13% 8：3%9：1% 若上述數(shù)字和空格均用二進(jìn)制編碼，試設(shè)計(jì)二進(jìn)制信息位平均長(zhǎng)度 最短的編碼。 4. 文電由 AJ 及空格字符組成，其字符出現(xiàn)頻度依次為 0.17，0.05，0.20，0.06，0.08，0. 03，0.01，0.08，0.13，0.08，0.11。各字符用等長(zhǎng)二進(jìn)碼編碼，傳送 103 個(gè)字符時(shí)，共需 傳送多少個(gè)二進(jìn)制碼碼位？ 5. 經(jīng)統(tǒng)計(jì)，某機(jī)器 14 條指令的使用頻度分別為：0.01，0.15，

9、0.12，0.03，0.02，0.04，0 .02，0.04，0.01，0.13，0.15，0.14，0.11，0.03。分別求出用等長(zhǎng)碼、哈夫曼碼、只有 兩種碼長(zhǎng)的擴(kuò)展操作碼等 3 種編碼方式的操作碼平均碼長(zhǎng)。 6. 設(shè)某機(jī)器階值 6 位、尾數(shù) 48 位，階符和數(shù)符不在其內(nèi)，當(dāng)尾數(shù)分別以 2、8、16 為基時(shí)， 在 非負(fù)階、正尾數(shù)、規(guī)格化情況下，求出其最小階、最大階、階的個(gè)數(shù)、最小尾數(shù)值、最大尾 數(shù)值、可表示的最小值和最大值及可表示數(shù)的個(gè)數(shù)。 7. 浮點(diǎn)數(shù)系統(tǒng)使用的階基 rp=2， 階值位數(shù) p=2， 尾數(shù)基值 rm=10， 以 rm 為基的尾數(shù)尾數(shù) m =1 ，試計(jì)算在非負(fù)階、正尾數(shù)、規(guī)格

10、化情況下的最小尾數(shù)值、最大尾數(shù)值、可表示的最小值和 最大值及可表示數(shù)的個(gè)數(shù)。 8.指令中常用下列尋址方式來得到操作數(shù)：立即操作數(shù)、間接尋址、直接尋址、 寄存器尋址、自相對(duì)尋址。請(qǐng)分別說明這些尋址方法的原理，井對(duì)它們?cè)谌缦?4 個(gè)方 面 進(jìn)行 比較：可表示操作數(shù)的范圍大??；除取指外，為獲得操作數(shù)所需訪問主存的最少次數(shù)； 為指 明該操作數(shù)所占用指令中的信息位數(shù)的多少；尋址復(fù)雜性程度。 解答: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 第二章 數(shù)據(jù)表示、尋址方式與指令系統(tǒng) 一.選擇 1. 在機(jī)器字長(zhǎng)相同時(shí)，浮點(diǎn)數(shù)比定點(diǎn)數(shù)表示數(shù)的范圍（） 。 A 大小一樣不定 2. 機(jī)器內(nèi)浮點(diǎn)數(shù)都包含階碼和尾數(shù)

11、兩部分，其中階碼的位數(shù)主要影響（） 。 能表示數(shù)的精度 能表示數(shù)的范圍 能表示數(shù)的范圍和精度 能表示數(shù)在數(shù)軸上分布的離散程度 3. 機(jī)器內(nèi)浮點(diǎn)數(shù)都包含階碼和尾數(shù)兩部分，其中尾數(shù)的位數(shù)主要影響（） 。 A 能表示數(shù)的精度 B 能表示數(shù)的范圍 能表示數(shù)的范圍和精度 能表示數(shù)在數(shù)軸上分布的離散程度 4. 機(jī)器內(nèi)浮點(diǎn)數(shù)都包含階碼和尾數(shù)兩部分，當(dāng)階碼的位數(shù)一定時(shí)，尾數(shù)采用什么進(jìn)制也會(huì) 影響到數(shù)的（） 。 能表示數(shù)的精度 能表示數(shù)的范圍 能表示數(shù)在數(shù)軸上分布的離散程度 和 B 和 C 5. 按使用頻度思想改進(jìn)指令系統(tǒng)，對(duì)高品指令應(yīng)（）功能， （）字長(zhǎng)。 A 加強(qiáng) ，增加 B 加強(qiáng)，縮短 C 減弱，縮短 D

12、 減弱，增加 6. 指令系統(tǒng)的改進(jìn)是以（）為前提的，通過增加少量新指令代替指令串，可保證軟件（） 。 A 刪除原有指令，向后兼容 B 刪除原有指令，向前兼容 不刪除原有指令，向后兼容 不刪除原有指令，向前兼容 7. 造成代碼生成效率不高的主要原因是（） 。 高級(jí)語(yǔ)言種類多 高級(jí)語(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言語(yǔ)義差距大 指令系統(tǒng)不靈活 D A 和 B 8. 全 Huffman 編碼結(jié)果（） 。 A 不唯一B 唯一不定DA 和 B 解答: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 二.填空 1. cisc 是指_ 2. RISC 是指_ 3. 在機(jī)器字長(zhǎng)相同時(shí)，浮點(diǎn)數(shù)必定點(diǎn)數(shù)表示舒暢的范圍_(大、小)。 4

13、. 浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)下溢處理方法有_、階段法、查表法、恒置法。 5. 在非負(fù)數(shù)、正尾數(shù)、規(guī)格化的條件下，機(jī)器數(shù)中階碼占 p 位，尾數(shù)占 rm進(jìn)制 的 m位，則可表示的最小尾數(shù)為_. 6. 在非負(fù)階、正尾數(shù)、規(guī)格化的條件下，機(jī)器數(shù)中階碼占 p 位，尾數(shù)占 rm進(jìn)制 的 m位，則可表示的最大尾數(shù)為_。 7. 設(shè)某機(jī)階碼 6 位、尾數(shù) 48 位。階符和數(shù)符不在其內(nèi)，當(dāng)尾數(shù)以 2 為基時(shí)，在非負(fù)階、正尾數(shù)、規(guī)格化數(shù)情況下， 其階的個(gè)數(shù)為（） 。 8. 設(shè)某機(jī)階碼 6 位、尾數(shù) 48 位。階符和數(shù)符不在其內(nèi)，當(dāng)尾數(shù)以 8 為基時(shí)，在非負(fù)階、 正尾數(shù)、規(guī)格化數(shù)情況下， 其可表示的規(guī)格化數(shù)的總個(gè)數(shù)為（） 。 解答

14、: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 三.判斷 1. MIMD 典型應(yīng)用就是多處理機(jī)。( ) 2. 邏輯地址是程序在主存中的實(shí)際地址。 （） 3. 面向高級(jí)語(yǔ)言優(yōu)化實(shí)現(xiàn)改進(jìn)就是盡可能縮短高級(jí)語(yǔ)言和機(jī)器語(yǔ)言的語(yǔ)義差距，支持高級(jí) 語(yǔ)言編譯，縮短編譯程序長(zhǎng)度和編譯時(shí)間。 （） 4. Huffman 編碼是唯一的。 （） 5. 操作碼的信息源熵（信息源所含平均信息量） n H=pilog2pi 。（ ） i=1 6. 查表舍入法其方法是在機(jī)器運(yùn)算的規(guī)定字長(zhǎng)之外增設(shè)一位附加位，存放溢出部分的最高 位，每當(dāng)進(jìn)行尾數(shù)下溢處理時(shí)，將附加位加 1（二進(jìn)制整數(shù)相當(dāng)于加 0.5，二進(jìn)制小數(shù)相當(dāng) 于 加

15、 2-（m+1）)。 （） 7. 主存物理地址是程序在主存中的實(shí)際地址。 （） 8. 在描述符數(shù)據(jù)表示中，數(shù)據(jù)描述符是與每個(gè)數(shù)據(jù)相連的，并且合存在同一個(gè)存貯單 元中，用于描述單個(gè)數(shù)據(jù)的類型等屬性； 解答: 1. 對(duì) 2. 錯(cuò) 3. 對(duì) 4. 錯(cuò) 5. 對(duì) 6. 錯(cuò) 7. 對(duì) 8. 四.簡(jiǎn)答題 1. 15/15/15 法是如何擴(kuò)展操作碼的？ 2. 試比較四種浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)的下溢處理方法。 3. 某機(jī)器指令字長(zhǎng) 16 位，設(shè)有單地址指令和雙地址指令兩類。若每個(gè)地址字段為 6 位，且 雙 地址指令有 x 條。問單地址指令最多可以有多少條？ 4. 簡(jiǎn)述三種面積的尋址方式的關(guān)系。 5. 堆棧型機(jī)器與通用寄存

16、器型機(jī)器的主要區(qū)別是什么？ 解答: 1. 2. 3. 4. 5. 五.應(yīng)用題 1. 浮點(diǎn)數(shù)系統(tǒng)使用的階基 rp=2，階值位數(shù) p=2，尾數(shù)基值 rm=4，以 rm 為基的尾數(shù)尾數(shù) m =2 ，試計(jì)算在非負(fù)階、正尾數(shù)、規(guī)格化情況下的最小尾數(shù)值、最大尾數(shù)值、可表示的最小值和 最大值及可表示數(shù)的個(gè)數(shù)。 2. 某處理機(jī)的指令字長(zhǎng)為 16 位，有雙地址指令、單地址指令和零地址指令三類，并假設(shè)每 個(gè)地址字段的長(zhǎng)度均為 6 位。如果雙地址指令有 15 條，單地址指令和零地址指令的條數(shù)基 本相 同，問單地址指令和零地址指令各有多少條？并且為這三類指令分配操作碼。 3. 某處理機(jī)的指令字長(zhǎng)為 16 位，有雙地址

17、指令、單地址指令和零地址指令三類，并假設(shè)每 個(gè)地址字段的長(zhǎng)度均為 6 位。如果要求三類指令的比例大致為 1:9:9，問雙地址指令、單地 址 指令和零地址指令各有多少條？并且為這三類指令分配操作碼。 4. 文電由 AJ 及空格字符組成，其字符出現(xiàn)頻度依次為 0.17，0.05，0.20，0.06，0.08，0. 03，0.01，0.08，0.13，0.08，0.11。構(gòu)造哈夫曼樹，寫出各字符的二進(jìn)制碼碼位數(shù)，計(jì)算 字符的二進(jìn)制位平均碼長(zhǎng)。 5. 文電由 AJ 及空格字符組成，其字符出現(xiàn)頻度依次為 0.17，0.05，0.20，0.06，0.08，0. 03，0.01，0.08，0.13，0.08

18、，0.11。用哈夫曼碼傳送 103 個(gè)字符，比定長(zhǎng)碼傳送可減少傳 送的二進(jìn)制碼碼位數(shù)是多少？ 6. 用于文字處理的某專用機(jī)，每個(gè)文字符用 4 位十進(jìn)制數(shù)字（09）編碼表示，空格則用 表示，在對(duì)傳送的文件符號(hào)和空格進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后，得出數(shù)字和空格的出現(xiàn)頻度分別為 ：20%0：17%1：6% 2：8%3：11%4：8% 5：5%6：8%7： 13% 8：3%9：1% 若傳送 106 個(gè)文字符號(hào)（每個(gè)文字符號(hào)后均跟一個(gè)空格） ，按最短的 編碼，共需傳送多少 個(gè)二進(jìn)制位？ 7. 用于文字處理的某專用機(jī)，每個(gè)文字符用 4 位十進(jìn)制數(shù)字（09）編碼表示，空格則用 表示，在對(duì)傳送的文件符號(hào)和空格進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后，得出數(shù)

19、字和空格的出現(xiàn)頻度分別為 ：20%0：17%1：6% 2：8%3：11%4：8% 5：5%6：8%7： 13% 8：3%9：1% 若十進(jìn)制數(shù)字和空格均用 4 位二進(jìn)制碼表示，共需傳送多少個(gè)二進(jìn) 制位？ 8. 某模型機(jī) 9 條指令使用頻度如下表所示。 要求有兩種指令字長(zhǎng)，都按雙操作數(shù)指令格式編排，采用擴(kuò)展操作碼，并限制只能 有 兩種操作碼碼長(zhǎng)。設(shè)該機(jī)有若干通用寄存器，主存為 16 位寬，按字節(jié)編址，采用按整數(shù)邊 界 存儲(chǔ)，任何指令都在一個(gè)主存周期中取得，短指令為寄存器-寄存器型，長(zhǎng)指令為寄存器-主 存型，主存地址應(yīng)能變址尋址。僅根據(jù)使用頻度，不考慮其他要求，設(shè)計(jì)出全哈夫曼操作碼 ，計(jì)算其平均碼長(zhǎng)

20、。 解答: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 第三章 存儲(chǔ)、中斷、總線與 I/O 系統(tǒng) 一.選擇 1. 輸入輸出系統(tǒng)包括（） 。 A I/O 設(shè)備B 設(shè)備控制器設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序A 和 B 和 2. I/O 處理機(jī)方式分為（）和外圍處理機(jī)方式。 A 中斷方式B 通道方式C 程序查詢方式方式 3. 早起計(jì)算機(jī)的輸入輸出操作是由（）安排的。 程序員操作系統(tǒng)C編譯程序普通程序 4. 就允許信息傳送的方向來說，總線分為（）和雙向傳輸兩種。 專用非專用C單向傳輸半雙向 5. 個(gè)部件采用雙向?qū)Ｓ每偩€互聯(lián)，所需總線數(shù)為（） 。 （）（） （） 6. 專用總線是指（） 。 總線單總線C 只連接一對(duì)部件

21、總線 主存和總線 7. 在集中式串行鏈接方式中，所有部件都經(jīng)（）向總線控制器發(fā)送請(qǐng)求使用總線的請(qǐng)求。 總先忙總線可用總線請(qǐng)求D B 或 C 8. 在集中式定時(shí)查詢方式中，若計(jì)數(shù)器置成某個(gè)初值 N，則使用總線優(yōu)先級(jí)次序?yàn)椋ǎ?。 A 循環(huán)優(yōu)先級(jí)B 離總線控制器近優(yōu)先級(jí)低C 0 部件優(yōu)先級(jí)最高 D 部件 N 優(yōu)先級(jí)最高 9. 數(shù)據(jù)寬度是指（） 。 A 一個(gè)時(shí)鐘周期傳送的信息量B 取得總線后傳送數(shù)據(jù)總量數(shù)據(jù) 的 最小存儲(chǔ)寬度D 數(shù)據(jù)傳送的最小寬度 10. 一般一個(gè)數(shù)據(jù)寬度需（）個(gè)數(shù)據(jù)通路寬度。 A1B2C 多個(gè)D3 11. 數(shù)據(jù)通路寬度是指（） 。 A 一個(gè)時(shí)鐘周期傳送的信息量 取得總線后傳送數(shù)據(jù)總

22、量 數(shù)據(jù)的最小存儲(chǔ)寬度 D 數(shù)據(jù)傳送的最小寬度 12. 適合于高優(yōu)先級(jí)的磁盤的數(shù)據(jù)寬度是（） 。 A 單字B 定長(zhǎng)塊C 可變長(zhǎng)塊D 單子加定長(zhǎng)塊E 單子加可變長(zhǎng)塊 13. 中斷處理次序可通過（）改變，使之與中斷響應(yīng)次序不同。 A硬件B 軟件C 排隊(duì)器硬件D 中斷級(jí)屏蔽位寄存器 14. 中斷響應(yīng)次序由（）實(shí)現(xiàn)。 選擇通道 A 硬件B 軟件C 排隊(duì)器硬件D 中斷級(jí)屏蔽位寄存器 15. 通道流量指（） 。 A 數(shù)據(jù)寬度B 一個(gè)時(shí)鐘周期傳送的數(shù)據(jù)量C 數(shù)據(jù)通路寬度D 單位時(shí)間 傳送 的數(shù)據(jù)量 解答: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

23、二.填空 1. 在字節(jié)多路通道下，通道極限流量 fmax byte=_ 2. 在數(shù)組多路通道下，通道極限流量 fmax=_ 3. 在選擇通道下，通道極限流量 fmax=_ 4. 總線按用法課分為專用和_兩類。 5. N 個(gè)部件采用雙向?qū)Ｓ每偩€把所有部件互聯(lián)，所需總線數(shù)為_。 6. 總線控制方式分為集中式和_兩類。 7. 字節(jié)多路通道適用于低速設(shè)備，其通道數(shù)據(jù)寬度為_。 8. 數(shù)組多路通道適用于高速設(shè)備，其通道數(shù)據(jù)寬度為_。 9. I/O 程序控制方式有查詢方式和_。 10. 選擇通道適合于高速設(shè)備，其通道數(shù)據(jù)寬度為_。 非專用 N（N-1）/ 2 分布式 1/(Ts+Td) k/(Ts+KTd

24、) N/(Ts+NTd) 字節(jié)寬度 定長(zhǎng)塊寬度 不定長(zhǎng)塊 中斷方式還有DMA 11. 根據(jù)通道數(shù)據(jù)傳輸信息方式不同，通道可分為_、選擇通道、數(shù)組多路 通 道。 12. 信息在總線上的傳送方式基本上可分為同步和_兩種。 13. 異步通信又分為_和雙向控制兩種。 14. 集中式總線控制方式中，可擴(kuò)充性好、簡(jiǎn)單的為_方式。 15. 集中式總線控制方式中，總線分配速度最快的是_方式。 解答: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 三.判斷 1. TM是連續(xù)啟動(dòng)一個(gè)存貯體所需要的間隔時(shí)間。 （） 2. 單體單字存貯器，子長(zhǎng)為 w 位，主存最

25、大頻寬 Bm=W/TM 。（ ） 3. 單體多字存貯器，其主存最大頻寬為 mw/TM。 （） 4. 輸入/輸出中斷是 cpu 與存貯器設(shè)備及通道聯(lián)系的工具，在操作完成或 I/O 通道或設(shè)備產(chǎn) 生 故障是發(fā)出。 （） 5. 中斷系統(tǒng)的軟、硬件功能分配實(shí)質(zhì)是中斷處理程序軟件和中斷響應(yīng)硬件的功能分配。 （ ） 串行鏈接 獨(dú)立請(qǐng)求 異步 單向控制 字節(jié)多路通道 X I/O 6. 專用總線是同一時(shí)間只有一對(duì)部件可在使用總線進(jìn)行通信。 （） 7. 集中式總線控制中又分為串行鏈接方式、空時(shí)查詢和獨(dú)立請(qǐng)求 3 種不同方式。 （） 8. 串行鏈接方式的優(yōu)點(diǎn)是總線分配速度快。 （） 9. 獨(dú)立請(qǐng)求方式缺點(diǎn)是控制線

26、數(shù)量過大，為控制 N 個(gè)設(shè)備必須有 2N+1 根控制線，且控制 器要 復(fù)雜很多。 （） 10. 信息在總線上的傳送方法基本上可分為同步和異步兩種。 （） 11. 數(shù)據(jù)寬度就是數(shù)據(jù)通道寬度。 （） 12. 輸入/輸出系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，響應(yīng)對(duì)應(yīng)與三種方式，即程序控制 I/O、直接存貯 器訪問及 I/O 處理及方式。 （） 13. 通道流量是通道在數(shù)據(jù)傳送期內(nèi)，單位時(shí)間內(nèi)傳送的字節(jié)數(shù)。 （） 14. 字節(jié)多路通道流量為 fmax byte=K/(Ts+KTD)。 （ ） 15. 選擇通道適合于連接優(yōu)先級(jí)高的磁盤等高速設(shè)備，數(shù)據(jù)傳送以空長(zhǎng)塊方式進(jìn)行。 （） 解答: 1. 對(duì) 2. 對(duì) 3. 對(duì)

27、4. 錯(cuò) 5. 錯(cuò) 6. 錯(cuò) 7. 對(duì) 8. 錯(cuò) 9. 對(duì) 10. 對(duì) 非專用總線 X X 獨(dú)立請(qǐng)求：分配速度塊；串行鏈接：擴(kuò)充性好 X數(shù)據(jù)寬度：所傳送數(shù)據(jù)的總量 數(shù)據(jù)通道寬度：一個(gè)時(shí)鐘周期傳送的數(shù)據(jù)量 X 按字節(jié)傳送：1/(Ts+Td) 不定長(zhǎng)塊 X 11. 錯(cuò) 12. 對(duì) 13. 對(duì) 14. 錯(cuò) 15. 錯(cuò) 四.簡(jiǎn)答題 1. 簡(jiǎn)述專用和非專用總線各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 2. 簡(jiǎn)單比較幾種類型的數(shù)據(jù)寬度。 3. 簡(jiǎn)述字節(jié)多路，數(shù)組多路和選擇通道的數(shù)據(jù)傳送方式。 4. 簡(jiǎn)述減少總線線數(shù)的幾種方法。 5. 簡(jiǎn)要舉出集中式串行鏈接，定時(shí)查詢和獨(dú)立請(qǐng)求 3 總線控制方式的優(yōu)缺點(diǎn)。 6. 試比較異步通訊的兩種

28、方式。 7. 試比較異步通訊中雙向控制的兩種方式。 解答: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 五.應(yīng)用題 1. 設(shè)中斷級(jí)屏蔽位“1”對(duì)應(yīng)于開放， “0”對(duì)應(yīng)于屏蔽，各級(jí)中斷處理程序的中斷級(jí)屏蔽 位設(shè)置表如下所示。 課后題 （1）當(dāng)中斷響應(yīng)優(yōu)先次序?yàn)?1234 時(shí)，其中斷處理次序是什么？ （2）如果所有的中斷處理都各需 3 個(gè)單位時(shí)間，中斷響應(yīng)和中斷返回時(shí)間相對(duì)中斷處 理 時(shí)間少得多。當(dāng)機(jī)器正在運(yùn)行程序時(shí)，同時(shí)發(fā)生第 2、3 級(jí)中斷請(qǐng)求，過兩個(gè)單位時(shí)間后， 又 同時(shí)發(fā)生第 1、4 級(jí)中斷請(qǐng)求，試畫出程序運(yùn)行過程示意圖。 2. 若機(jī)器共有 5 級(jí)中斷， 中斷響應(yīng)優(yōu)先次序?yàn)?12345， 現(xiàn)

29、要求其實(shí)際的中斷處理次 序?yàn)?14523，回答下面問題： （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)中斷未完成 時(shí) ，又同時(shí)出現(xiàn)第 1、3、5 級(jí)中斷請(qǐng)求，請(qǐng)畫出此程序運(yùn)行過程示意圖。 3. 如果通道在數(shù)據(jù)傳送期間，選擇設(shè)備需 9.8s,傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)需 0.2s。某低速設(shè)備 每隔 500s 發(fā)出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求，問至多可接連幾臺(tái)這種低速設(shè)備？對(duì)于如下 AF6 種 高速設(shè)備，一次通信傳送的字節(jié)數(shù)不少于 1024 個(gè)字節(jié)，問哪些設(shè)備可以掛在此通道上？哪 些 則不能？其中

30、 AF 設(shè)備第發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求的時(shí)間間隔如下表所示。 4. 如果通道在數(shù)據(jù)傳送期間，選擇設(shè)備需 9.8s,傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)需 0.2s。某低速設(shè)備 每隔 500s 發(fā)出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求，問至多可接連幾臺(tái)這種低速設(shè)備？對(duì)于如下 AF6 種 高速設(shè)備，一次通信傳送的字節(jié)數(shù)不少于 1024 個(gè)字節(jié)，問哪些設(shè)備可以掛在此通道上？哪 些 則不能？其中 AF 設(shè)備第發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求的時(shí)間間隔如下表所示。 1 3 4 2 PPT：56 1 2 3 4 5 1 1 1 1 1 1 2 0 1 1 0 0 3 0 0 1 0 0 4 0 1 1 1 1 5 0 1 1 0 1 課后題 例題

31、50 B C E F 50 5. 在一個(gè) 8 級(jí)中斷的系統(tǒng)中，硬件中斷響應(yīng)從高到低的優(yōu)先順序是 1234567 8 ，設(shè)置中斷屏蔽寄存器后，中斷響應(yīng)的優(yōu)先順序變?yōu)?13572468，如果 CPU 在執(zhí) 行一個(gè)應(yīng)用程序時(shí)有 5，6，7，8 級(jí)的四個(gè)中斷同時(shí)到達(dá)，CPU 在按優(yōu)先順處理到第 3 個(gè)中 斷請(qǐng) 求的過程中又有一個(gè) 3 級(jí)中斷請(qǐng)求到達(dá) CPU，試畫出 CPU 響應(yīng)這些中斷的順序示意圖。 6. 某計(jì)算機(jī) CPU 有 5 個(gè)中斷源 D1、D2、D3、D4 和 D5，硬件的中斷優(yōu)先級(jí)從高到低 分別是 1 級(jí) 、2 級(jí)、3 級(jí)、4 級(jí)和 5 級(jí)。軟件設(shè)置的中斷屏蔽字如下表所示。每個(gè)中斷屏蔽字有

32、5 位中 斷屏蔽 代碼，其中， “0”表示該中斷開放， “1”表示該中斷屏蔽源被屏蔽。 （1）當(dāng)使用屏蔽字時(shí)，處理機(jī)響應(yīng)各中斷源的中斷請(qǐng)求的先后次序是什么？實(shí)際 上的 中斷處理次序是什么？ （2）如果 D1、D2、D3、D4 和 D5 這 5 個(gè)中斷源同時(shí)請(qǐng)求中斷，畫出處理機(jī)響應(yīng)中斷 請(qǐng)求和 實(shí)際運(yùn)行中斷服務(wù)程序過程的示意圖。 7. 某 32 位計(jì)算機(jī)有 2 條選擇通道和 1 條字節(jié)多路通道。 每條選擇通道支持 2 個(gè)磁盤和 2 個(gè) 磁帶 設(shè)備，字節(jié)多路通道連接 2 個(gè)打印機(jī)、2 個(gè)讀卡機(jī)和 10 臺(tái)終端。假定以下各設(shè)備的數(shù)據(jù)傳 輸速 率： 磁盤800KB/s； 磁帶200KB/s； 打印機(jī)6

33、.6KB/s； 讀卡機(jī)1.2KB/s； 終端1KB/s； 問系統(tǒng)的輸入/輸出傳輸速率最大值為多少？ 8. 某字節(jié)多路通道連接 100 臺(tái)終端設(shè)備， 每臺(tái)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率為 19.2kb/s。 問該通 道的傳輸速率至少為多少？ 9. 某字節(jié)多路通道連接 6 臺(tái)外設(shè)，其數(shù)據(jù)傳送速率分別如下表。 計(jì)算所有設(shè)備都工作時(shí)的通道實(shí)際最大流量。 10. 某字節(jié)多路通道連接 6 臺(tái)外設(shè)，其數(shù)據(jù)傳送速率分別如下表。 如果設(shè)計(jì)的通道工作周期使通道極限流量恰好與通道實(shí)際最大流量相等， 以滿足流 量 課后題 2*6.6+2*1.2+10*1+800*2 100*19.2 所掛p臺(tái)設(shè)備的速率之和 F = 10+1

34、5+100+25+40+20 課后題 設(shè)計(jì)的基本要求， 同時(shí)讓速率越高的設(shè)備被響應(yīng)的優(yōu)先級(jí)越高。 當(dāng) 6 臺(tái)設(shè)備同時(shí)發(fā)出請(qǐng)求開 始 ，畫出此通道在數(shù)據(jù)傳送期內(nèi)響應(yīng)和處理各外設(shè)請(qǐng)求的時(shí)間示意圖。由此，能發(fā)現(xiàn)什么問題 和得出什么結(jié)論？ 11. 某字節(jié)多路通道連接 6 臺(tái)外設(shè)，其數(shù)據(jù)傳送速率分別如下表。 在哪臺(tái)設(shè)備內(nèi)設(shè)置多少個(gè)字節(jié)的緩沖器就可以避免設(shè)備信息丟失？那么， 這是否說明書 中關(guān)于流量設(shè)計(jì)的基本要求是沒有必要的？為什么？ 12. 有 8 臺(tái)外設(shè)，各設(shè)備要求傳送信息的工作速率分別如下表所示。 現(xiàn)設(shè)計(jì)的通道在數(shù)據(jù)傳送期，每選擇一次設(shè)備需 2s，每傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)也需 要 2 s。 （1）若用作字

35、節(jié)多路通道，通道工作的最高流量是多少？ （2）作字節(jié)多路通道用時(shí)，希望同時(shí)不少于 4 臺(tái)設(shè)備掛在此通道上，最好多掛一 些， 且高速設(shè)備盡量多掛一些，請(qǐng)問應(yīng)選哪些設(shè)備掛豐此通道上？為什么？ 13. 有 8 臺(tái)外設(shè)，各設(shè)備要求傳送信息的工作速率分別如下表所示。 課后題 由表可解各設(shè)備連續(xù)發(fā)送兩個(gè)字節(jié)的時(shí)間間隔分別為： 1 2 3 4 5 6 20s 67s 10s 40s 25s 50s KB=1024B,s=106s ,設(shè)備1 的時(shí)間間隔為106/ (50*1024)20s 高速設(shè)備的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)高，使低速設(shè)備6和設(shè)備2造成數(shù)據(jù)丟失。 這并不說明流量設(shè)計(jì)的基本條件是不必要的，因?yàn)槿艋緱l件不滿足，

36、無論設(shè)備優(yōu)先級(jí)如何確定總有 在設(shè)備6和2中各設(shè)兩個(gè)字節(jié)的緩沖區(qū)即可。 設(shè)備的信息會(huì)丟失。 課后題 1/（2+2）*10(-6)）)=250 現(xiàn)設(shè)計(jì)的通道在數(shù)據(jù)傳送期，每選擇一次設(shè)備需 2s，每傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù) 也需要 2 s。 （1）若用作字節(jié)多路通道，通道工作的最高流量是多少？ （2）若用作數(shù)組多路通道，通道工作的最高流量是多少？設(shè)定長(zhǎng)塊大小取成 512B。 14. 有 8 臺(tái)外設(shè)，各設(shè)備要求傳送信息的工作速率分別如下表所示。 現(xiàn)設(shè)計(jì)的通道在數(shù)據(jù)傳送期，每選擇一次設(shè)備需 2s，每傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)也需要 2 s 。 （1）若用作字節(jié)多路通道，通道工作的最高流量是多少？ （2）作數(shù)組多路通道用時(shí)

37、，應(yīng)選哪些設(shè)備掛在此通道上？為什么？ 15. 通道型 I/O 系統(tǒng)由一個(gè)字節(jié)多路通道 A（其中包括兩個(gè)子通道 A1 和 A2） 、兩個(gè)數(shù)組多路 通 道 B1 和 B2 及一個(gè)選擇 C 構(gòu)成，各通道所接設(shè)備和設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送速率如下表所示。 課后題 （1）分別求出各通道應(yīng)具有多大流量才不丟失信息； （2） 設(shè) I/O 系統(tǒng)流量占主存流量的 1/2 時(shí)才算流量平衡， 則主存流量應(yīng)達(dá)到多少？ 解答: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 第四章 存儲(chǔ)體系 一.選擇 1. 虛地址又稱（）地址，實(shí)地址又稱（）地址。 A 程序，邏輯B邏輯，物理

38、C 虛擬，目標(biāo)D 實(shí)存，虛存 2. Catche 和主存間的信息傳送由（）實(shí)現(xiàn)。 A 軟件B 硬件C 軟件和硬件軟件或硬件 求和=250 求和，250 最大值，500 最大值 最大值 I/O系統(tǒng)的極限流量應(yīng)當(dāng)是各通道或各子通道工作時(shí)的極限流量之和 3. Catche 存儲(chǔ)器對(duì)（）透明。 A 系統(tǒng)程序員B 應(yīng)用程序員C 編譯程序DA 和 B 4. 構(gòu)成存儲(chǔ)層次的主要依據(jù)是（） 。 A 時(shí)間局部性B 空間局部性C A 或 BD A 和 B 5. M1,，M2構(gòu)成的存儲(chǔ)層次，命中率 H 指（） 。 A邏輯地址在中訪問到的次數(shù) 邏輯地址在中訪問到的次數(shù)與在中訪問到 的次數(shù)之比 邏輯地址在中訪問到的次數(shù)

39、與在中訪問到 的次數(shù)之比 邏輯地址在中訪問到的次數(shù)與在中訪問到的次數(shù)之比 6. 可用（）來評(píng)價(jià)存儲(chǔ)層次的性能。 命中率等效訪問時(shí)間每位價(jià)格和和 7. 為使存儲(chǔ)層次每位價(jià)格接近于的每位價(jià)格，應(yīng)使（） 。 存儲(chǔ)容量遠(yuǎn)小于存儲(chǔ)容量 存儲(chǔ)容量遠(yuǎn)大于存儲(chǔ)容量 存儲(chǔ)容量接近于存儲(chǔ)容量 存儲(chǔ)容量與存儲(chǔ)容量關(guān)系隨意 8. 我們希望存儲(chǔ)層次的等效訪問時(shí)間（）的訪問時(shí)間。 大于小于接近于等于 9. 要使訪問效率趨于，在相鄰兩級(jí)訪問時(shí)間比越大時(shí)，就要求命中率（） 。 越低越高唯一衡量D 不定 10. 段是（）單位，由（）劃分，它的長(zhǎng)度（） 。 A 邏輯，系統(tǒng)，定長(zhǎng)B 邏輯，用戶，不定長(zhǎng)C 物理，用戶，不定長(zhǎng)D 物理

40、 ，系統(tǒng)，定長(zhǎng) 11. 頁(yè)是（）單位，由（）劃分，它的長(zhǎng)度（） 。 A邏輯，系統(tǒng)，定長(zhǎng)B 邏輯，用戶，不定長(zhǎng)C 邏輯，用戶， 不定長(zhǎng)D 物理，系統(tǒng)，定長(zhǎng) 12. 主存是模 4 的交叉，每個(gè)分體 8 個(gè)字節(jié)寬，Cache 每塊大小為（） 。 A4 字節(jié)B8 字節(jié)C 32 字節(jié)D 不確定 13. Catche 存儲(chǔ)器中最常用的替換算法是（） 。 AFIFOB PFF 14. 在主存映像的幾種方式中，性能折中的是（） 。 全相聯(lián)直接映像組相聯(lián)不一定 15. 在全相聯(lián)，直接映像和組相聯(lián)中，目錄表最小的是（） 。 全相聯(lián)直接映像組相聯(lián)不一樣 解答: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

41、10. 11. 12. 13. 14. 15. 二.填空 1. 為了擴(kuò)大主存容量引入了_層次。 虛擬存儲(chǔ) 2. 為了提高主存速度引入了_層次。 3. 信息在 cache 和主存之間傳送全部由_實(shí)現(xiàn)，所以 cache 存貯器不但對(duì)應(yīng)用程 序 員透明，而且對(duì)系統(tǒng)程序員也透明。 4. 段式存貯管理指_。 5. 頁(yè)式存貯管理指_。 6. 段頁(yè)式存貯管理指_。 7. 虛地址指_。 8. 實(shí)地址指_。 9. 存儲(chǔ)層次每位價(jià)格 C=(C1Sm1+C2Sm2) /(Sm1+Sm2)，其中 C1表示_。 10. 頁(yè)面替換算法中的先進(jìn)先出算法算法是_ 11. 頁(yè)面失效指_。 12. cache 是為了_，在 CP

42、U 和主存之間設(shè)的一個(gè)高速 緩 存。 13. 由于 cache-主存層次，在 CPU 看來速度是_的速度，容量是主存的容量。 14. 訪問時(shí)間 TA與存貯周期 TM的關(guān)系是 TA（）TM 15. 頁(yè)面替換算法中的近期最少使用算法是_。 解答: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. cache存儲(chǔ) 硬件 將主存按段分配的存儲(chǔ)管理方式 將主存和程序空間都機(jī)械等分成固定大小的頁(yè) 把主存機(jī)械等分成固定大小的頁(yè)，程序按模塊分段，每個(gè)段又分成與主存頁(yè)面 大小相同的頁(yè) 邏輯地址 物理地址 m1的每位價(jià)格 選擇最早裝入主存的頁(yè)進(jìn)行替換 訪問未裝入主存的虛頁(yè) 彌補(bǔ)主存速度的不足 cache 選擇近期最

43、少訪問的頁(yè)作為被替換頁(yè) 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 三.判斷 1. 在多級(jí)存貯體系結(jié)構(gòu)中，希望存貯器速度是遠(yuǎn)離 CPU 的存貯器速度。 （） 2. 在多級(jí)存貯體系結(jié)構(gòu)中，命中率 H 定義為 CPU 產(chǎn)生的邏輯地址能在 M 中訪問到的概率。 （） 3. 在虛擬存貯器中，多采用直接映像方式實(shí)現(xiàn)地址映像。 （） 4. 在 cache主存層次結(jié)構(gòu)中，地址映像方式多采用組相聯(lián)映像方式。 （） 5. 近期最少使用算法是選擇近期最少訪問的頁(yè)作為被替換頁(yè)。這種算法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)， 實(shí)際中多采用。 （） 6. 屬于堆棧型替換算法有先進(jìn)先出和近期最少使用算法。 （） 7. 堆棧型替換算法

44、有隨分配給該道程序的實(shí)頁(yè)數(shù) n 增加，命中率 H 會(huì)單調(diào)上升這一特點(diǎn)。 （ ） 8. 程序地址流、替換算法以及分配給程序的實(shí)頁(yè)數(shù)不同都會(huì)影響命中率。 （） 9. Cache主存間地址映像和變換，以及替換調(diào)度算法全用專門的硬件實(shí)現(xiàn)。 （） 10. 在虛擬存貯器中，處理機(jī)和輔存之間有直接的通道，因?yàn)檩o存速度相對(duì)主存的差異很大 。 （） 11. Cache 存貯器的等效訪問速度與 Cache 本身的速度相差較大，說明 Cache 命中率較高。 （ ） 12. 為了減少處理機(jī)的空等時(shí)間，除了 Cache 到處理機(jī)的通道外，在主存和處理機(jī)之間還設(shè) 有 直接的通道。 （） 13. Cache 的塊不可能太

45、大，否則調(diào)塊時(shí) CPU 空等的時(shí)間太長(zhǎng)。 （） 14. 絕大多數(shù) Cache 存貯器都采用 LRU 算法替換。 （） X 全相聯(lián) X X X X X 15. Cache 本身的速度與容量不會(huì)影響 Cache 存貯器的等效訪問速度。 （ ） 解答: 1. 錯(cuò) 2. 對(duì) 3. 錯(cuò) 4. 對(duì) 5. 錯(cuò) 6. 錯(cuò) 7. 對(duì) 8. 對(duì) 9. 對(duì) 10. 錯(cuò) 11. 錯(cuò) 12. 對(duì) 13. 對(duì) 14. 對(duì) 15. 錯(cuò) 四.簡(jiǎn)答題 解答: 五.應(yīng)用題 1. 某虛擬存儲(chǔ)器共 8 個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)為 1024 個(gè)字，實(shí)際主存為 4096 個(gè)字，采用頁(yè)表法進(jìn)行 地址 映像。映像表的內(nèi)容如下表所示。 X （1）列出會(huì)發(fā)

46、生頁(yè)面失效的全部頁(yè)號(hào)； （2）按以下虛地址計(jì)算主存實(shí)地址：0，3728，1023，1024，2055，7800，4096，6800 。 2. 一個(gè)段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器。虛地址有 2 位段號(hào)、2 位頁(yè)號(hào)、11 位頁(yè)內(nèi)位移（按字編址） ，主 存容量為 32K 字。每段可有訪問方式保護(hù)，其頁(yè)表和保護(hù)位如下表所示。 （1）此地址空間中共有多少個(gè)虛頁(yè)？ （2）當(dāng)程序遇到如下表所示的各種情況時(shí)，寫出由虛地址計(jì)算出的實(shí)地址。說明哪個(gè) 會(huì) 發(fā)生段失效、頁(yè)失效或保護(hù)失效。 3. 設(shè)某程序包含 5 個(gè)虛頁(yè)，其頁(yè)地址為 4，5，3，2，5，1，3，2，2，5，1，3。當(dāng)使用 LRU 算法替換時(shí)， 為獲得最高的命中率，

47、至少應(yīng)分配給該程序幾個(gè)實(shí)頁(yè)？其可能的最高命中率為 多少？ 4. 有一個(gè)虛擬存儲(chǔ)器，主存有 03 個(gè)四頁(yè)位置，程序有 07 八個(gè)虛頁(yè)，采用全相聯(lián)映像和 FIF O 替換算法。給出如下程序頁(yè)地址流：2，3，5，2，4，0，1，2，4，6。 （1）假設(shè)程序的 2，3，5 頁(yè)已先后裝入主存的第 3，2，0 頁(yè)位置，請(qǐng)畫出上述頁(yè)地址 流工 作過程中，主存各頁(yè)位置上所裝程序各頁(yè)頁(yè)號(hào)的變化過程圖，標(biāo)出命中時(shí)刻； （2）求此期間虛存總的命中率 H。 5. 采用 LRU 替換算法的頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器共有 9 頁(yè)空間準(zhǔn)備分配給 A、B 兩道程序。已知 B 道程序 若給其分配 4 頁(yè)時(shí)，命中率為 8/15；而若分配 5

48、 頁(yè)時(shí)，命中率可達(dá) 10/15?，F(xiàn)給出 A 道程序 的頁(yè) 地址流的 2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2，1，4，5。 （1）畫出用堆棧對(duì) A 道程序頁(yè)地址流的模擬處理過程圖，統(tǒng)計(jì)給其分配 4 頁(yè)和 5 頁(yè)時(shí) 的命 中率； （2）根據(jù)已知條件和上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果，給 A、B 兩道程序各分配多少實(shí)頁(yè)，可使系統(tǒng)效 率最高？ 6. Cache 存儲(chǔ)器，主存有 07 共 8 塊，Cache 有 4 塊，采用組相聯(lián)映像，分 2 組。假設(shè) Cache 已先 后訪問并預(yù)取進(jìn)了主存的第 5、1、3、7 塊，現(xiàn)訪存塊地址流又為 1、2、4、1、3、7、0、1、 2 、5、4、6 時(shí)： （1）畫出用 LRU

49、替換算法，Cache 內(nèi)各塊的實(shí)際替換過程圖，并標(biāo)出命中時(shí)刻； （2）求出在此期間的 Cache 命中率。 7. Cache 存儲(chǔ)器，主存有 07 共 8 塊，Cache 為 4 塊，采用組相聯(lián)映像，設(shè) Cache 已先后預(yù) 取進(jìn) 了主存的第 1、5、3、7 塊，現(xiàn)訪存塊地址流又為 1、2、4、1、3、7、0、1、2、5、4、6 時(shí)， 在 Cache 分 2 組的條件下， （1）畫出用 FIFO 替換算法時(shí)，Cache 內(nèi)各塊的實(shí)際替換過程圖，標(biāo)出命中時(shí)刻； （2）求出在此期間，Cache 的命中率。 8. 用組相聯(lián)映像的 Cache 存儲(chǔ)器。塊的詆毀為 28個(gè)單元，主存容量是 Cache 容

50、量 的 4 倍。映像表用單體多字按地址訪問存儲(chǔ)器構(gòu)成，已裝入內(nèi)容如下表所示。用 4 套外比較 電 路實(shí)現(xiàn)組內(nèi)相聯(lián)查找塊號(hào)。各字段用四進(jìn)制編碼表示。 （1）給出四進(jìn)制碼表示的主存地址 3122203，問主存該單元的內(nèi)容能否在 Cache 中找 到， 若能找到，指出相應(yīng)的 Cache 地址，也用四進(jìn)制碼表示； （2）給出四進(jìn)制碼表示的主存地址 1210000 及 2310333 呢？ 解答: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 第五章 流水和指令級(jí)高度并行的超級(jí)機(jī) 一.選擇 1. 指令的二次交叉執(zhí)行方式是指（） 。 A.同時(shí)解釋執(zhí)行相鄰的 2 條指令 B.把指令的解釋執(zhí)行過程分為指令分

51、析和指令執(zhí)行 2 個(gè)子過程交叉執(zhí)行 C.一條指令的取指、分析與執(zhí)行同時(shí)解釋執(zhí)行 D.取指 k、分析 k+1 與執(zhí)行 k+2 同時(shí)解釋執(zhí)行 2. 指令的順序執(zhí)行方式是指（） 。 A.指令之間順序串行執(zhí)行 B.指令內(nèi)的各個(gè)操作之間順序串行 C.指令之間順序串行執(zhí)行，且指令內(nèi)的各個(gè)操作之間順序串行執(zhí)行 D.指令之間順序串行執(zhí)行，指令內(nèi)的各個(gè)操作可以串行也可以并行執(zhí)行 3. 指令流水線屬于（） 。 A.操作流水線B.部件級(jí)流水線 C.處理機(jī)級(jí)流水線D.系統(tǒng)級(jí)流水線 4. 靜態(tài)流水線是指（） 。 A.功能不能改變的流水線 B.同時(shí)只能完成一種功能的多功能流水線 C.可同時(shí)執(zhí)行多種功能的流水線 D.各段之

52、間的連接是固定不變的流水線 5. 以下說法不正確的是（） 。 A.線性流水線是單功能流水線B.動(dòng)態(tài)流水線是多功能流水線 C.靜態(tài)流水線是多功能流水線D.動(dòng)態(tài)流水線只能是單功能流水線 6. 非線性流水線的特征是（） 。 A.一次運(yùn)算中使用流水線中的多個(gè)功能段 B.一次運(yùn)算中要多次使用流水線中的某些功能段 C.流水線中某些功能段在各次運(yùn)算中的作用不同 D.流水線的各功能段在不同運(yùn)算中可以有不同的連接 7. 與線性流水線最大吞吐率有關(guān)的是（） 。 A.各個(gè)子過程的執(zhí)行時(shí)間B.最快子過程的執(zhí)行時(shí)間 C.最慢子過程的執(zhí)行時(shí)間D.最后子過程的執(zhí)行時(shí)間 8. 在順序流動(dòng)的指令流水線中，可能發(fā)生的相關(guān)有（）

53、。 A.同一條指令的讀操作與寫操作之間的先寫后讀相關(guān) B.先流入的指令的寫操作與后流入的指令的讀操作之間的先寫后讀相關(guān) 各個(gè)功能段只按照一種固定的方式連接 C.后流入的指令的寫操作與先流入的指令的讀操作之間的先讀后寫相關(guān) D.兩條指令的寫操作之間的寫-寫相關(guān) 9. 異步流動(dòng)的指令流水線的特征是（） 。 A.指令流水線各段的執(zhí)行時(shí)間不等 B.指令流水線各段之間除有串行連接之外，還有反饋回路 C.指令流水線各段可以實(shí)現(xiàn)不同的連接 D.指令流出流水線的次序與流入流水線的次序可以不同 10. 指令流水線采用精確斷點(diǎn)法對(duì)中斷進(jìn)行處理時(shí)，對(duì)在流水線中執(zhí)行的多 條指令，斷點(diǎn)指令是指（） 。 A.最先流出流水

54、線的那一條指令B.最后流入流水線的那一條指令 C.提出中斷請(qǐng)求的那一條指令D.在流水線中尚未執(zhí)行完的那些指令 11. 設(shè)一流水線由 4 個(gè)子過程組成， 1、 3、 4 子過程需時(shí)間為t， 2 子過程需時(shí)間為 3t，則流水線每隔 _流出一結(jié)果。 A tB. 2tC. 3tD. 4 t 12. 設(shè)一流水線由 3 段子過程構(gòu)成，各子過程經(jīng)過時(shí)間分別為t1，t2，t3，則流水線最大吞吐率為_。 A.1/t1B.1/t2C.1/t3D.1/maxt1，t2，t3) 13. 設(shè)一流水線由 4 個(gè)子過程組成，1、3、4 號(hào)子過程需時(shí)間為t，2 號(hào)子過程需時(shí)間 為 3t，則流水線每隔 _流出一結(jié)果。 A tB

55、. 2tC. 3tD. 4 t 14. 多處理機(jī)在先的程序段 1 中的指令：CA*B 與在后的程序段 2 中的指令 AD+E 之間存在_. A.數(shù)據(jù)相關(guān);B.數(shù)據(jù)輸出相關(guān); C.數(shù)據(jù)反相關(guān);D.數(shù)據(jù)輸入相關(guān); 15. 指令間“一次重疊”說法有錯(cuò)的是_. A.僅“執(zhí)行 K”與“分析 K+1”重疊;B.“分析 K”完成后立即開始“執(zhí)行 K” ； C.應(yīng)盡量使“執(zhí)行 K”與“分析 K+1”時(shí)間相等 D.只需要一套指令分析部件和執(zhí)行部件； 解答: 1. 2. 3. 4. 如果各個(gè)子過程需要的時(shí)間分別為t1,t2，t3，則最大吞吐率 T=1/max（t1,t2,t3） 條件轉(zhuǎn)移指令 5. 6. 7. 8

56、. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 二.填空 1. 流水有部件級(jí)、處理機(jī)級(jí)和系統(tǒng)級(jí)等不同等級(jí)，多個(gè)處理機(jī)之間的流水屬于_級(jí)流 水，也稱為宏流水。 2. 流水線的性能指標(biāo)有吞吐率 、效率和 _。 3. 異步流動(dòng)流水線會(huì)出現(xiàn)順序流動(dòng)流水線不可能發(fā)生的_相關(guān)和先讀后寫相關(guān)。 4. 流水線消除速度瓶頸的方法有_和瓶頸段細(xì)分。 5. 解決先寫后讀相關(guān)的方法有延時(shí)和_。 6. 解決先讀后寫相關(guān)和寫-寫相關(guān)的方法有延時(shí)和建立_。 7. 采用猜測(cè)法解決條件轉(zhuǎn)移全局相關(guān)需要增設(shè)大量的后援寄存器，用以保存_指令的 運(yùn)算結(jié)果。 8. 不精確斷點(diǎn)指令是指已進(jìn)入流水線的指令序列中的_指令。 9. 精確斷點(diǎn)指令是指已進(jìn)入流水線的指令序列中的_指令。 10. 超標(biāo)量處理機(jī)在一個(gè)時(shí)鐘周期能夠 _發(fā)射多條指令。 11. 超流水處理機(jī)在一個(gè)時(shí)鐘周期能夠_發(fā)射多條指令。 12. 在向量流水處理機(jī)上，向量指令序列中的一個(gè)編隊(duì)內(nèi)的指令可以 _執(zhí)行。 13. 在向量流水處理機(jī)上， 向量指令序列中的一個(gè)編隊(duì)執(zhí)行時(shí)間為編隊(duì)內(nèi)的所有的向量指令 執(zhí)行時(shí)間的_。 14. 按照流水線中各功能段之間是否有_，可把流水線分為線性流水線與非線性流水 線 。 系統(tǒng) 加速比 寫寫 瓶頸段并聯(lián) 旁路技術(shù)或相關(guān)專用通路技術(shù) 相關(guān)專用通路 轉(zhuǎn)移