計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模擬題

1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模擬題（補(bǔ)）單 項(xiàng)選擇題1. SIMD 是指（）。A、單指令流單數(shù)據(jù)流C、多指令流單數(shù)據(jù)流2. 磁盤(pán)外部設(shè)備適合于連接到（A.字節(jié)多路通道C.選擇通道或字節(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C. 工作負(fù)荷較平衡5. 輸入輸出系統(tǒng)硬件的功能對(duì)（ ）A. 操作系統(tǒng)程序員B.C.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員D.B 、單指令流多數(shù)據(jù)流D 、多指令流多數(shù)據(jù)流B.數(shù)組多路通道或選擇通道D.數(shù)組多路通道或字節(jié)多路通道B. 適合于緊耦合多處理機(jī)D. 有較高的可靠性 是透明

2、的。應(yīng)用程序員機(jī)器語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)員6. 實(shí)現(xiàn)匯編語(yǔ)言源程序變換成機(jī)器語(yǔ)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(yè)都可裝入主存中任何實(shí)頁(yè)的位置B. 一個(gè)虛頁(yè)只裝進(jìn)固定的主存實(shí)頁(yè)位置C. 組之間是固定的，而組內(nèi)任何虛頁(yè)可以裝入任何實(shí)頁(yè)位置D. 組間可任意裝入，組內(nèi)是固定裝入8 .（） 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(lái)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

3、數(shù)時(shí)，第10號(hào)處理機(jī)與第（）號(hào)處理機(jī)相聯(lián)。10 . 若輸入流水線的指令既無(wú)局部性相關(guān)，也不存在全局性相關(guān)，則B. 流水線的效率和吞吐率惡化D. 可靠性提高A. 可獲得高的吞吐率和效率C. 出現(xiàn)瓶頸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(lái)講，方法最好是（）。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13 RISC 計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)集類(lèi)型是（ ）。A. 堆棧型C. 寄存器寄存器型14相聯(lián)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)方式是A.先進(jìn)先出順序訪問(wèn)C.無(wú)地址訪問(wèn)8. 累加器型D. 寄存器 - 存儲(chǔ)器型（）。B.按

4、地址訪問(wèn)D.按內(nèi)容訪問(wèn)15 存儲(chǔ)器讀寫(xiě)速率越高，每位的成本也越高，存儲(chǔ)容量也小。解決這一問(wèn)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(yǔ)言機(jī)器級(jí)- 操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí)- 高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)B. 微程序機(jī)器級(jí)- 傳統(tǒng)機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器級(jí)- 匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)C. 傳統(tǒng)機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器級(jí)- 高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)- 匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)D. 匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)- 應(yīng)用語(yǔ)言機(jī)器級(jí)- 高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)17 對(duì)系統(tǒng)程序員不透明的是（） 。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

5、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(kāi)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(yǔ)言B.用統(tǒng)一的匯編語(yǔ)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(lèi)接替算法的求解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(yǔ)言多元賦值語(yǔ)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(shuō)法正確的是（） 。容量一般不大，命中率不會(huì)很高芯片速度一般比CPU的速度慢數(shù)十倍本身速度很快，但地址變換速度很慢存儲(chǔ)器查映象表和訪問(wèn)物理 Ca

6、che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–. 恒置“ 1 ”法23ILLIAC w是一A. 流水線處理機(jī)C. 陣列處理機(jī)B.）。B.D.舍入法查表法指令重疊處理機(jī)多處理機(jī)24能實(shí)現(xiàn)作業(yè)、任務(wù)級(jí)并行的異構(gòu)型多處理機(jī)屬（） 。25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)

7、置相關(guān)專(zhuān)用通路27外部設(shè)備打印機(jī)適合于連接（B.字節(jié)多路通道或選擇通道A. 數(shù)組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(shuō)法，比較正確的是（） 。A. 訪主存命中率隨頁(yè)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30. Cache存儲(chǔ)器常用的地址映像方式是（）。A. 全相聯(lián)映象B.頁(yè)表法映象C. 組相聯(lián)映象D.段頁(yè)表映象二 判 斷題是指每條指令執(zhí)行的平均時(shí)鐘周期數(shù)。（）2

8、. 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。（）3. SIMD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)計(jì)原則之一。 （）5線性流水線是指各段串行連接、沒(méi)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。（）10 I/O 系統(tǒng)所帶外設(shè)種類(lèi)數(shù)量多，速度差異大，適宜采用專(zhuān)用總線來(lái)作I/O 總線。 （）1

9、1 對(duì)標(biāo)量數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，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。（）12 . Cache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?zhuān)纯杉涌斐绦虻慕忉專(zhuān)帜芗涌熘噶畹慕忉尅＃ǎ?4 .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(wèn)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。的中文含義：。4 .流水線的效率是指流水線的 利用率。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

10、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(yǔ)言、系列機(jī)、模擬與 。9 .計(jì)算機(jī)系統(tǒng)弗林分類(lèi)法，把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分成單指令流單數(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(lèi)。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§次寫(xiě)Cache的同時(shí)，也寫(xiě)入主存，稱(chēng)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(lái)的。13 . Cache主要是解決主存 滿足不了要求發(fā)展出來(lái)的。14 .并行性包括同時(shí)性和 性二重含義。四.名

11、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)5 . Amdahl 定律6 .中斷輸入輸出方式7 . Cache存儲(chǔ)系統(tǒng)8 .頁(yè)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(yè)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(lèi)？6 . RISC有哪些特點(diǎn)？六.綜合題1 .有一指令流水線如下所示入-11|42I一33-$4-出50ns 50ns 100ns200ns(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“

12、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 ，。(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(shù)，寫(xiě)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:.單項(xiàng)選擇題12345678910BBDDBBDCDA11121314151617181920ACC

13、DAADDBC21222324252627282930DACCBDBADC.判斷題1234567VxxVVxX891011121314VVXVxxX三.填空題1.空間2.哈夫曼編碼 3.每秒百萬(wàn)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(xiě)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(shuō)，就是把用戶用虛擬地址編寫(xiě)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

14、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，采用硬件與軟件相結(jié)合的方法來(lái)調(diào)度。由于虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)需要通過(guò)操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理系統(tǒng)來(lái)調(diào)度，因此，對(duì)系統(tǒng)程序員來(lái)說(shuō)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(lái)說(shuō)是透明的。虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)的訪問(wèn)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(lái)描述。5 . Amdahl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(lái)自系統(tǒng)外部

15、，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事件時(shí)，CPM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(lái)繼續(xù)執(zhí)行原先的程序。7 . Cache存儲(chǔ)系統(tǒng)：由Cach/口存儲(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(lái)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(yè)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(yè)，程序調(diào)入、調(diào)出主存以頁(yè)為單位。目前一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，一頁(yè)的大小通常為1KB至16KR五.簡(jiǎn)答題1級(jí)為微程序控制，是對(duì)機(jī)2

16、級(jí)為機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器。這一級(jí)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 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)。第的機(jī)器語(yǔ)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(yǔ)言機(jī)器。這一級(jí)的機(jī)器語(yǔ)言是匯編語(yǔ)言。第 5 級(jí)是高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器。這級(jí)的機(jī)器語(yǔ)言就是各種高級(jí)語(yǔ)言。第 6 級(jí)是應(yīng)用語(yǔ)言機(jī)器。這級(jí)的機(jī)器語(yǔ)言是應(yīng)用語(yǔ)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(guò)程在時(shí)間上相互錯(cuò)開(kāi)，輪流重疊使用同一套硬

17、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(yè)表相對(duì)比較簡(jiǎn)單。（3）地址映象和變換的速度比較快。（4）對(duì)輔存（磁盤(pán)存儲(chǔ)器）的管理比較容易。頁(yè)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(yè)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(guò)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(guò)程并聯(lián)。5

18、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(lèi)。 單功能流水線指流水線內(nèi)各段固定連接， 只完成單一的一種功能。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(wú)反饋或越過(guò)，將其分為線性和非線性2 類(lèi)。 線性流水線中的各段之間串行連接無(wú)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(lèi)。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(kāi)銷(xiāo)。（2）采用LOAD/STOR骷構(gòu)。由于訪問(wèn)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(lèi)指令，只保留不可再少的LOADED STOR曲種訪問(wèn)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，減少了微程序技術(shù)中的指令解釋開(kāi)銷(xiāo)。（ 4）減少指令和尋址方式的種類(lèi)。這一特點(diǎn)也可以簡(jiǎn)化控制部件的結(jié)構(gòu)，加快指令的執(zhí)行速度。（ 5）固定的指令格式。該特點(diǎn)可以使指令的譯碼邏輯電路簡(jiǎn)