2013年7月自考02325計算機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)試題及答案含解析

計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)年月真題

0232520137

1、【單選題】下列各項(xiàng)中能夠直接執(zhí)行微指令的是

匯編程序

編譯程序

A:

硬件

B:

固件

C:

答D:案：C

解析：參考1.1中圖1-1計算機(jī)系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)中，最下層微程序機(jī)器級，微指令由

硬件直接執(zhí)行。

2、【單選題】下列各項(xiàng)中對應(yīng)用程序員不透明的是

先行進(jìn)位鏈

乘法器

A:

指令緩沖器

B:

條件碼寄存器

C:

答D:案：A

解析：進(jìn)位鏈?zhǔn)莻鬟f進(jìn)位的邏輯電路。先行進(jìn)位即高位進(jìn)位和低位進(jìn)位同時產(chǎn)生的進(jìn)位。

先行進(jìn)位有兩種，一種是組內(nèi)并行，組間串行進(jìn)位鏈，另一種是組內(nèi)并行,組間并行進(jìn)位

鏈，又稱并行進(jìn)位。因此，應(yīng)用程序員在編寫程序時要考慮超出范圍即溢出時如何計算，

這時要根據(jù)先行進(jìn)位鏈的設(shè)計來決定，因此不透明。其他對應(yīng)用程序員都透明，也就是程

序員管不到，也看不見。

3、【單選題】在相同的機(jī)器字長和尾數(shù)位數(shù)的情況下，浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)基值取小，可使浮點(diǎn)數(shù)

運(yùn)算過程中數(shù)的精度損失降低

數(shù)在數(shù)軸上的分布變密

A:

可表示數(shù)的范圍增大

B:

可表示數(shù)的個數(shù)增多

C:

答D:案：B

解析：

浮點(diǎn)數(shù)的一般格式如下：浮點(diǎn)數(shù)可表示實(shí)數(shù)域中的值范圍如下所示：

浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)基值取小，意味著圖中的rm取小，即進(jìn)制變小，那么1）可表

示的范圍變小，C錯誤2）可表示的個數(shù)變少，D錯誤3）數(shù)在軸上的分布變得緊密，B正

確4）可表示的精度更高，A錯誤5）運(yùn)算中的精度損失越高6）運(yùn)算速度變低。對應(yīng)教材

2.1.4節(jié)，建議找一個例子，如16進(jìn)制和2進(jìn)制，進(jìn)行對比分析，比較容易理解。

4、【單選題】IBM370的I/O處理機(jī)采用的方式是

程序控制I/O方式

DMA方式

A:

外圍處理機(jī)方式

B:

通道方式

C:

答D:案：D

解析：通道處理機(jī)是IBM公司首先提出來的一種I/O處理機(jī)方式，曾被廣泛用于

IBM360/370等系列機(jī)上。參考3.4.2節(jié)

5、【單選題】磁盤外部設(shè)備適合連接于

數(shù)組多路通道或選擇通道

字節(jié)多路通道或選擇通道

A:

數(shù)組多路通道或字節(jié)多路通道

B:

字節(jié)多路、數(shù)組多路通道或選擇通道

C:

答D:案：A

解析：一個設(shè)備控制器可控制多個同類的設(shè)備，只要這些設(shè)備是輪流正作的。通道處理器

中只運(yùn)行輸入輸出控制程序。每個通道可以連接多個外圍設(shè)備，根據(jù)數(shù)據(jù)傳送方式，通道

可分成字節(jié)多路通道、選擇通道和數(shù)組多路通道三種類型。1)選擇通道對于高速的設(shè)備，

如磁盤等，要求較高的數(shù)據(jù)傳輸速度。對于這種高速傳輸，通道難以同時對多個這樣的設(shè)

備進(jìn)行操作，只能一次對一個設(shè)備進(jìn)行操作。這種通道稱為選擇通道，它與設(shè)備之間的傳

輸一直維持到設(shè)備請求的傳輸完成為止，然后為其他外圍設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。選擇通道的數(shù)據(jù)

寬度是可變的，通道中包含一個保存輸入輸出數(shù)據(jù)傳輸所需的參數(shù)寄存器。參數(shù)寄存器包

括存放下一個主存?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)存放位置的地址和對傳輸數(shù)據(jù)計數(shù)的寄存器。選擇通道的輸入

輸出操作啟動之后，該通道就專門用于該設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸直到操作完成。選擇通道的缺點(diǎn)

是設(shè)備申請使用通道的等待時間較長。2)數(shù)組多路通道（又稱成組多路通道）數(shù)組多路通

道以數(shù)組(數(shù)據(jù)塊)為單位在若干高速傳輸操作之間進(jìn)行交叉復(fù)用。這樣可減少外設(shè)申請使

用通道時的等待時間。數(shù)組多路通道適用于高速外圍設(shè)備，這些設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸以塊為單

位。通道用塊交叉的方法，輪流為多個外設(shè)服務(wù)。當(dāng)同時為多臺外設(shè)傳送數(shù)據(jù)時，每傳送

完一塊數(shù)據(jù)后選擇下一個外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，使多路傳輸并行進(jìn)行。數(shù)組多路通道既保留

了選擇通道高速傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，又充分利用了控制性操作的時間間隔為其它設(shè)備服務(wù)，使通

道的功能得到有效發(fā)揮，因此數(shù)組多路通道在實(shí)際系統(tǒng)中得到較多的的應(yīng)用。特別是對于

磁盤和磁帶等一些塊設(shè)備，它們的數(shù)據(jù)傳輸本來就是按塊進(jìn)行的。而在傳輸操作之前又需

要尋找記錄的位置，在尋找的期間讓通道等待是不合理的。數(shù)組多路通道可以先向一個設(shè)

備發(fā)出一個尋找的命令，然后在這個設(shè)備尋找期間為其他設(shè)備服務(wù)。在設(shè)備尋找完成后才

真正建立數(shù)據(jù)連接，并一直維持到數(shù)據(jù)傳輸完畢。因此采用數(shù)組多路通道可提高通道的數(shù)

據(jù)傳輸?shù)耐掏侣省?)字節(jié)多路通道字節(jié)多路通道用于連接多個慢速的和中速的設(shè)備，這些

設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送以字節(jié)為單位。每傳送一個字節(jié)要等待較長時間，如終端設(shè)備等。因此，

通道可以以字節(jié)交叉方式輪流為多個外設(shè)服務(wù)，以提高通道的利用率。這種通道的數(shù)據(jù)寬

度一般為單字節(jié)。它的操作模式有兩種：字節(jié)交叉模式和猝發(fā)模式。在字節(jié)交叉模式中，

通道操作分成較短的段。通道向準(zhǔn)備就緒的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)段的傳輸操作。傳輸?shù)男畔⒖捎?/p>

一個字節(jié)的數(shù)據(jù)以及控制和狀態(tài)信息構(gòu)成。通道與設(shè)備的連接時間是很短的。如果需要傳

輸?shù)臄?shù)據(jù)量比較大，則通道轉(zhuǎn)換成猝發(fā)的工作模式。在猝發(fā)模式下，通道與設(shè)備之間的傳

輸一直維持到設(shè)備請求的傳輸完成為止。通道使用一種超時機(jī)制判斷設(shè)備的操作時間(即

邏輯連接時間)，并決定采用哪一種模式。如果設(shè)備請求的邏輯連接時間大于某個額定的

值，通道就轉(zhuǎn)換成猝發(fā)模式，否則就以字節(jié)交叉模式工作。字節(jié)多路通道和數(shù)組多路通道

都是多路通道，在一段時間內(nèi)可以交替地執(zhí)行多個設(shè)備的通道程序，使這些設(shè)備同時工

作。但兩者也有區(qū)別，首先數(shù)組多路通道允許多個設(shè)備同時工作，但只允許一個設(shè)備進(jìn)行

傳輸型操作，而其他設(shè)備進(jìn)行控制型操作；而字節(jié)多路通道不僅允許多個路同時操作；而

且允許它們同時進(jìn)行傳輸型操作。其次，數(shù)組多路通道與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送的基本單位

是數(shù)據(jù)塊，通道必須為一個設(shè)備傳送完一個數(shù)據(jù)塊以后才能為別的設(shè)備傳送數(shù)據(jù)塊，而字

節(jié)多路通道與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送基本單位是字節(jié)。通道為一個設(shè)備傳送一個字節(jié)之后，

又可以為另一個設(shè)備傳送一個字節(jié)，因此各設(shè)備與通道之間的數(shù)據(jù)傳送是以字節(jié)為單位交

替進(jìn)行的。

6、【單選題】Cache存儲器應(yīng)用最廣泛的地址映像方式是

全相聯(lián)映像

直接映像

A:

組相聯(lián)映像

B:

段頁表映像

C:

答D:案：C

解析：Cache地址映像方式有：全相聯(lián)、直接相聯(lián)、組相聯(lián)全相聯(lián)硬件成本太高太復(fù)雜，

直接相聯(lián)簡單但沖突很大，實(shí)際Cache都采用多路組相聯(lián)方式。磁盤到主存的地址映像方

式有：頁式、段式、段頁式

7、【單選題】下列關(guān)于標(biāo)量流水機(jī)的說明不正確的是

可對標(biāo)量數(shù)據(jù)進(jìn)行流水處理

不能對向量數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算

A:

沒有向量數(shù)據(jù)表示

B:

C:

可以對向量、數(shù)組進(jìn)行運(yùn)算

答D:案：B

解析：標(biāo)量流水機(jī):超標(biāo)量將一條指令分成若干個周期處理以達(dá)到多條指令重疊處理,從而

提高cpu部件利用率的技術(shù)?？梢杂糜谙蛄繑?shù)據(jù)的表示和流水處理以及標(biāo)量、數(shù)組的運(yùn)

算。

8、【單選題】多混洗交換網(wǎng)絡(luò)又稱為

移數(shù)網(wǎng)絡(luò)

STARAN網(wǎng)絡(luò)

A:

數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)

B:

omega網(wǎng)絡(luò)

C:

答D:案：D

解析：omega網(wǎng)絡(luò)稱為多混洗交換網(wǎng)絡(luò)；STARAN網(wǎng)絡(luò)多級立方體網(wǎng)絡(luò)

9、【單選題】在共享主存的多處理機(jī)中，為減少訪主存沖突，一般采用的方式是

并行多體交叉主存系統(tǒng)

虛擬存儲器

A:

共享Cache存儲器

B:

高速單主存系統(tǒng)

C:

答D:案：A

解析：使用并行多體交叉主存系統(tǒng)可以更好的提高主存訪問速度，也能滿足多個處理機(jī)并

行訪問主存。而B、C、D是一些優(yōu)化技術(shù)，但對于多處理機(jī)沒有專門優(yōu)化。

10、【單選題】IBM360/91屬于

向量流水機(jī)

標(biāo)量流水機(jī)

A:

陣列流水機(jī)

B:

并行流水機(jī)

C:

答D:案：B

解析：參考5.2.3標(biāo)量流水機(jī)中圖5-26，屬于典型的標(biāo)量流水線

11、【問答題】實(shí)現(xiàn)軟件移植的主要途徑有統(tǒng)一高級語言、系列機(jī)、______和______。

答案：模擬、仿真

解析：實(shí)現(xiàn)軟件移植的主要途徑有1）統(tǒng)一高級語言2）系列機(jī)3）模擬、仿真參考1.4.1

節(jié)

12、【問答題】計算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)中各機(jī)器級的實(shí)現(xiàn)主要靠______或______，或者是這兩

者的結(jié)合。

答案：翻譯、解釋

解析：所謂解釋程序是高級語言翻譯程序的一種，它將源語言(如BASIC)書寫的源程序作

為輸入，解釋一句后就提交計算機(jī)執(zhí)行一句，并不形成目標(biāo)程序。就像外語翻譯中的“口

譯”一樣，說一句翻一句，不產(chǎn)生全文的翻譯文本。這種工作方式非常適合于人通過終端

設(shè)備與計算機(jī)會話，如在終端上打一條命令或語句，解釋程序就立即將此語句解釋成一條

或幾條指令并提交硬件立即執(zhí)行且將執(zhí)行結(jié)果反映到終端，從終端把命令打入后，就能立

即得到計算結(jié)果。這的確是很方便的，很適合于一些小型機(jī)的計算問題。但解釋程序執(zhí)行

速度很慢，例如源程序中出現(xiàn)循環(huán)，則解釋程序也重復(fù)地解釋并提交執(zhí)行這一組語句，這

就造成很大浪費(fèi)。翻譯是把高級語言(如FORTRAN、COBOL、Pascal、C等)源程序作為輸

入，進(jìn)行翻譯轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生出機(jī)器語言的目標(biāo)程序，然后再讓計算機(jī)去執(zhí)行這個目標(biāo)程序，

得到計算結(jié)果。翻譯程序工作時，先分析，后綜合，從而得到目標(biāo)程序。所謂分析，是指

詞法分析和語法分析；所謂綜合是指代碼優(yōu)化，存儲分配和代碼生成。為了完成這些分析

綜合任務(wù)，編譯程序采用對源程序進(jìn)行多次掃描的辦法，每次掃描集中完成一項(xiàng)或幾項(xiàng)任

務(wù)，也有一項(xiàng)任務(wù)分散到幾次掃描去完成的。下面舉一個四遍掃描的例子：第一遍掃描做

詞法分析；第二遍掃描做語法分析；第三遍掃描做代碼優(yōu)化和存儲分配；第四遍掃描做代

碼生成。

13、【問答題】數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要通過______變換成機(jī)器所具有的各種數(shù)據(jù)表示實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)表示是

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的______。

答案：軟件映像、實(shí)現(xiàn)

解析：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要通過軟件映像，變換成計算機(jī)中所具有的各種數(shù)據(jù)表示來實(shí)現(xiàn)的。參考

2.1.1節(jié)

14、【問答題】尋址方式在指令中的兩種指明方式是______指明和______指明。

答案：占用操作碼中的某些位來、在地址碼部分專門設(shè)置尋址方式位字段

解析：一種方式是占用操作碼中的某些位來指明。另一種方式是不占用操作碼，而是在地

址碼部分專門設(shè)置選址方式位字段指明。

15、【問答題】總線通信中，采用何種數(shù)據(jù)寬度與總線上各設(shè)備的特點(diǎn)、所用總線______和

______有關(guān)。

答案：控制方式、通信技術(shù)

解析：數(shù)據(jù)通路寬度是數(shù)據(jù)總線的物理寬度，即一個時鐘周期所傳送的信息量。采用何種

數(shù)據(jù)寬度，與總線上各設(shè)備的特點(diǎn)、所用總線控制方式和通信技術(shù)有關(guān)。參考3.3.4（1）

節(jié)

16、【問答題】Cache存儲器不但對______程序員是透明的，對______程序員也是透明的。

答案：應(yīng)用、系統(tǒng)

解析：Cache存儲器由硬件來進(jìn)行管理，對所有程序員都是透明的。

17、【問答題】頁面替換算法的確定主要看主存是否有高的______，也要看______是否便于

實(shí)現(xiàn)，輔助軟硬件成本是否低。

答案：命中率、算法

解析：要保證較高命中率才能保障系統(tǒng)效率，同時要盡量讓算法實(shí)現(xiàn)成本或代價較低。

18、【問答題】解決指令k和k+l重疊方式中操作數(shù)相關(guān)的兩種基本方法是：______和

______。

答案：加入停頓周期（加入氣泡Stall，推后K+1），定向技術(shù)（增加定向路徑，

bypass）

解析：（1）有操作數(shù)相關(guān)，就加入停頓周期（加入氣泡Stall，推后K+1），這樣會造成

性能損失（2）有操作數(shù)相關(guān)，可以通過增加定向路徑，將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)直接送到需要處來

解決。

19、【問答題】消除流水線瓶頸的方法有______和______兩種。

答案：細(xì)分瓶頸段，重復(fù)設(shè)置瓶頸段

解析：

20、【問答題】不同的多級互連網(wǎng)絡(luò)，在所用的交換開關(guān)、______和______上各有不同。

答案：控制方式、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

解析：互連網(wǎng)絡(luò)具有三大要素，即結(jié)點(diǎn)間互連拓?fù)洌òB接通路）、開關(guān)元件和控制方

式。在不同的系統(tǒng)中，開關(guān)元件所處的物理位置可能是不同的。在采用集中式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)

中，互連網(wǎng)絡(luò)可以是一個獨(dú)立的部件，由一組開關(guān)元件構(gòu)成，位于被連接的處理機(jī)或功能

部件結(jié)點(diǎn)之間，在一定的控制方式作用下，按照互連拓?fù)涞囊蠼⒔Y(jié)點(diǎn)間的各條連接通

路，以實(shí)現(xiàn)各個結(jié)點(diǎn)對的相互通信。

21、【問答題】簡述軟件移植采用統(tǒng)一高級語言途徑的方法和存在的問題。

答案：（1）不同的用途要求語言的語法語義的結(jié)構(gòu)不同（2）人們對基本語言的結(jié)構(gòu)看法

不一（3）即使同一種高級語言在不同廠家的機(jī)器上也不能完全通用（4）受習(xí)慣視力的

阻撓人們不愿意拋棄慣用的語言因?yàn)槭煜び薪?jīng)驗(yàn)也不愿意拋棄長期積累的用原有的編寫

已被實(shí)踐證明是正確的軟件

22、【問答題】簡述設(shè)計RISC應(yīng)遵循的一般原則。

答案：RISC（精簡指令集計算機(jī)）遵循的一般原則包括：(1)確定指令系統(tǒng)時，只選擇使

用頻度很高的那些指令，在此基礎(chǔ)上增加少量能有效支持操作系統(tǒng)和高級語言實(shí)現(xiàn)及其他

功能的最有用的指令，讓指令的條數(shù)大大減少，一般不超過100條。(2)大大減少指令系

統(tǒng)可采用的尋址方式的種類，一般不超過兩種。簡化指令的格式，使之也限制在兩種之

內(nèi)，并讓全部指令都具有相同的長度。(3)讓所有指令都在一個機(jī)器周期內(nèi)完成。(4)擴(kuò)

大通用寄存器的個數(shù)，一般不少于32個寄存器，以盡可能減少訪存操作，所有指令中只

有存(STORE)、取(LOAD)指令才可訪存，其他指令的操作一律都在寄存器間進(jìn)行。(5)為提

高指令執(zhí)行速度，大多數(shù)指令都采用硬聯(lián)控制實(shí)現(xiàn)，少數(shù)指令采用微程序?qū)崿F(xiàn)。(6)通

過精簡指令和優(yōu)化設(shè)計編譯程序，以簡單有效的方式來支持高級語言的實(shí)現(xiàn)。

23、【問答題】簡述集中式定時查詢方式的總線分配過程。

答案：

24、【問答題】簡述陣列處理機(jī)和多處理機(jī)在程序并行性方面的差別。

答案：(1)陣列處理機(jī)主要是針對向量、數(shù)組處理，實(shí)現(xiàn)向量指令操作級的并行，是開發(fā)

并行性中的同時性。多處理機(jī)實(shí)現(xiàn)的則是更高一級的作業(yè)或任務(wù)間的并行，是開發(fā)并行性

中的并發(fā)性。(2)程序并行性方面不同：陣列處理機(jī)是操作級并行，是并行性的同時性；

多處理機(jī)是作業(yè)、程序、任務(wù)級的并行，同時包含指令內(nèi)部操作間的并行，是并行性的并

發(fā)性。

25、【問答題】簡述數(shù)據(jù)流計算機(jī)存在的問題。

答案：(1)數(shù)據(jù)流機(jī)主要目的是為了提高操作級并行的開發(fā)水平，但如果題目本身數(shù)據(jù)相

關(guān)性很強(qiáng)，內(nèi)含并行性成分不多時，就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)流機(jī)的效率反而不如傳統(tǒng)的VonNeumann

型機(jī)器的高。(2)在數(shù)據(jù)流機(jī)器中為了給數(shù)據(jù)建立標(biāo)記并識別和處理該標(biāo)記，需要花費(fèi)較

多的輔助開銷和較大的存貯空間(可能比Neumann型的要大出2至3倍)。(3)數(shù)據(jù)流機(jī)

不保存數(shù)組。(4)數(shù)據(jù)流語言的變量代表數(shù)值而不是存貯單元位置，使程序員無法控制

存貯分配。為了能有效地回收不用的存貯單元，就增大了編譯程序設(shè)計的難度。(5)專門

適合于數(shù)據(jù)流機(jī)用的互連網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計較困難，而且，對數(shù)據(jù)流機(jī)的輸入/輸出尚待完善。

(6)數(shù)據(jù)流機(jī)沒有程序計數(shù)器，給診斷和維護(hù)帶來困難。因此，數(shù)據(jù)流計算機(jī)難以批量生

產(chǎn)，仍需進(jìn)一步改進(jìn)。參考8.1.4節(jié)

26、【問答題】若機(jī)器共有5級中斷，中斷響應(yīng)優(yōu)先次序?yàn)?→2→3→4→5，現(xiàn)要求其實(shí)際

的