北航计算机学院2019考研961真题

1北京航空航天大学2019年硕士研究生考试初试试题科目代码：961计算机基础综合（共14页）一、单项选择题（本题共30分，每小题2分）1.32位MIPS指令中的立即数，其值。A.可以大于322；B.可以等于322；C.必然小于322；D.必然大于02.把指令设计为多级流水线的目的，不包括下列选项。A.提高时钟频率；B.解决数据冲突；C.提高指令执行的并行性；D.解决指令部件的复用问题。3.对于采用ZBR（ZoneBitRecording）技术的CAV（ConstantAngularVelocity）硬盘，在不考虑磁盘碎片化的情况下，访问外圈磁道比访问内圈磁道的数据传输率。A.高；B.相等；C.低；D.不确定。4.在MIPS计算机系统中，存储器地址与I/O地址是。A.统一编址；B.独立编址；C.随机编址；D.以上三种方法都不是。5.五级流水线CPU正在执行某条指令的第二级流水阶段时，外部设备产生了一个DMA请求，则CPU对该DMA请求响应的时机是。A.立即响应；B.在该指令的第二流水阶段执行完毕后响应；C.在该指令的第三流水阶段执行完毕后响应；D.在该指令执行结束后响应。6.以下说法正确的是。A.两个不同进程对应的页表中可能包含内容相同的页表项；B.虚拟地址空间总是大于物理地址空间；C.在页式内存管理下，页面尺寸越小越有利于消除外碎片，从而提高内存使用效率；D.在段式内存管理下，不同分段尺寸大小可以不同，从而可以消除外碎片，提高内存使用效率。7.设系统中有M个用户和N台相同类型的设备，每个用户需要使用3台上述设备才能完成任务，以下不会使系统发生死锁的M和N的组合是。A.M=2,N=3；B.M=3,N=5；C.M=4,N=8；D.M=5,N=H028.用户程序代码被操作系统加载到内存中的过程称为。A.编译；B.链接；C.装载；D.置换。9.以下说法正确的是。A.一个文件系统可以存放的文件数量受限于文件控制块的数量；B.一个文件系统的容量一定等于承载该文件系统的磁盘容量；C.一个文件系统中单个文件的大小只受磁盘剩余空间大小的限制；D.一个文件系统不能将数据放置在多个磁盘上。10.在一个多进程操作系统中，以下说法正确的是。A.如果一个用户进程进入死循环，则其他进程永远不可能获得执行；B.如果一个用户进程进入死循环，操作系统可以终止该用户进程执行；C.如果一个用户进程执行了“跳转到0地址的指令后，操作系统内核会立即崩溃；D.如果一个用户进程执行了“除以0”的指令后，操作系统内核会立即崩溃。11.以下关于CSMA/CA的叙述中，正确的是。A.接收站点在收到数据帧后，无需向发送方返回确认帧；B.“CA”表示CollisionAvoidance,即冲突（碰撞）避免，所以此类网络中不会岀现冲突；C.按照载波监听的工作原理，发送站点在检测到信道空闲后立即启动发送；D.IEEE802.11标准的网络釆用CSMA/CA协议，此种网络主要使用ISM频段的无线频率。12.关于点对点协议PPP，以下说法正确的是。A.无错误检测功能；B.支持字符填充和比特填充两种成帧方式；C.有流量控制功能；D.帧中有帧序号。13.下列IP地址中，，属于私有地址（privateaddress,又称为专用地址）的是。A.20.1.32.7;B.192.160.33.60;C.172.27.38.10;D.127.0.0.1。14.ARP查询请求和应答在网络中的传输方式分别是。A.广播和组播；B.广播和广播；C.单播和广播；D.广播和单播。15.以下釆用无连接方式的协议是。A.ICMP；B.FTP；C.POP3；D.Telnet。二、填空题（本题共20分，每空1分）。31.十进制数-34的4位十六进制补码是。2.按照指令集架构的复杂程度，可以把指令集架构（ISA）分为和。3.MIPS处理器流水线冒险包括结构冒险、冒险和冒险。4.CPU在以流水线方式并行执行程序时，存在写后写(WAW)、和写后读(RAW)三种数据相关性。5.在页式虚拟存储器中，页表在主存中的起始地址保存在中。6.一个页式内存管理系统中，某个进程共有7个内存页面，分别表示为A、B、C、D、E、F、G,系统给该进程分配了4个物理页面。假设初始时所有内存页均没有加载，页面访问顺序为ABCDEAAECFDGACGDCF。釆用最优置换算法(OPT)进行页面置换，共发生次缺页中断；如果采用FIFO算法进行页面置换，则最后一次缺页发生时被换出的页面是。7.一个互斥信号量用于保护临界区，使得一次仅允许一个进程进入该临界区，则该信号量的初值应设置为。8.操作系统中虚拟内存机制有效的基础是程序访存的原理。9.在部署廉价冗余磁盘阵列(RAID,RedundantArrayofInexpensiveDisks)时，如果要实现RAID5,则至少需要块磁盘。10.在物理层所涉及的四个基本特性中，网络连接器的形状和尺寸属于特性，而线路上的电压范围则属于特性。11.宽带接入技术FTTH中的“F”是指。12.某局域网为总线型拓扑，总线长度1km，釆用CSMA/CD介质访问控制(MAC)协议，信号在总线上的传播速度为200000km/s。则节点的冲突(碰撞)检测时间为μs，如果数据传输速率为910bps,则帧长不应小于bit。13.在TCP/IP协议族中，协议是无连接的传输层协议，而TCP协议是面向连接的,其连接建立釆用次握手方式。14.IPv6分组的基本首部中的字段个数(大于/小于/等于)IPv4分组首部中的固定字段个数。4三、(本题共8分，第1小题4分，第2小题4分)。1.若机器数字长为5位(最高1位为符号位)，x的真值是(-0.1001)2，y的真值是(0.0101)2,则：(1)机器数［x］补、［y］补分别是多少？(2分)(2)釆用补码减法运算，机器数［x-y］补是多少？运算结果是否溢出？(2分)2.在IEEE754标准中，单精度浮点数表示公式为：）（）（127-21.m1-ES,可釆用32位二进制数格式表示，从左到右分别是：数符S，占1位；阶码E,占8位；尾数m,占23位。若某单精度浮点数的真值是-1152（十进制），则：（1）分别写出该单精度浮点数IEEE754表示中的数符S、阶码E、尾数m（均釆用二进制格式）（3分）（2）写出该单精度浮点数的IEEE754表示（釆用十六进制格式：XXXXXXXXH）（1分）5四、（本题共10分，第1小题1分，第2、3小题各2分，第4小题5分）。现有64KX16容量的DRAM存储芯片，芯片釆用二维地址结构，且行地址和列地址共享同一组芯片管脚，并内置刷新地址计数器，请问：1.该芯片的地址线有多少条？2.该芯片内置译码器输出的行选择线、列选择线分别是多少条？3.该芯片内置刷新地址计数器是多少位？每次刷新操作可刷新多少存储位元？4.如釆用该类芯片构建一个256KX16容量的主存储器，共需多少片？请写岀每个芯片的片选信号（低电平有效）生成逻辑电路的函数表达式。五、（本题共12分，第1小题4分，第2、3、4小题各1分，第5小题5分）。现有按字节编址的页式虚存系统，虚存空间大小为32GB,物理内存空间大小为1GB,页大小32KB，页表项中包含实页号和1位有效位，假设所有虚拟页都在使用中。请问：1.虚地址中虚页号和页内偏移地址各多少位？实地址中实页号和页内偏移地址各多少位？2.每个进程的虚拟空间最多可有多少页？3.每个页表项共有多少位？4.每个进程的页表大小是多少？5.釆用4路组相联Cache实现页表的TLB（快表），且TLB总表项数为64项，则TLB大小是多少？6六、（本题共13分，第1小题4分，第2小题6分，第3小题3分）。如题六图1所示，一个具有五级流水线（五级流水线分别是：取值IF,译码ID,执行EX，访存MEM,回写WB）的MIPSCPU在执行程序时，存在写后读（RAW）数据冒险。题六图1五级流水线MIPSCPU结构示意图假定该MIPSCPU在执行某一程序时，指令之间各类型RAW数据冒险的比例如题六图2所示。在题六图2中，EXto1st表示某指令后第一条紧邻指令使用该指令EX阶段产生的结果(如指令序列：addr1,r2,r3；subr4,r1,r3),MEMto1st表示某指令后第一条紧邻指令使用该指令MEM阶段产生的结果(如指令序列：lwr1,0(r2)；subr4,r1,r3),EXto2nd表示某指令后第二条紧邻指令使用该指令EX阶段产生的结果(如指令序列：addr1,r2,r3；addr6,r7,r8；subr4,r1,r3),MEMto2nd表示某指令后第二条紧邻指令使用该指令MEM阶段产生的结果(如指令序列：lwr1,0(r2)；addr6,r7,r8；subr4,r1,r3),EXto1st且EXto2nd表示某指令后第一条和第二条紧邻指令均使用该指令EX阶段产生的结果(如指令序列:addr1,r2,r3；subr4,r1,r3；subr6,r1,r7)。RAW数据冒险类型只有EXto1st只有MEMto1st只有EXto2nd只有MEMto2ndEXto1st且EXto2nd其他RAW数据冒险数据冒险比例20%15%10%10%5%0%题六图2各类型RAW数据冒险比例7假定在时钟的前半周期写寄存器，时钟的后半周期读寄存器，因此某指令EX级或MEM级产生的结果到其后的第三条紧邻指令就不会存在RAW数据冒险。同时假定在没有数据冒险的条件下，该程序执行的CPI(ClockPerInstruction)为1。1.为使得执行R型指令和LW指令回写寄存器时能够给岀正确的写寄存器编号，需在题六图1中添加一根连线。请用文字描述该连线的起始端和终止端。（起始端需指明哪一级流水线寄存器、哪一个寄存器及寄存器域，例如：IF/ID级上指令寄存器的RS域;终止端需指明寄存器堆的哪一个端口）。2.如果该CPU完全没有采用数据转发，EXto1st、EXto2nd、MEMto1st、MEMto2nd、EXto1st且EXto2nd型数据冒险分别会导致多少个时钟暂停？由于数据冒险产生的时钟暂停会导致该程序执行的CPI增大到多少？3.如果该CPU釆用全部可能的数据转发EXto1st、EXto2nd、MEMto1st、MEMto2nd、EXto1st且EXto2nd型数据冒险分别会导致多少个时钟暂停？由于数据冒险产生的时钟暂停会导致该程序执行的CPI增大到多少？8七、（本题共10分，第1、2、3小题各2分，第4小题4分）。一个32位的虚拟存储系统釆用两级页表结构，每个页面大小为4096字节。该系统逻辑地址中，第22到31位是第一级页表（页目录）的索引，第12位到21位是第二级页表的索引，页内偏移占第0到11位。每个页表（目录）项包含20位物理页框号和12位标志位。1.该系统的逻辑地址空间一共有多少字节？2.该系统第一级页表占多大空间？第二级页表一共有多少页表项？3.假设第一级页表的起始逻辑地址为0XC0300000,请给出逻辑地址0x01234567对应的页目录项的逻辑地址。4.假设逻辑地址0x89ABCDEF对应的第二级页表的物理地址为0x00008000，请给出该逻辑地址对应的页表项的物理地址，以及该逻辑地址对应的页目录项中包含的物理页框号。八、（本题共5分）。简述DMA方式与中断方式有什么区别？9九、（本题共10分，第1小题2分，第2小题8分）。1.请给出P、V操作的定义。2.一个软件公司有5名员工，每人刷卡上班。员工刷卡后需要等待，直到所有员工都刷卡后才能进入公司。所有员工都进入后，最后进入的员工负责关门。请用p、v操作实现员工之间的同步关系。10十、（本题共10分，每小题各5分）。一个作业调度系统的作业接收情况如下表，系统同时只能执行1个作业。作业编号作业到达时刻（秒）作业执行时间（秒）优先级（数字越大优先级越高）10432024313544315722671478431.如釆用短作业优先调度算法，最早完成的作业是哪个？并计算整体作业平均周转时间。2.如釆用优先级调度算法，且允许高优先级作业抢夺低