2016年4月自考計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試題及答案解析

1、2016年4月高等教育自學(xué)考試全國統(tǒng)一命題考試計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試卷（課程代碼02325）本試卷共3頁，滿分100分，考試時(shí)間150分鐘?？忌痤}注意事項(xiàng)：1 .本卷所有試題必須在答題卡上作答。答在試卷上無效，試卷空白處和背面均可作草稿紙.2 .第一部分為選擇題。必須對(duì)應(yīng)試卷上的題號(hào)使用2B鉛筆將“答題卡”的相應(yīng)代碼涂黑。3 .第二部分為非選擇題。必須注明大、小題號(hào)，使用0.5毫米黑色字跡簽字筆作答。4 .合理安排答題空間，超出答題區(qū)域無效。第一部分選擇題一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其選出并將“答題卡”的相應(yīng)代碼涂

2、黑。未涂、錯(cuò)涂或多涂均無分。1 .以軟件為主實(shí)現(xiàn)的機(jī)器稱為p26A.模型機(jī)器C.虛擬機(jī)器2 .下列關(guān)于系列機(jī)軟件兼容描述正確的是p40.模擬機(jī)A.系列機(jī)軟件必須保證向后兼容，力爭(zhēng)向前兼容B.系列機(jī)軟件必須保證向下兼容，力爭(zhēng)向前兼容C.系列機(jī)軟件必須保證向前兼容，力爭(zhēng)向上兼容D.系列機(jī)軟件必須保證向下兼容，力爭(zhēng)向后兼容3 .浮點(diǎn)數(shù)階值采用二進(jìn)制p位、尾數(shù)基值位rm,則該浮點(diǎn)數(shù)白最大階值為p63A.2PB.2p-1C.2P-1D.2P-1-14 .為了使任何時(shí)候所需的信息都只用一個(gè)存儲(chǔ)周期訪問到，信息在主存中存放的地址要求是p73A.地址最低位為0B.地址最高位為0C.該信息寬度的一半D.該信息寬

3、度的整數(shù)倍5 .存儲(chǔ)器的最大頻寬是指p98A.存儲(chǔ)器瞬時(shí)訪問的頻寬B.存儲(chǔ)器最大的傳輸速率C.存儲(chǔ)器連續(xù)訪問時(shí)的頻寬D.存儲(chǔ)器的實(shí)際傳輸速率6.總線控制定時(shí)查詢方式的控制線的線數(shù)為p111B.1+廠10g2N1D.3+廠10g2hhp127B.主存器件D.程序的局部性B.地址D.周期B.縱橫交叉開關(guān).多總線10 .從指令和數(shù)據(jù)的多倍性來看，陣列機(jī)屬于A.單指令流單數(shù)據(jù)流B.單指令流多數(shù)據(jù)流A.廠10g2N1C.2+廠10g2N17,存儲(chǔ)層次構(gòu)成的主要依據(jù)是A.CP型速度C.程序設(shè)計(jì)語言8.相聯(lián)存儲(chǔ)器的訪問依據(jù)是A.內(nèi)容9.并行向量處理的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是C.多指令流單數(shù)據(jù)流D.多指令流多數(shù)據(jù)流第二部分

4、非選擇題二、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上作答。11 .軟件的功能可以用硬件或固件實(shí)現(xiàn)。12.指令由操作碼和_地址碼:兩部分組成。p7513 .計(jì)算機(jī)應(yīng)用可歸納為向上升級(jí)的4類：數(shù)據(jù)處理、信息處理知識(shí)處理和智能處理。p44p4514 .浮點(diǎn)數(shù)下溢處理的精度損失對(duì)系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)者都是透明的。p6915 .適當(dāng)選擇好Cache的容量、塊的大小、組相聯(lián)的組數(shù)和組內(nèi)的塊數(shù),可以保證有較高的命中率。16 .能夠并行讀出多個(gè)CPU字的單體多字和多體單字?多體多字的交叉訪問主存系統(tǒng)被稱為并行主存系統(tǒng)。p10017 .中斷系統(tǒng)的軟、硬件功能分配實(shí)質(zhì)上是中斷處理程序軟件和中

5、斷響應(yīng)硬件的功能分配。p10718 .頁式存儲(chǔ)是把主存空間和程序空間都機(jī)械地等分成固定大小的頁，按頁順序編號(hào)。p13119 .主存空間數(shù)據(jù)相關(guān)是相鄰兩條指令之間出現(xiàn)對(duì)主存同一單元要求先寫而后讀的關(guān)聯(lián)。20 .將二維數(shù)組中各元素在存儲(chǔ)器中錯(cuò)位存放可以使行或列的各元素都能并行訪問，但會(huì)造成主對(duì)角線上各元素的并行訪問沖突。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上作答。21 .簡(jiǎn)述指令字格式優(yōu)化的措施。p80答：采用擴(kuò)展操作碼，并根據(jù)指令的頻度R的分布狀況選擇適合的編碼方式，以縮短操作碼的平均碼長；采用多種尋址方式，以縮短地址碼的長度，并在有限的地址長度內(nèi)提供更多的地址信息；采用

6、0、1、2、3等多種地址制，以增強(qiáng)指令的功能；在同種地址制內(nèi)再采用多種地址形式，讓每種地址字段可以有多種長度，且讓長操作碼與短操作碼進(jìn)行組配；在維持指令字在存儲(chǔ)器中按整數(shù)邊界存儲(chǔ)的前提下，使用多種不同的指令字長度。22.簡(jiǎn)述引入數(shù)據(jù)表示的原則。p61答：看系統(tǒng)的效率是否有顯著提高，包括實(shí)現(xiàn)時(shí)間和存儲(chǔ)空間是否有顯著減少；實(shí)現(xiàn)時(shí)間是否減少又主要看主存和處理機(jī)之間傳遞的信息量是否減少；看引入這種數(shù)據(jù)表示后，其通用性和利用率是否提高。如果只對(duì)某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)效率高、而對(duì)其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)效率低，或應(yīng)用較少，將導(dǎo)致性價(jià)比下降。23 .簡(jiǎn)述數(shù)組多路通道的數(shù)據(jù)傳輸方式。p119答：數(shù)組多路通道在每選擇好一

7、臺(tái)設(shè)備后，要連續(xù)傳送完固定K個(gè)字節(jié)的成組數(shù)據(jù)后，才能釋放總線，通道再去選擇下一臺(tái)設(shè)備，再傳送該設(shè)備的K個(gè)字節(jié)。如此，以成組方式輪流交叉地為多臺(tái)高速設(shè)備服務(wù)。設(shè)備要想傳送N個(gè)字節(jié)，就需要先給廠N/K1次申請(qǐng)使用通道總線才行。24 .簡(jiǎn)述機(jī)群系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的并行系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。答：系統(tǒng)有高的性能價(jià)格比；系統(tǒng)的開發(fā)周期短；系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好；系統(tǒng)的資源利用率高；用戶投資風(fēng)險(xiǎn)小；用戶編程方便。25 .簡(jiǎn)述SIMD系統(tǒng)的互連網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。答：結(jié)構(gòu)不要過于復(fù)雜，以降低成本；互聯(lián)要靈活，以滿足算法和應(yīng)用的需求；處理單元間信息交換所需傳送步數(shù)盡可能少，以提高速度性能；能用規(guī)整單一的基本構(gòu)件組合而成，或經(jīng)多次通過或

8、多級(jí)連接來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的互聯(lián)，使模塊性好，以便于用VLSL實(shí)現(xiàn)并滿足系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。四、簡(jiǎn)單應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上作答。26 .給出N=8的蝶式變換，如圖題26圖所示。寫出互連函數(shù)關(guān)系。如果采用omega網(wǎng)絡(luò)，需幾次通過才能完成此變換?O題26圖解：互聯(lián)函數(shù)關(guān)系：f(P2PlP0)=P0PlR如果處理單元設(shè)有屏蔽位控制硬件，可讓PE、PE2、PE和PE7均處于屏蔽,PE、PE、PE4和PE6為活躍，只需要在omega網(wǎng)絡(luò)上通過一次，傳輸路徑無冗余。如果處理單元未設(shè)置屏蔽位控制硬件，就需要在omega網(wǎng)絡(luò)上通過兩次，此時(shí)，傳輸路徑就會(huì)出現(xiàn)很多冗余。27.由3位數(shù)

9、（其中最低位為下溢處理的附加位）經(jīng)RO懵表舍入法，下溢處理成2位結(jié)果，設(shè)計(jì)使下溢處理平均誤差接近于0的ROMg,列出ROMe碼表的地址與內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系。解：3位數(shù)的ROMF溢處理表共有23=8個(gè)地址，地址碼為000111,每個(gè)地址存放一個(gè)處理結(jié)果。下溢處理平均處理誤差接近于0的ROME理表如圖27所示地址000001010011100101110111內(nèi)容0001011010111111圖27五、綜合應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上作答。28.如果通道在數(shù)據(jù)傳送期中，選擇設(shè)備的時(shí)間T5為10ws,傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)需要的時(shí)間TD為0.5（1）某低速設(shè)備每隔500ws發(fā)

10、出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)請(qǐng)求，至多可接幾臺(tái)這種設(shè)備?(2)對(duì)于題28表所示的低速設(shè)備，一次通信傳送的字節(jié)數(shù)不少于1024個(gè)字節(jié)，則哪些設(shè)備可掛？哪些設(shè)備不可掛？AF設(shè)備設(shè)備ABCDEF題28表的速率解：設(shè)備速1/0.11/0.61/0.21/0.251/0.81/0.55低速設(shè)備每隔率500p?發(fā)出一fi/B個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)-1ws傳送請(qǐng)求，掛低速設(shè)備的通道應(yīng)按字節(jié)多路通道方式工作，極限流量：fmax.byte=1/(Ts+TD)如果所掛的臺(tái)數(shù)為設(shè)備白速率f實(shí)際就是設(shè)備發(fā)出的字節(jié)傳送請(qǐng)求的間隔時(shí)間的倒數(shù)，相同設(shè)備，速率之和為mfiO為了不丟失信息，應(yīng)滿足：1/(TS+TD)mfi于是m應(yīng)滿足：1/(TS+TD)-fi=500/(10+0.5)=48所以至多可掛48臺(tái)低速設(shè)備a）如題便表所示為低逑沒:備，此逋道是選擇通道，如果通道上掛有皿臺(tái)設(shè)備，則逸擇通道的極限流量為上小*g+叫）1%T坦,05 叫#糕,限制通道上所掛的設(shè)備速率了 W 旨一療，/避，刈弱門分）+0+5n即：尤 W，%B出 11 分）根據(jù)霰注去可知，只能卦白/沒備，“分缸 5。電哥因?yàn)樗俾食?所以不能掛C 分）29 .有以下FORK、JOIN寫成