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l00 分，考試時(shí)間l50 分鐘。考生答題注意事項(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。必須對應(yīng)試卷上的題號使用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，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，請將其選出并將“答題卡

2、”的相應(yīng)代碼涂黑。未涂、錯涂或多涂均無分。A 模型機(jī)器1以軟件為主實(shí)現(xiàn)的機(jī)器稱為p26.模擬機(jī)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p40A.系列機(jī)軟件必須保證向后兼容，力爭向前兼容B 系列機(jī)軟件必須保證向下兼容，力爭向前兼容C 系列機(jī)軟件必須保證向前兼容，力爭向上兼容D 系列機(jī)軟件必須保證向下兼容，力爭向后兼容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存儲器的最大頻寬是指p98A 存儲器瞬時(shí)訪問的頻寬B 存儲器最大的傳輸速率C.存儲器連續(xù)訪問時(shí)的頻寬D 存儲器的實(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p111A.廠 log 2N 1C. 2+ 廠log 2N17. 存儲層次構(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)存儲器的訪問依據(jù)是A 內(nèi)容C 速度9并行向量處理的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是A 交換開關(guān)C 單總線B. 1+ 廠log 2N 1D. 3+ 廠log 2Nhp127B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C 多

4、指令流單數(shù)據(jù)流D 多指令流多數(shù)據(jù)流第二部分非選擇題二、填空題（ 本大題共10 小題，每小題2 分，共 20 分 ）請?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的4 類：數(shù)據(jù)處理、_信息處理 、 _知識處理 和智能處理。p44p4514浮點(diǎn)數(shù)下溢處理的精度損失對_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)

5、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 和中斷_響應(yīng)硬件 的功能分配。 p10718頁式存儲是把_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。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)組中各元素在存儲器中_錯位 存放可以使行或列的各元素都能并行訪問，但會造成_主對角線 上各元素的并行訪問沖突。三、簡答題（ 本大題共5 小題，每小題6 分，共 30 分 ）請?jiān)诖痤}卡上作答。21 . 簡述指令字格式優(yōu)化的措施。p80答： 采用擴(kuò)展操作碼，并根據(jù)指令的頻度Pi 的分布

6、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器中按整數(shù)邊界存儲的前提下，使用多種不同的指令字 長度。22 .簡述引入數(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。如果只對某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)

7、現(xiàn)效率高、而對其他數(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臺設(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次申請使用通道總線才行。24 簡述機(jī)群系統(tǒng)相對于傳統(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)??；用戶編程方便。25 .簡述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

8、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)多次通過或多級連接來實(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、簡單應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)請?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)= P0PR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，

9、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)，傳輸路徑就會出現(xiàn)很多冗余。27 .由3位數(shù)（其中最低位為下溢處理的附加位）經(jīng)ROM&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RO毗理表如圖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

10、題，每小題10分，共20分）請?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10 w s,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500 ws發(fā)出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)請求，至多可接幾臺這種設(shè)備?(2)對于題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500 p?發(fā)出一fi/B 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)-1 w s傳送請求，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：f max.byte=1/

11、(Ts+TD)如果所掛的臺數(shù)為 設(shè)備白速率f i實(shí)際就是設(shè)備發(fā)出的字節(jié)傳送請求的間隔時(shí)間的倒數(shù)，相同設(shè)備，速率之和為 m f iO為了不丟失信息，應(yīng)滿足：1/(Ts+Td) m f i于是m應(yīng)滿足：1/(T s+Td) - f i=500/ (10+0.5) =48所以至多可掛48臺低速設(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設(shè)備，則 逸擇通道的極限流量為:小* g +叫）1% T 坦,0 5 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口電哥因?yàn)樗俾食? 所以不能掛 C分）29 .有以下FORK、JOIN寫成的在多處理機(jī)上并