計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模擬題

1、中國地質(zhì)大學(xué)（北京）繼續(xù)教育學(xué)院 2016年03課程考試計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模擬題（補(bǔ)）一 單項(xiàng)選擇題1. 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2. 磁盤外部設(shè)備適合于連接到（ ）。A字節(jié)多路通道B數(shù)組多路通道或選擇通道C選擇通道或字節(jié)多路通道D數(shù)組多路通道或字節(jié)多路通道3. 下列（ ）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

2、入輸出設(shè)備D. 堆棧4.多處理機(jī)的各自獨(dú)立型操作系統(tǒng)( )。 A.要求管理程序不必是可再入的 B.適合于緊耦合多處理機(jī) C.工作負(fù)荷較平衡 D.有較高的可靠性5.輸入輸出系統(tǒng)硬件的功能對(duì)( )是透明的。 A.操作系統(tǒng)程序員 B.應(yīng)用程序員C.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員 D.機(jī)器語言程序設(shè)計(jì)員6. 實(shí)現(xiàn)匯編語言源程序變換成機(jī)器語言目標(biāo)程序是由（ ）。A編譯程序解釋B編譯程序翻譯C匯編程序解釋D匯編程序翻譯7.全相聯(lián)地址映象是指( )。 A.任何虛頁都可裝入主存中任何實(shí)頁的位置 B.一個(gè)虛頁只裝進(jìn)固定的主存實(shí)頁位置 C.組之間是固定的，而組內(nèi)任何虛頁可以裝入任何實(shí)頁位置 D.組間可任意裝入，組內(nèi)是固定裝入8

3、.( )屬于MIMD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 A.各處理單元同時(shí)受同一個(gè)控制單元的管理 B.各處理單元同時(shí)接受同一個(gè)控制單元送來的指令 C.松耦合多處理機(jī)和多計(jì)算機(jī) D.陣列處理機(jī)9.設(shè)16個(gè)處理器編號(hào)分別為0，1，2，15用Cube3互聯(lián)函數(shù)時(shí)，第10號(hào)處理機(jī)與第( )號(hào)處理機(jī)相聯(lián)。 A.11 B.8 C.14 D.210.若輸入流水線的指令既無局部性相關(guān)，也不存在全局性相關(guān)，則( )。 A.可獲得高的吞吐率和效率 B.流水線的效率和吞吐率惡化 C.出現(xiàn)瓶頸 D.可靠性提高11流水線的技術(shù)指標(biāo)不包括( )。A.響應(yīng)比 B.吞吐率 C.加速比 D.效率12指令優(yōu)化編碼方法，就編碼的效率來講，方法最好是（ ）

4、。A. 固定長(zhǎng)度編碼B. 擴(kuò)展編碼法C. Huffman編碼法D. 以上編碼都不是13RISC 計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)集類型是 ( ) 。A. 堆棧型 B. 累加器型C. 寄存器寄存器型 D. 寄存器 - 存儲(chǔ)器型14相聯(lián)存儲(chǔ)器的訪問方式是(    )。A先進(jìn)先出順序訪問B按地址訪問C無地址訪問D按內(nèi)容訪問15存儲(chǔ)器讀寫速率越高，每位的成本也越高，存儲(chǔ)容量也小。解決這一問題的主要方法是采用( )。A多級(jí)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)B并行存儲(chǔ)器C CacheD緩沖技術(shù)16計(jì)算機(jī)系統(tǒng)多級(jí)層次中，從下層到上層，各級(jí)相對(duì)順序正確的應(yīng)當(dāng)是（ ）。A.匯編語言機(jī)器級(jí)-操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí)-高級(jí)語言機(jī)器級(jí)B.微程序

5、機(jī)器級(jí)-傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級(jí)-匯編語言機(jī)器級(jí)C.傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級(jí)-高級(jí)語言機(jī)器級(jí)-匯編語言機(jī)器級(jí)D. 匯編語言機(jī)器級(jí)-應(yīng)用語言機(jī)器級(jí)-高級(jí)語言機(jī)器級(jí)17對(duì)系統(tǒng)程序員不透明的是（ ）。 A.Cache 存儲(chǔ)器 B.系列幾各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度C.指令緩沖寄存器 D.虛擬存儲(chǔ)器18在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，比較好的方法是（ ）。 A.從上向下設(shè)計(jì) B.從下向上設(shè)計(jì)C.從兩頭向中間設(shè)計(jì) D.從中間開始向上、向下設(shè)計(jì)19不同系列的機(jī)器之間，實(shí)現(xiàn)軟件移植的途徑不包括（ ）。 A.用統(tǒng)一的高級(jí)語言 B.用統(tǒng)一的匯編語言C.模擬 D.仿真20堆棧型機(jī)器比通用寄存器型機(jī)器優(yōu)越的是（ ）。 A.支持先進(jìn)先出類接替算法

6、的求解 B.能更好地支持向量的運(yùn)算C.支持由逆波蘭表達(dá)式將高級(jí)語言多元賦值語句直接編譯生成堆棧指令程序 D.能優(yōu)化存儲(chǔ)器的空間利用率21下列說法正確的是（ ）。A.Cache容量一般不大，命中率不會(huì)很高B.Cache芯片速度一般比CPU的速度慢數(shù)十倍C.Cache本身速度很快，但地址變換速度很慢D.Cache存儲(chǔ)器查映象表和訪問物理Cache其間可以流水，使速度與CPU匹配。22在尾數(shù)下溢處理方法中，平均誤差最大的是（ ）。 A.截?cái)喾?B.舍入法C.恒置“1”法 D.ROM查表法23 ILLIAC 是一種（ ）。 A.流水線處理機(jī) B.指令重疊處理機(jī)C.陣列處理機(jī) D.多處理機(jī)24能實(shí)現(xiàn)作業(yè)

7、、任務(wù)級(jí)并行的異構(gòu)型多處理機(jī)屬（ ）。 A.MISD B.SIMD C.MIMD D.SISD25非線性流水線是指（ ）。 A.一次運(yùn)算中使用流水線中多個(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. 流水線中的某些功能段在各次運(yùn)算中的作用不同D. 流水線中的各個(gè)功能段在各種運(yùn)算中有不同的組合26流水機(jī)器對(duì)全局性的相關(guān)處理不包括（ ）。 A.猜測(cè)法 B.提前形成條件碼C.加快短循環(huán)程序的執(zhí)行 D.設(shè)置相關(guān)專用通路27外部設(shè)備打印機(jī)適合于連接（ ）。 A.數(shù)組多路通道或選擇通道 B.字節(jié)多路通道或選擇通道C.選擇通道 D.任意一種通道28虛擬存儲(chǔ)器常用的地址映像方式是（ ）。 A.全相

8、聯(lián) B.段相聯(lián)C.組相聯(lián) D.直接29下列關(guān)于虛擬存儲(chǔ)器的說法，比較正確的是（ ）。 A.訪主存命中率隨頁面大小增大而提高 B.訪主存命中率隨貯存容量增加而提高C.更換替換算法能提高命中率D.在主存命中率低時(shí)，改用堆棧型替換算法，并增大主存容量，可提高命中率30Cache存儲(chǔ)器常用的地址映像方式是（ ）。 A.全相聯(lián)映象 B.頁表法映象C.組相聯(lián)映象 D.段頁表映象二 判斷題1.CPI是指每條指令執(zhí)行的平均時(shí)鐘周期數(shù)。（ ）2.并行性是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在同一時(shí)刻進(jìn)行多種運(yùn)算或操作。（ ）3SIMD是多指令流多數(shù)據(jù)流。（ ）4每條指令的功能應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，并在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成是RISC指令集結(jié)構(gòu)的設(shè)

9、計(jì)原則之一。（ ）5線性流水線是指各段串行連接、沒有反饋回路的流水線。（ ）6在存貯體系中，地址映象與地址變換實(shí)際上是一回事。（ ）7虛擬存貯器內(nèi)部地址映象方式的選擇依據(jù)于是否有高的主存命中率。（ ）8. 向后兼容是系列機(jī)的根本特征。（ ）9對(duì)概率不等的事件用Huffman編碼，其具體編碼不唯一，但平均碼長(zhǎng)肯定是唯一的，且是最短的。（ ）10I/O系統(tǒng)所帶外設(shè)種類數(shù)量多，速度差異大，適宜采用專用總線來作I/O總線。（ ）11對(duì)標(biāo)量數(shù)據(jù)來說，并行主存系統(tǒng)的實(shí)際頻寬采用多體單字方式的要比采用單體單字方式組成的高。（ ）12Cache組相聯(lián)映象的塊沖突概率比直接映象的高。（ ）13指令的重疊解釋，即

10、可加快程序的解釋，又能加快指令的解釋。（ ）14為了使陣列機(jī)在包括向量、數(shù)組、標(biāo)量等各種題目上有盡可能高的速度性能，只需要在價(jià)格允許的情況下，盡可能增大處理單元數(shù)N即可。（ ）三 填空題1.程序訪問的局部性原理，包括時(shí)間局部性和 局部性。2.指令的操作碼優(yōu)化編碼方法有_和擴(kuò)展編碼。3.MIPS的中文含義： 。4流水線的效率是指流水線的 利用率。5.Cache存儲(chǔ)器系統(tǒng)是由Cache和_構(gòu)成的二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)。6解釋一條機(jī)器指令的微操作可歸并成取指令、分析和 三個(gè)部分。7.程序員編程用的地址是_。8. 實(shí)現(xiàn)程序移植的主要途徑有統(tǒng)一高級(jí)語言、系列機(jī)、模擬與_。9. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)弗林分類法，把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分

11、成單指令流單數(shù)據(jù)流(SISD)、單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD)、_和多指令流單數(shù)據(jù)流四大類。10. 吞吐率是流水線在      內(nèi)所完成的任務(wù)數(shù)或輸出結(jié)果的數(shù)量。11. 在Cache存貯器中，CPU每次寫Cache的同時(shí)，也寫入主存，稱這種更新主存塊內(nèi)容的方法為 法。12虛擬存儲(chǔ)器主要是為解決主存_滿足不了要求發(fā)展出來的。13Cache 主要是解決主存_滿足不了要求發(fā)展出來的。14. 并行性包括同時(shí)性和 性二重含義。四 名詞解釋1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2地址映象3虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)4互連函數(shù)5Amdahl定律6中斷輸入輸出方式7Cache存儲(chǔ)系統(tǒng)8頁

12、式虛擬存儲(chǔ)器五 簡(jiǎn)答題1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按功能可劃分成哪幾級(jí)層次？2提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的并行性的措施有哪些？3頁式虛擬存儲(chǔ)器的主要有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？4什么是流水線的速度瓶頸？消除這種瓶頸的方法有哪兩種？5流水線的有哪些分類？6RISC有哪些特點(diǎn)？六 綜合題1.有一指令流水線如下所示（1）求連續(xù)輸入10條指令，該流水線的實(shí)際吞吐率和效率；（2）該流水線的“瓶頸”在哪一段？請(qǐng)采取兩種不同的措施消除此“瓶頸”。對(duì)于你所給出的兩種新的流水線，連續(xù)輸入10條指令時(shí)，其實(shí)際吞吐率和效率各是多少？2報(bào)文由AK字符組成，其出現(xiàn)頻度依次為0.17, 0.05, 0.20,0.06, 0.08, 0.03, 0.01, 0

13、.08, 0.13, 0.08, 0.11。（1）各字符用等長(zhǎng)二進(jìn)制編碼，傳送200個(gè)字符時(shí)，需傳送多少個(gè)二進(jìn)制碼位？（2）構(gòu)造哈夫曼樹，寫出各字符的二進(jìn)制碼位數(shù)。（3）按哈夫曼編碼，計(jì)算字符的平均碼長(zhǎng)。（4）用哈夫曼碼傳送1000個(gè)字符，比定長(zhǎng)碼傳送可減少傳送的碼位數(shù)是多少？（5）設(shè)計(jì)一種平均碼長(zhǎng)最短的僅有兩種碼長(zhǎng)的擴(kuò)展操作碼編碼，并求出其平均碼長(zhǎng)。參考答案：一單項(xiàng)選擇題12345678910BBDDBBDCDA11121314151617181920ACCDAADDBC21222324252627282930DACCBDBADC二判斷題1234567×××&#

14、215;891011121314××××3 填空題1.空間 2.哈夫曼編碼 3.每秒百萬條指令數(shù) 4.設(shè)備 5.主存 6.執(zhí)行 7.邏輯地址8仿真 9多指令流多數(shù)據(jù)流 10單位時(shí)間 11寫直達(dá) 12容量13速度 14并發(fā)四. 名詞解釋1計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu):是程序員所看到的計(jì)算機(jī)的屬性，即概念性結(jié)構(gòu)與功能特性。這實(shí)際上是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的外特性。2地址映象：把虛擬地址空間映象到主存地址空間，具體地說，就是把用戶用虛擬地址編寫的程序按照某種規(guī)則裝入到主存儲(chǔ)器中，并建立多用戶虛地址與主存實(shí)地址之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。3虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)：虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)由主存儲(chǔ)器與聯(lián)機(jī)的外部存儲(chǔ)器構(gòu)成

15、，采用硬件與軟件相結(jié)合的方法來調(diào)度。由于虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)需要通過操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理系統(tǒng)來調(diào)度，因此，對(duì)系統(tǒng)程序員來說它是不透明的，但對(duì)于在操作系統(tǒng)之上編程的應(yīng)用程序員來說是透明的。虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)的訪問速度與主存儲(chǔ)器很接近，存儲(chǔ)容量是一個(gè)很大的虛擬地址空間。4互連函數(shù)：為了反映不同互連網(wǎng)絡(luò)的連接特性，每種互連網(wǎng)絡(luò)可用一組互連函數(shù)來描述。5Amdahl定律：當(dāng)對(duì)一個(gè)系統(tǒng)中的某個(gè)部件進(jìn)行改進(jìn)后，所能獲得的整個(gè)系統(tǒng)性能的提高，受限于該部件的執(zhí)行時(shí)間占總執(zhí)行時(shí)間的百分比。6中斷輸入輸出方式：當(dāng)出現(xiàn)來自系統(tǒng)外部，機(jī)器內(nèi)部，甚至處理機(jī)本身的任何例外的，或者雖然是事先安排的，但出現(xiàn)在現(xiàn)行程序的什么地方是事先不知道的

16、事件時(shí)，CPU暫停執(zhí)行現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去處理這些事件，等處理完成后再返回來繼續(xù)執(zhí)行原先的程序。7Cache存儲(chǔ)系統(tǒng)：由Cache和存儲(chǔ)器組成的系統(tǒng)，速度接近Cache，容量接近存儲(chǔ)器，每單位的價(jià)格跟存儲(chǔ)器相近，這個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)全部用硬件來調(diào)度，因此，它不僅對(duì)應(yīng)用程序員是透明的，而且對(duì)系統(tǒng)程序員也是透明的。8頁式虛擬存儲(chǔ)器把虛擬地址空間和主存地址空間劃分成同樣大小的頁，程序調(diào)入、調(diào)出主存以頁為單位。目前一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，一頁的大小通常為1KB至16KB。五.簡(jiǎn)答題1答：第0級(jí)為硬聯(lián)邏輯，是實(shí)現(xiàn)微指令本身的控制時(shí)序。第1級(jí)為微程序控制，是對(duì)機(jī)器指令進(jìn)行譯碼，對(duì)應(yīng)一個(gè)微指令序列，給出微指令信號(hào)。第2級(jí)為機(jī)器

17、語言機(jī)器。這一級(jí)的機(jī)器語言就是該機(jī)的指令系統(tǒng)。第3級(jí)為操作系統(tǒng)機(jī)器，為用戶提高一個(gè)操作系統(tǒng)，提高了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能和資源利用率。第4級(jí)是匯編語言機(jī)器。這一級(jí)的機(jī)器語言是匯編語言。第5級(jí)是高級(jí)語言機(jī)器。這級(jí)的機(jī)器語言就是各種高級(jí)語言。第6級(jí)是應(yīng)用語言機(jī)器。這級(jí)的機(jī)器語言是應(yīng)用語言。2答：（1）資源重復(fù)：空間上引入并行性概念，即重復(fù)設(shè)置硬件資源以提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能。（2）時(shí)間重疊：時(shí)間上引入并行性概念，即多個(gè)處理過程在時(shí)間上相互錯(cuò)開，輪流重疊使用同一套硬件的各個(gè)部件。（3）資源共享：利用軟件方法，使多個(gè)用戶分時(shí)使用同一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。3答：優(yōu)點(diǎn)：（1）主存儲(chǔ)器的利用率比較高。（2）頁表相對(duì)比較簡(jiǎn)單

18、。（3）地址映象和變換的速度比較快。（4）對(duì)輔存（磁盤存儲(chǔ)器）的管理比較容易。頁式虛擬存儲(chǔ)器的主要缺點(diǎn)有兩個(gè)：（1）程序的模塊化性能不好。（2）頁表很長(zhǎng)，需要占用很大的存儲(chǔ)空間。4答：一個(gè)由若干段組成的流水線，在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后所獲得的吞吐率與其中延遲最大的那一段長(zhǎng)度有關(guān)，這一段就成為影響流水線速度的瓶頸。消除流水線速度瓶頸的方法主要有兩種：（1）盡量采取將瓶頸子過程再細(xì)分，使之接近于流水線其他段的工作速度。（2）將多個(gè)瓶頸子過程并聯(lián)。5答：按流水技術(shù)用于系統(tǒng)的等級(jí)不同，分為部件級(jí)、處理機(jī)級(jí)、系統(tǒng)級(jí)3個(gè)級(jí)別。按流水線具有功能的多少，分為單功能和多功能2類。單功能流水線指流水線內(nèi)各段固定連接，只完

19、成單一的一種功能。多功能流水線指流水線中各段可以有多種不同連接，實(shí)現(xiàn)多種不同功能。在多功能流水線的基礎(chǔ)上，又分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)流水線。靜態(tài)流水線指在流水線內(nèi)各段于同一時(shí)間里只能按其中的一種功能流水。動(dòng)態(tài)流水線的各段可以同時(shí)為不同功能服務(wù)。按流水線功能段之間有無反饋或越過，將其分為線性和非線性2類。線性流水線中的各段之間串行連接無反饋和跳越，每個(gè)任務(wù)流經(jīng)各段僅一次；反之，為非線性流水線。按流水處理機(jī)是否具有向量數(shù)據(jù)表示，分為向量流水機(jī)和標(biāo)量流水機(jī)2類。6答：（1）指令系統(tǒng)中的大多數(shù)指令只執(zhí)行一個(gè)簡(jiǎn)單的和基本的功能，這些指令可以比較快地在單個(gè)周期內(nèi)執(zhí)行完成，并減少指令的譯碼和解釋所需要的開銷。（2）采用LOAD/STORE結(jié)構(gòu)。由于訪問存儲(chǔ)器指令需要的時(shí)間比較長(zhǎng)，因此，在指令系統(tǒng)中要盡量減少這類指令，只保留不可再少的LOAD和STORE兩種訪問存儲(chǔ)器的指令。（3）硬布線控制邏輯。硬布線控制邏輯可以使大多數(shù)指令在單周期內(nèi)執(zhí)行完成，減少了微