2010-2013系统结构试题

第1页全国2010年7月自学考试计算机系统结构试题及答案一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)1.指令系统的确定属于(A)A.计算机系统结构B.计算机组成C.计算机实现D.计算机应用2.对系统程序员不透明．．．的是(A)A.系列机各档不同的数据通路宽度B.Cache存储器C.程序状态字D.指令缓冲寄存器3.按弗林(Flynn)提出的计算机系统分类方法，多处理机属于(D)A.SISDB.SIMDC.MISDD.MIMD4.在多数机器中，浮点数的阶码采用的进制是(A)A.二进制B.八进制C.十进制D.十六进制5.非专用总线的总线控制方式采用集中式独立请求方式，则每增加一个部件需增加的控制线数量是(B)A.1B.2C.4D.86.以下替换算法中，不属于．．．堆栈型替换算法的是(A)A.先进先出算法B.近期最少使用算法C.近期最久未用过算法D.优化替换算法7.指令间“一次重叠”是指(B)A.任何时候只是“取指k+1”与“分析k”重叠B.任何时候只是“分析k+1”与“执行k”重叠C.“取指k+2”、“分析k+1”与“执行k”重叠D.若“分析k+1”比“执行k”提前结束，则“执行k+1”可与“执行k”重叠8.多处理机主要实现(D)A.指令级并行B.操作级并行C.主存操作的并行D.作业、任务间并行9.编号为0、1、2、…、15的16个处理器，用单级互连网络互连，用Shuffle互连函数时，与第5号处理器相连的处理器编号是(C)A.8B.9C.10D.1110.在智能机中，必不可少的组成部分不包．．括．(B)A.知识库机B.通道处理机C.推理机D.智能接口处理机二、填空题(本大题共11小题,每空1分，共20分)请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均不得分。11.用机器语言程序解释实现软件移植的方法称为--模拟--；用微程序直接解释另一种机器指令系统实现软件移植的方法称为--仿真--。12.引入数据表示的原则，一是看系统实现软件移植的效率是否提高，即是否减少了--实现时间--和存储空间，其次是看其通用性和--利用率--是否高。13.逻辑地址是程序员编程用的地址，主存--物理地址--是程序在主存中的实际地址。14.指令格式优化指的是如何用最短的位数来表示指令的--操作信息--和--地址信息--，使程序中指令的平均字长最短。15.以IBM370系统为例，中断一般可以分成--机器校验--、访管中断、程序性中断、外部中断、--输入/输出--、重新启动中断几类。16.输入输出系统有3种方式，即程序控制I／O、--直接存储器访问--和--I/O处理机--方式。17.向量的流水处理方式有横向(水平)处理、--纵向处理方式--和--分组纵横处理方式--。18.存储器的速度可用访问时间、--存储周期--和频宽描述。19.流水线按处理的级别可以分为部件级,--处理机级--和--系统级--。20.与流水线处理机相比，阵列处理机利用的是--资源重复--，而不是时间重叠；利用并行性中的--同时性--，而不是并发性。21.归约机和数据流机都是基于数据流的计算模型，只是采用的驱动方式不同，数据流机是采用--数据驱动--，归约机则是--需求驱动--。三、简答题(本大题共5小题，每小题6分，共30分)22.简述堆栈机器(堆栈数据表示)的特点。答:(1)有高速寄存器组成的硬件堆栈，并附加控制电路让它与主存中的堆栈区在逻辑上构成整体，使堆栈的访问速度是寄存器的，容量是主存的。(2)有丰富的堆栈操作指令且功能很强，直接可对堆栈中的数据进行各种运算和处理。(3)有力的支持高级语言程序的编译。(4)有力的支持子程序的嵌套和递归调用。23.简述虚拟存储管理方式中段式存储管理的优缺点。答：段式管理的优点是：支持了程序的模块化设计和并行编程的要求，缩短了程序的编制时间，各个程序段的修改相互不会有影响；便于多道程序设计共享主存中某些段，从而可不必将它们在物理主存中重复存放；便于按逻辑意义实现存储器的访问方式保护。段式存储管理最主要的问题是：段映像表机构太庞大，其地址字段和段长字段都太长；查表进行地址变换的速度太慢；对主存个区域的存储管理十分麻烦；存储器内部的段间零头浪费大，有时难以利用。因此，单纯的段式存储管理在实际的系统中无法采用。24.简述流水线瓶颈子过程的概念。假设有一个3段的指令流水线如题24图所示，画图说明消除流水线瓶颈子过程的两种方法。第2页答:流水线中经过时间最长的子过程称为瓶颈子过程.25.简述多处理机的操作系统中主从型操作系统的优缺点和适用场合。答:优点:硬件结构简单控制简单缺点:对主机地可靠性要求高,灵活性差适用场合:工作负荷固定，从处理机的能力明显低于主处理机26.简述超标量处理机的工作方式和特点。答：处理机采用多指令流水线，每个△t同时流出m条指令(称为度m).线处理机中配置多套功能部件，指令译码电路和多组总线，寄存器也备有多个端口和多组总线。程序运行时由指令译码部件检测顺序取出的指令之间是否存在数据相关和功能部件争用，将可并行的相邻指令送往流水线。若并行度为1时，就逐条执行。量流水机主要靠编译程序来优化编排指令的执行顺序，将可并行的指令搭配成组，硬件不调整指令顺序，这样实现起来比较容易些。四、简单应用题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)27.浮点数系统使用的阶基rp=2，阶值位数p=3，尾数基值rm=8，以rm为基的尾数位数m′=2，计算在非负阶、正尾数、规格化情况下的最小尾数值、最大尾数值、最大阶值、可表示数的最小值和最大值及可表示的数的个数。答:最小尾数值:1/8最大尾数值:7/8最大阶值:7可表示数的最小值:1/8可表示数最大值:504可表示的数的个数:44828.编号为0~7的8个处理器，采用单级立方体互连网络互连，(1)写出所有各种单级立方体互连函数的表达式；(2)计算与5号处理器直接相连的处理器。答：(1)(2)与5号处理器直接相连的处理器有1,4,7.五、综合应用题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)29.设中断级屏蔽位“1”对应于开放，“0”对应于屏蔽，各级中断处理程序的中断级屏蔽位设置如题29表所示：题29表中断处理程序级别中断级屏蔽位1级2级3级4级第1级0000第2级1010第3级1000第4级1110(1)当中断响应优先次序为1→2→3→4时，其中断处理次序是什么?答:其中断处理次序是1→3→2→4。(2)如果所有的中断处理都各需5个单位时间，中断响应和中断返回时间相对中断处理时间少的多。当机器正在运行用户程序时，同时发生第2、3级中断请求，经过3个单位时间，又同时发生第l、4级中断请求，请画出程序运行过程示意图。答：(1)由题意，其CPU运行的过程示意图如下图所示。△t为一个单位时间。(2)30.某虚拟存储器共有6个页面，每页为512个字，实际主存为4个页，采用页表法进行地址映象，映象表的内容如题30—l表所示。题30—1表实页号装入位211130100131(1)列出会发生页面失效的全部虚页号；答：发生页面失效的全部虚页号为2,3.(2)按题30一2表第一列的虚地址计算、填写表中其它各项内容。题30—2表虚地址虚页号页内位移装入位实页号页内位移实地址100010012100112416003640页面失效无60018811886001024200页面失效无2600540134015762048401000第3页2011年4月高等教育自学考试计算机系统结构试题及答案一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）1.下列属于计算机系统结构研究范畴的是(A)A.指令系统的确定B.可靠性技术C.数据通路宽度D.乘法器的物理实现2.对机器语言程序员透明的是(D)A.中断字寄存器B.条件码寄存器C.通用寄存器D.乘法器3.按弗林(Flynn)提出的计算机系统分类方法，阵列处理机属于(B)A.SISDB.SIMDC.MISDD.MIMD4.下列四种浮点数尾数下溢处理方法中，平均误差可以调节的是(D)A.截断法B.舍入法C.恒置“1”法D.查表舍入法5.非专用总线的总线控制方式采用集中式定时查询方式，若部件的数量N=8，则需要的控制线线数是(C)A.3B.4C.5D.86.计算机系统中采用Cache存储器的主要目的是(B)A.增大容量B.提高速度C.降低价格D.既提高速度又降低价格7.下列关于阵列处理机与流水线处理机特点的描述，不正确．．．的是(B)A.阵列处理机利用并行性中的同时性，而流水线处理机利用的是时间重叠B.阵列处理机提高速度主要靠缩短时钟周期，流水线处理机主要靠增大处理单元数C.阵列处理机使用互连网络来确定处理单元间的连接，而流水线处理机则不是D.与流水线处理机不同，阵列处理机的结构是和所采用的并行算法紧密联系的8.编号为0、1、2、……、15的16个处理器，用单级互连网络互连，用Cubeo互连函数时，与第9号处理器相连的处理器编号是(A)A.8B.10C.11D.129.编号为0、1、2、……、15的16个处理器，用单级互连网络互连，用Shuffle互连函数时，与第7号处理器相连的处理器编号是(C)A.10B.12C.14D.1510.阵列处理机主要实现(D)A.程序段的并行B.主存操作的并行C.作业、任务间并行D.操作级并行二、填空题（本大题共20空，每空1分，共20分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均不得分。11.用___机器语言程序__解释实现软件移植的方法称为模拟；用___微程序___直接解释另一种机器指令系统的方法称为仿真。12.引入数据表示的原则，一看系统的效率是否提高，即是否减少了实现时间和__存储空间__，其次看其__通用性__和利用率是否高。13.主存物理地址是程序在主存中的实际地址，__逻辑地址__是程序员编程用的地址。14.开发并行性的途径有__时间重叠__、___资源重复__和资源共享等。15.阵列处理机根据存储器的组成方式不同分为__分布式____存储器的阵列处理机构形和___集中式共享_存储器的阵列处理机构形。16.通过控制机构同时解释两条、多条机器指令可以加快机器语言程序的解释。其中___重叠__和___流水__是常用的指令解释方式。17.超标量处理机利用资源重复实现并行处理，超流水线处理则着重开发____时间___的并行性。18.非专用总线的集中式总线控制方式有_串行链接___、定时查询和__独立请求__三种不同方式。19.根据所用的存储映象算法，虚拟存储器管理方式主要有___段式__、页式和__段页式__三种。20.多处理机的操作系统有__主从型__、__各自独立型___和浮动型三类。21.从语义上讲，数据流是基于_异步性___和__函数性___的一种计算模型。三、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）22.简述寻址方式在指令中的两种指明方式，并说明它们的优缺点。23.简述RISC的优缺点。24.简述全排列网络的含义及实现全排列网络的两种方式。25.简述对中断进行分级的原因以及分级方法。26.简述机群系统与传统的并行处理系统相比所具有的优点。四、简单应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）27.若指令的解释分取指、分析与执行3个阶段，每阶段的时间相应为t取指、t分析、t执行。分别写出采用以下解释方式，执行完100条指令所需时间的一般关系式；并计算当t取指=5、t分析=3、t执行=2时的具体结果。(1)顺序方式；(2)仅“执行k”，“分析k+1”，“取指k+2”重叠；(3)仅“执行k”与“取指k+1”重叠。答：第4页28.用霍纳法则给定的表达式如下：E=a(b+c(d+ef))+g利用减少树高的办法加速运算，要求：(1)画出树形流程图；(2)计算运算级数TP，处理机机数P、加速比SP和效率EP的值。答：五、综合应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）29.某字节多路通道连接5台外设，数据传送速率分别如下表所示：设备号12345传送速率(MB/s)0.10.20.040.050.01(1)计算所有设备都工作时的通道