北航计算机学院2018考研真题

北京航空航天大学2018年硕士研究生招生考试初试试题科目代码：961计算机基础综合（共9页）考生注意：所有答题务必书写在考场提供的答题纸上，写在本试题单上的答题一律无效（本题单不参与评卷）。一、单项选择题（本题共30分，每小题2分）。1.若某存储器芯片有地址线16条、数据线8条，则该芯片的存储容量是位。A.8Kxl6;B.16Kx8;C.32KX16;D.64Kx8。2.若DMA采用周期窃取方式传送数据，则每传送一个字需占用一个的时间。A.指令周期；B.机器周期；C.总线周期；D.存储周期。3.中断向量是。A.子程序入口地址；B.中断向量表的首地址；C.中断服务程序入口地址；D.中断服务程序入口地址的地址。4.采用规格化的浮点数主要是为了•卢A.增加浮点数的表示精度；B.加速浮点数的运算；C.增大浮点数的表示范围；D.防止运算时浮点数溢出。5.若某机的机器字长是32位，存储器按字编址，则读取一条双字长指令后，PC值应自动加。A.l;·B.2;C.4;D.8。6.设有5个进程，共用一个相同的程序段，通过一个信号量来控制，每次最多允许2个进程同时访问一个资源，则信号量的值不可能为。A.5;B.2;C.-3;D.-2。7.从磁盘将1块数据传送到缓冲区所用时间为80µs,将缓冲区中数据传送到用户区所用时间为40µs,CPU处理一个块数据所用时间为30µg。如果有很多块数据需要处理，采用单缓冲区传送磁盘数据，则处理1块数据所用平均时间接近。A.120µS;B.llOµs;C.150µS;D.70.µs。8.系统为某进程分配了4个物理页面，该进程已访问的页号序列为2,0,2,9,3,4,2,8,2,4,8,4,5。若进程要访问的下一页的页号为7,依据先进先出算法，应淘汰页的第961-1页页号是：A.2;B.3;C.4;D.8。9.磁头当前位千第100道，正在向磁道序号增加的方向移动。现有一个磁道访问请求序列为55,58,39,18,90,160,150,38,184,采用SCAN调度（电梯调度）算法得到的磁道访问序列是A.55,58,39,18,90,_160,150,38,184;B.90,58,55,39,38,18,150,160,184;C.150,160,184,90,58,55,39,38,18;D.150,160,184,18,38,39,55,58,90。10.现有一个容量为4GB(B表示字节）的磁盘分区，磁盘空间以簇(Cluster)为单位进行分配，簇的大小为4KB,若采用位图法管理该分区的空间，即用一位(bit)标识一个簇是否被分配，则存放该位图所需簇的个数为。A.80;B.32;C.800,D.32768。11.以下关千以太网帧中CRC校验和的描述中，正确的是：。A.能够检查错误，但不能纠正错误；B.既可以检查错误，也可以纠正错误；C.接收方要向发送方返回CRC校验是否正确的信息；D.是以太网帧的头部校验和。12.以太网交换机某端口收到数据帧时，如果在转发表中未找到目的MAC地址，则：一一—°A.将帧传送到特定端口进行ARP查询；C.将帧发送到除本端口以外的所有端口；B.丢弃该帧；D.将帧发送给DHCP服务器。13.某局域网使用TCP/IP协议，如该局域网中某计算机发送了一个ARP查询请求，则该请求所对应的数据帧中，目的MAC地址是：。A.00000000;B.FFFFFFFF;C.000000000000;D.FFFFFFFFFFFF。14.以下关千链路状态路由协议的描述中，错误的为：。A.采用洪泛技术更新链路变化信息；B.仅相邻路由器需要交换各自的路由信息；C.收敛后，全网（一个区域内）路由器的拓扑数据库是一致的；D.OSPF是一种典型的链路状态路由协议。第961-2页15.以下协议（种类）中，不具备流量控制功能的是；。A.单工停等协议；B.PPP协议；C.ARQ协议；D.滑动窗口协议。二、填空题（本题共20分，每空1分）。1.动态RAM依据原理存储信息；静态RAM依据原理存储信息。2.一个n路组相联映射的Cache中，共有M块数据。当n=l时，该Cache与主存的映射关系变为---:--映射；当n=M时，该Cac~e与主存的映射关系变为＿＿＿＿映射。3.在常见的三种集中式总线仲裁方式中，优先级可调整的是和。4.一个64位处理器配有32位的外部数据总线，时钟频率为1GHz,若最短的总线传输周期为4个时钟周期，则该处理器外部数据总线的最大数据传输率是字节／秒。5.银行家算法是一种（预防／避免／检测／解除）死锁的方法。6.请列举I/0控制的四种方式：(I)(2)(3)(4)7.物理层涉及的四个基本特性是：机械特性、＿＿＿＿特性、功能特性、特性。8.某通信链路的数据传输速率为4800bps,采用8相位调制，则该链路每秒传输的码元数至小曰_./延9.IP分组在传输过程中，每经过一个路由器转发，其＿＿＿字段值减1,当该值减为0时，路由器将丢弃该分组，并采用协议向源主机发送一个超时(TimeExceeded)类型的报文。.10.以太网采用的介质访问控制（媒体接入控制）协议是，按照该协议，如果网络传输速率由10Mb/s增加到100Mb/s,在其他条件不变的情况下，争用期变为原来的。11.运行在不同主机中的两个应用进程AP1和AP2之间（能／不能）建立多个TCP连接。三、（本题共6分，每小题各2分）。某计算机采用由LlCache、L2Cache、主存组成的三级存储系统。若要访问的请求字在LICache的概率为pl,从LlCache访问字的时间是t1;若请求字不在LlCache中，则访问L2Cache,这种情况下，请求字在Li'C~che的概率为p2,从L2Cache访问字的时间是t2;若上述两级Cache均缺失，则采用请求字优先的缺失处理策略，从主存访问请求字，其访问时间等千主存的字访问周期t3。请列出以下Cache相关指标的计算式：1.该存储系统Cache的整体命中率。.(2分）2.从该存储系统访问单字的平均时间。`(2分）3.该存储系统采用两级Cache的整体加速比。(2分）第961-3页J四、（本题共10分，第1小题2分，第2、3小题各1分，第4小题2分，第5小题4分）某计算机的数据总线为8位，地址总线为20位，主存按字节编址，其中地址最低的256KB主存空间为只读系统程序区，其余为用户程序区。现有若干片容量为64KX8位的~OM芯片和容量为256KX8位的DRAM芯片。1.上述规格的DRAM芯片，若行地址和列地址共享同一组芯片管脚，则所需地址管脚是多少根？芯片的屈l新地址计数器是多少位？I•,.'.(2分）'l2.若DRAM芯片采用分布式刷新方式，且存储单元刷新间隔最长为4ms,则刷新周期是多少?(1分）3.该计算机所允许的最大主存容量是多少?(1分）4.构建该计算机所允许的最大容量的主存，需用上述规格的ROM芯片和DRAM芯片各..,,~心咖俨多少片?(2分）5.请给出每个ROM芯片和每个DRAM芯片在上述主存中的地址空间范围（请采用十六进制表示的起止地址，格式为：XXXXXH,__,YYYYYH)。另外，请问用千译码产生DRAM芯片片选信号的主存地址需多少位?(4分）五、（本题共12分，第1小题3分，第2小题4分，第3.小题5分）1.请使用MWS指令实现以下功能：(1)将寄存器$tl赋值OxA3F3(要求仅使用1条MIPS指令）。(1分）(2)从内存中地址为OxE5A8000F的单元装载(Load)一个字到寄存器$tl中（要求仅使用不超过2条MIPS指令）。(2分）2.假设采用如下寄存器分配方案：寄存器$t0中存放变量f,寄存器$t2中存放32位整数数组A的基地址。如果A={-2,4,6,8,10;12},当下列指令结束后f的值是多少?(4分）lw$t0,4($t2)addi$t1,$zero,2add.$t0,$t0,$tladdi$t0,$t0,4,add·.'$t0,$t0,$t03.下面给出的是用MIPS汇编语言写的一个函数，该函数通过寄存器$a0接收过来一个二进制参数，通过寄存器$v0返回一个值。(1)请简述该函数的功能。(2分）(2)如果该函数传递过来的参数$a0初始值是-1(采用补码表示），当该函数执行结束后其返回值$v0是多少?(3分）..,.•-:;,.:.,_..一｀＂••.•J••,-'第9'61-4页--.globlstart.textstart:addi$v0.$zero,0＃立即数加法while:andi$t0,$a0,I＃按位与srl$a0,$a0,1＃逻辑右移xor$v0,$v0,$t0＃按位异或bnez$a0,while#if$a0!=0转移发生xori$v0,$v0,1＃立即数按位异或jr$ra六、（本题共15分，第1、2、3小题各4分，第4小题3分）如题六图所示，一个具有五级流水线（五级流水线分别是：取指IF,译码ID,执行EX,访存MEM和回写WB)的MIPS处理器，寄存器堆内部支持来自WB级的转发，请回答下列问题。IF/IDID/EXEX/MEMMEM/WB-·-,..衄,,哩·••户今,，分、』、·｀、..`、}}.+4题六图五级流水线MIPS处理器结构示意图1.如果题六图中的虚线不存在，请分析该MIPS处理器执行本小题下列两条指令时是否会出现数据冲突，若出现数据冲突，请分析冲突原因及由此冲突引起的暂停时钟周期数。(4分）It:lw$tl,0($t2)12:SW$t3,4($tl)2.如果题六图中的虚线不存在，请分析该MIPS处理器执行本小题下列两条指令时出现暂停的原因及暂停时钟周期数。(4分）11:add$tl,$t2,$t312:sub$t4,$t4,$tl3.如果题六图中的虚线不存在，在保证该MIPS处理器正确执行下列5条指令序列的前提下，仅允许优化指令执行顺序以消除数据冒险，且优化后sub指令必须是最后一条第961-5页指令。请写出优化后的指令序列，并分析优化前和优化后执行下列指令所需要的时钟周期数。(4分）It:addi$t7,$t7,112:lw$tl,0($t2)13:SW$tl,4($t2)14:add$t6,$t2,$t315:sub$t5,$t4,$t64.为了优化该MIPS处理器执行本小题下列两条指令，有一种修改方案是通过增加题六图中虚线所示的数据转发来消除因数据冲突引起的暂停。相对于原来无虚线的方案，请分析该修改方案的优点和缺点。注意：假设指令存储器、数据存储器、寄存器堆及ALV延迟相同且忽略多路选择器的延迟。(3分）11:lw$t1,0($t2)12:sub$t3,$t2,$t1七、（本题共10分）。假设有n个旅客和1辆汽车，旅客在汽车停靠的站点反复乘车，汽车一次可以乘坐C个旅客(Cn)。汽车在坐满C个旅客后出发绕一圈，回到原来站点让旅客下车。旅客和汽车重复这个过程，注意二者需要满足下列条件：•旅客能够上车和下车。•汽车能够载客、运行和卸客。•只有汽车处于载客状态后，旅客才可以上车。•只有C个旅客上车后，汽车才可以出发运行。•只有汽车处千卸客状态后，旅客才可以下车。•只有旅客都下车后，．汽车才能重新载客。请用P、V操作实现旅客和汽车之间的同步关系。八、（本题共10分，第1小题5分，第2小题5分）。在一个页式内存管理系统中，某进程共包含5个内存页面，分别表示为A、B、C~D、E,假设页面访问顺序为A-B-C-D-A-B-E-A-B-C-D-E。系统分配给该进程的物理页面为3个。^1.如果采用LRU页面置换算法，共发生了多少次缺页？比理论上最优情况(OPT)多了多少次缺页？给出页面分配过程。(5分）2.如果分配给该进程的物理页面数量在第一次访问D页面和第二次访问A页面之间从3个增加到4个，仍然采用LRU页面置换算法，共发生了多少次缺页？比理论上最优情第961-6页·-·况(OPT)多了多少次缺页？给出页面分配过程。(5分）九、什么是缺页中断？请简要叙述缺页中断的触发和处理流程。（本题5分）。十、（本题共10分，第1小题3分，第2小