計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自考題模擬8_真題含答案與解析-交互

1、X計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自考題模擬8（總分100，做題時(shí)間90分鐘）第I部分選擇題一、單項(xiàng)選擇題（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）指令、任務(wù)、作業(yè)并行的典型例子是 |SSS_SINGLE_SELr A陣列處理機(jī)B并行存儲器系統(tǒng)和相聯(lián)處理機(jī)C C流水線處理機(jī)C D多處理機(jī)分值：1答案:D考點(diǎn)多處理機(jī)解析多處理機(jī)是指令、任務(wù)、作業(yè)并行的典型例子。從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上講,機(jī)器語言程序員所看到的機(jī)器屬性是 |SSS_SINGLE_SELA A計(jì)算機(jī)軟件所要完成的功能C B計(jì)算機(jī)硬件的全部組成C C編程要用到的硬件組織C D計(jì)算機(jī)各部件的硬件實(shí)現(xiàn)分值：1答案:C考點(diǎn)透明性解析對機(jī)器語言程序員來

2、說，看到編程要用到的硬件組織就已足夠。下圖所示的時(shí)空圖對應(yīng)的處理機(jī)為SSS_SINGLE_SEL0A標(biāo)量處理機(jī) B超標(biāo)量處理機(jī) C超流水處理機(jī)C D超標(biāo)量超流水線處理機(jī)分值：1答案:C考點(diǎn)超流水線處理機(jī)解析超標(biāo)量處理機(jī)利用資源重復(fù)，設(shè)置多個(gè)執(zhí)行部件寄存器堆端口。超流水線處理機(jī)則著重開發(fā)時(shí)間并行性，在公共的硬件上采用較短的時(shí)鐘周期、深度 流水來提高速度。解釋一條機(jī)器指令的微操作不包括哪個(gè)部分 |SSS_SINGLE_SEL1A執(zhí)行C B分析C C取指令C D中斷分值：1答案:D考點(diǎn)指令系統(tǒng)解析解釋一條機(jī)器指令的微操作有取指令、分析、執(zhí)行。 TOC o 1-5 h z 對輸入輸出系統(tǒng)的組織產(chǎn)生決定

3、性影響的是哪些基本要求？異步性(2)同步性(3)分時(shí)性(4)實(shí)時(shí)性設(shè)備相關(guān)性(6)設(shè)備無關(guān)性|SSS_SINGLE_SELC A(2),(3),(5)B(1),(4),(6)C(2),(4),(6)D(1),(3),(5)分值：1答案:B考點(diǎn)I/O系統(tǒng)概述解析異步性、實(shí)時(shí)性和設(shè)備無關(guān)性是I/O系統(tǒng)的組織的基本要求?！耙淮沃丿B”中消除“指令相關(guān)”的方法，最好的是 |SSS_SINGLE_SELC A推后執(zhí)行下條指令C B設(shè)相關(guān)專用通路C C推后分析下條指令C D不準(zhǔn)修改指令分值：1答案:D考點(diǎn)指令相關(guān)的處理解析指令相關(guān)是因?yàn)闄C(jī)器指令運(yùn)行時(shí)修改而引出的，如果規(guī)定在程序運(yùn)行過 程中不準(zhǔn)修改指令，指令

4、相關(guān)就不可能發(fā)生。微指令由哪項(xiàng)直接執(zhí)行 SSS_SINGLE_SEL乙A微指令程序B B硬件C C匯編程序D D編譯程序分值：1答案:B考點(diǎn)指令系統(tǒng)解析微指今由硬件直接執(zhí)行。ILLIAC IV 屬于SSS_SINGLE_SELA A流水線處理機(jī)B B陣列處理機(jī)C C指今重疊處理機(jī)D D多處理機(jī)分值：1答案:B考點(diǎn)陣列處理機(jī)解析ILLIAC IV 是一種陣列處理機(jī)。串行鏈接方式獲得總線權(quán)的優(yōu)先次序是由“總線可用”線所接部件的哪項(xiàng)來決定|SSS_SINGLE_SELA A物理位置 B邏輯位置C請求時(shí)間C D應(yīng)答處理機(jī)制分值：1答案：A考點(diǎn)總線的控制方式解析用行鏈接方式中，所有部件都經(jīng)過公共的“總線

5、請求”線向總線控制器 發(fā)出要求使用總線的申請，優(yōu)先次序由部件的物理位置決定，離總線控制器越 近的部件具優(yōu)先級越高。STARAN絡(luò)屬于|SSS_SINGLE_SELA單級立方體網(wǎng)絡(luò)C B多級立方體網(wǎng)絡(luò)C單級PM2I網(wǎng)絡(luò)C D多級混洗交換網(wǎng)絡(luò)分值：1答案:B考點(diǎn)多級立方體網(wǎng)絡(luò)解析多級立方體網(wǎng)絡(luò)有STARAW 0第R部分非選擇題二、填空題（請?jiān)诿啃☆}的空格中填上正確答案。）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的層次結(jié)構(gòu)由高到低分別為應(yīng)用語言機(jī)器級、 ,、傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級和微程序機(jī)器級。SSS_FILL分值：2高級語言機(jī)器級匯編語言機(jī)器級操作系統(tǒng)機(jī)器級考點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的層 次結(jié)構(gòu)解析計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的層次結(jié)構(gòu)由高到低分別

6、為應(yīng)用語言機(jī)器級、高級語言 機(jī)器級、匯編語言機(jī)器級、操作系統(tǒng)機(jī)器級、傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級、微程序機(jī) 器級。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是軟件和 的交界面，是機(jī)器語言、匯編語言程序設(shè)計(jì)者 或編譯程序設(shè)計(jì)者看到的 的抽象。SSS_FILLmI?分值：2硬件/固件機(jī)器物理系統(tǒng)考點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念解析計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也稱計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，指的是傳統(tǒng)機(jī)器級的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。它是軟件和硬件/固件的交界面，是機(jī)器語言匯編語言程序設(shè)計(jì)者或編譯程序設(shè) 計(jì)者看到的機(jī)器物理系統(tǒng)的抽象。由上而下由中間開始考點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路解析計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)后可有由上而下、由下而上和由中間開始三種不同的設(shè)計(jì) 思路。4.程序定位所采用的技術(shù)有?口。S

7、SS_FILL分值：2靜態(tài)重定位動(dòng)態(tài)重定位考點(diǎn)程序定位 解析靜態(tài)重定位和動(dòng)態(tài)重定位是兩種程序定位所采用的技術(shù)。流水線輸出端任務(wù)流出的順序與輸入端任務(wù)流入的順序可以不同，允許后進(jìn)入流水線的任務(wù)先完成。這種流水線又稱為無序流水線、 ?口。SSS_FILL分值：2錯(cuò)序流水線異步流水線考點(diǎn)流水線工作原理解析流水線輸出端任務(wù)流出的順序與輸入端任務(wù)流入的順序可以不同，允許 后進(jìn)入流水線的任務(wù)先完成。這種流水線又稱為無序流水線、錯(cuò)序流水線、異 步流水線。超長指令字結(jié)構(gòu)是將水平型微碼和 兩者相結(jié)合。SSS_FILLmI?分值：2超標(biāo)量處理考點(diǎn)超長指令字處理機(jī)解析超長指令字結(jié)構(gòu)是將水平型微碼和超標(biāo)量處理兩者相結(jié)

8、合。指令字長可 達(dá)數(shù)百位，多個(gè)功能部件并發(fā)工作，共享大容量寄存器堆。7.實(shí)現(xiàn)軟件移植的主要技術(shù)有統(tǒng)一高級語言、 和仿真。SSS_FILLIljI分值：2采用系列機(jī)模擬考點(diǎn)軟件移植解析實(shí)現(xiàn)軟件移植的主要技術(shù)有統(tǒng)一高級語言、采用系列機(jī)、模擬和仿真。8.最低耦合松散耦合考點(diǎn)多機(jī)系統(tǒng)的耦合度解析多機(jī)系統(tǒng)的耦合度可以分為最低耦合、松散耦合、緊密耦合9.總線上傳輸信息基本上分為?口網(wǎng)種。SSS_FILLLdJ分值：2同步異步考點(diǎn)總線工作原理解析總線上傳輸信息基本上分為同步和異步兩種。10.指令的動(dòng)態(tài)調(diào)度是指在和異常行為的情況下，通過硬件對 進(jìn)行重新安排，以提高流水線的利用率且減少停頓現(xiàn)象。是由硬件在程序?qū)?/p>

9、際運(yùn)行時(shí)實(shí)施的。SSS_FILLLiU分值：2保持?jǐn)?shù)據(jù)流指令執(zhí)行順序考點(diǎn)指令系統(tǒng)解析指令的動(dòng)態(tài)調(diào)度是指在保持?jǐn)?shù)據(jù)流和異常行為的情況下，通過硬件對指 令執(zhí)行順序進(jìn)行重新安排，以提高流水線的利用率且減少停頓現(xiàn)象。它是由硬 件在程序?qū)嶋H運(yùn)行時(shí)實(shí)施的。三、簡答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）簡述哈夫曼壓縮概念的基本思絲|SSS_TEXT_QUSTI1|一分值：6哈夫曼壓縮概念的基本思想是，當(dāng)各種事件發(fā)生的概率不均等時(shí)，采用優(yōu)化技術(shù)對發(fā)生概率最高的事件用最短的位數(shù)（時(shí)間）來表示（處理）。而對出現(xiàn)概率較 低的事件，允許用較長的位數(shù)（時(shí)間）來表示（處理），就會(huì)導(dǎo)致表示（處理）的平 均位數(shù)（時(shí)間）縮

10、短。RISC存在不足，表現(xiàn)在哪些方面？SSS_TEXT_QUSp 4 |分值：6（1）當(dāng)各種事件發(fā)生的概率不均等時(shí)，采用優(yōu)化技術(shù)對發(fā)生概率最高的事件用最短的位數(shù)（時(shí)間）來表示（處理）。（2）而對出現(xiàn)概率較低的，允許用較長的位數(shù)（時(shí)間）來表示（處理），就會(huì)導(dǎo)致表 示（處理）的平均位數(shù)（時(shí)間）的縮短。簡述SIMD系統(tǒng)的互連網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)目標(biāo)SSS_TEXT_QUSU |lT分值：6(1)結(jié)構(gòu)不要過分復(fù)雜，以降低成本。 互連要靈活，以滿足算法和應(yīng)用的需要。 處理單元間信息交換所需傳輸步數(shù)要盡可能少，以提高速度性能。(4)能用規(guī)模單一的基本構(gòu)件組合而成，或者經(jīng)多次通過或者經(jīng)多級連接來實(shí)現(xiàn) 復(fù)雜的互連，使模

11、塊性好，以便于用 VLSI實(shí)現(xiàn)并滿足系統(tǒng)的可擴(kuò)充性。簡述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”由中間開始”設(shè)計(jì)的基本思想。SSS_TEXT_QUSpU分值：6(1)軟硬件設(shè)計(jì)分離和脫節(jié)是“由上往下”和“由下往上”設(shè)計(jì)的主要缺點(diǎn)，由 此提出“由中間開始”設(shè)計(jì)?！爸虚g”指的是層次結(jié)構(gòu)中的軟硬交界面，目前 多數(shù)是在傳統(tǒng)機(jī)器級與操作系統(tǒng)機(jī)器級之間。進(jìn)行合理的軟、硬件功能分配時(shí)，既要考慮能拿到的硬、器件，又要考慮可 能的應(yīng)用所需的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，先定義好這個(gè)交界面。確定哪些功能由硬件 實(shí)現(xiàn)，哪些功能由軟件實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還要考慮好硬件對操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)的實(shí) 現(xiàn)提供些什么支持。然后由這個(gè)中間點(diǎn)分別往上、往下進(jìn)行軟件和硬件的設(shè) 計(jì)。簡述

12、如果要設(shè)計(jì)一套超長指令機(jī)系統(tǒng)，必須遵循的主要準(zhǔn)則。SSS TEXT QUSI1分值：6如果要設(shè)計(jì)一套超長指令機(jī)系統(tǒng)，則必須遵循的主要準(zhǔn)則是：(1)單一的控制器，只有一個(gè)控制器，每個(gè)時(shí)鐘周期啟動(dòng)一條長指令。(2)超長指令字被分成多個(gè)控制字段，每個(gè)字段直接獨(dú)立地控制每個(gè)功能部件。(3)含有大量的數(shù)據(jù)通路和功能部件，由于編譯在編譯時(shí)間已考查可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)相關(guān)，故控制硬件較簡單。(4)在編譯階段完成超長指令中多個(gè)可并行操作的調(diào)度。四、簡單應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)在集中式主存的陣列處理機(jī)中，處理單元數(shù)為 4,為了使4X4的二維數(shù)組A的各元素a j (i=03, j=03)在行、歹

13、I、主/次對角線上均能實(shí)現(xiàn)無沖突訪問，請問數(shù)組各元素在存儲器各分體(分體號從0開始)中的分布情況(假設(shè)a 00 已存放在分體號為3,體內(nèi)地址為0的位置)。SSS TEXT QUSTI JI分值：10(1)J5滿足題意要求，二維數(shù)組 Aa, b各元素必須按下列地址存放:1 ,(2)數(shù)組各元素在各存儲器分體中分布情況如下表所示2.考點(diǎn)陣列處理機(jī)的工作原理采用LRU替換算法，為某程序分配4頁空間，畫出用堆棧對該程序頁地址流模 擬處理過程圖，地址流為2、1、3、5、1、2、3、1、4、5,計(jì)算在此過程下算 法命中率。SSS_TEXT_QUSTI分值：10處理過程如下所示。頁地址流21351213 51

14、2135堆棧內(nèi)容2 1322命中經(jīng)統(tǒng)計(jì)得知，命中率H=4/10。考點(diǎn)替換算法五、綜合應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)向量A和B各有6個(gè)元素，計(jì)算向量點(diǎn)積I|SSS_TEXT_QUSTI1.若在順序方式下，一次“加”需 4At, 一次“乘”23145231451231451231355 2352HHH3At ,求執(zhí)行完AB所需的時(shí)間。分值：5需 3 A t X6+4A t X5=38A tSSS TEXT QUSTI在如下圖所示的靜態(tài)雙功能流水線上計(jì)算 AB,其中，1 一2一3一5為加法流水 線，1 一4一5為乘法流水線，輸出可直接返回輸入，延遲時(shí)間和功能切換的時(shí) 間忽略不計(jì)。設(shè)計(jì)合理的算法，使完成 A-B的時(shí)間最少。畫出流水時(shí)空圖，并 標(biāo)出全部算完的時(shí)間。分值：5設(shè)計(jì)算法為：(a i b i +a 2 b 2 )+(a 3 b 3 +a 4 b 4 )(a5 b 5 +a 6 b 6 )流水時(shí)空圖如下圖所示。I考點(diǎn)流水線工作原理從多級層次結(jié)構(gòu)出發(fā),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以有許多不同的設(shè)計(jì)思路。|SSS_TEXT_QUSTI簡述這幾種設(shè)計(jì)思路。分值：5從多級層次結(jié)構(gòu)出發(fā)，計(jì)算