計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)期末試題(AB卷)

1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)期末試題(AB卷).精品文檔.A卷一 單選題：(10分，每題1分)1、 ."啟動(dòng)I/O"指令是主要的輸入輸出指令，是屬于（ B ）A.目態(tài)指令 B.管態(tài)指令 C.目態(tài)、管態(tài)都能用的指令 D.編譯程序只能用的指令2、 輸入輸出系統(tǒng)硬件的功能對(duì)(B )是透明的A.操作系統(tǒng)程序員 B.應(yīng)用程序員 C.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員 D.機(jī)器語言程序設(shè)計(jì)員3、 全相聯(lián)地址映象是指（A）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.組之間固定，組內(nèi)任何虛頁(yè)可裝入任何實(shí)頁(yè)位置 D.組間可任意裝入，組

2、內(nèi)是固定裝入4、 ( C ) 屬于MIMD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)A.各處理單元同時(shí)受一個(gè)控制單元的管理 B.各處理單元同時(shí)受同個(gè)控制單元送來的指令C.松耦合多處理機(jī)和多計(jì)算機(jī)系統(tǒng) D.陣列處理機(jī)5、 多處理機(jī)上兩個(gè)程序段之間若有先寫后讀的數(shù)據(jù)相關(guān)，則（B ）A.可以并行執(zhí)行 B.不可能并行 C.任何情況均可交換串行 D.必須并行執(zhí)行6、 計(jì)算機(jī)使用的語言是（B）A.專屬軟件范疇，與計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)無關(guān) B.分屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個(gè)層次C.屬于用以建立一個(gè)用戶的應(yīng)用環(huán)境 D.屬于符號(hào)化的機(jī)器指令7、 指令執(zhí)行結(jié)果出現(xiàn)異常引起的中斷是（C ）A.輸入/輸出中斷 B.機(jī)器校驗(yàn)中斷 C.程序性中斷 D.外部中斷8、 塊沖

3、突概率最高的Cache地址映象方式是（A ）A直接 B組相聯(lián) C段相聯(lián) D全相聯(lián)9、 組相聯(lián)映象、LRU替換的Cache存儲(chǔ)器，不影響Cache命中率的是(B )A增大塊的大小 B增大主存容量 C增大組的大小 D增加Cache中的塊數(shù)10、 流水處理機(jī)對(duì)全局性相關(guān)的處理不包括（C）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)置相關(guān)專用通路得分二 填空題：（20分，每題2分）評(píng)分人1、 數(shù)據(jù)通路寬度就是 數(shù)據(jù)總線上一次并行傳送的信息位數(shù) 。2、 計(jì)算機(jī)仿真用 微程序 解釋，計(jì)算機(jī)模擬用 機(jī)器語言 解釋3、 陣列處理機(jī)按存貯器的組成方式可分為兩種構(gòu)形,分別為: 分布式存儲(chǔ)器 和

4、 集中共享式 。4、 按弗林的觀點(diǎn)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可分為 SISD 、 SIMD 、 MISD 和 MIMD 四大類5、 浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)的下溢處理方法有： 截?cái)喾? 舍入法, 恒置1法, 查表舍入法 。6、 流水線消除速度瓶頸的方法有瓶頸子過程_ 拆分_和瓶頸子過程_并聯(lián)_ _兩種。7、 具有相同“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”（如指令系統(tǒng)相同）的計(jì)算機(jī)可以因?yàn)樗俣纫蟮纫蛩氐牟煌捎?計(jì)算機(jī)組成 。8.在非線性流水線機(jī)器中, 可能發(fā)生的數(shù)據(jù)相關(guān)有: 先讀后寫相關(guān) , 寫寫相關(guān) 和 先寫后讀相關(guān) 。8、 互連網(wǎng)絡(luò)的交換方法主要有線路交換、包交換、線路/包交換，SIMD互連網(wǎng)絡(luò)多采用 線 交換，多處理機(jī)常采用 包 交換。

5、9、 Cache存儲(chǔ)器寫操作時(shí)，只寫入Cache，僅當(dāng)需要塊替換時(shí)，才將其寫回主存，稱這種修改主存塊內(nèi)容的方法為_寫回法_。得分三 簡(jiǎn)答題：（40分，每題4分）評(píng)分人1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的是什么？軟、硬件之間的功能分配以及對(duì)傳統(tǒng)機(jī)器級(jí)界面的確定。2 計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)有什么關(guān)系？計(jì)算機(jī)組成指的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)指的是計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)關(guān)系密切, 有人將它們和稱為計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。3 器件的發(fā)展對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響？器件的發(fā)展改變了邏輯設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)方法。器件的發(fā)展也使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的“下移”速度加快。器件的發(fā)展還促進(jìn)了算法、語言和軟件的發(fā)展。4 解決計(jì)算機(jī)主存與

6、CPU的速度差對(duì)機(jī)器性能的影響，可采用哪些解決方法? 設(shè)置Cache, 采用并行主存系統(tǒng)5. 簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)RISC結(jié)構(gòu)使用的基本技術(shù)。 (1)按設(shè)計(jì)RISC的一般原則來設(shè)計(jì) (2)邏輯實(shí)現(xiàn)上采用硬聯(lián)和微程序相結(jié)合 (3)設(shè)置大量工作寄存器并采用重疊寄存器窗口 (4)指令用流水和延遲轉(zhuǎn)移 (5) 采用Cache (6)優(yōu)化設(shè)計(jì)編譯系統(tǒng)6. 什么是軟件的可移植性?軟件不修改或只經(jīng)少量修改就可由一臺(tái)機(jī)器移植到另一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行7. 請(qǐng)解釋說明常用的4種基本單級(jí)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò).立方體單級(jí)網(wǎng)絡(luò), PM2I網(wǎng)絡(luò), 混洗交換單級(jí)網(wǎng)絡(luò), 蝶形單級(jí)網(wǎng)絡(luò)8. 什么是中斷響應(yīng)次序和處理次序?中斷響應(yīng)次序是在同時(shí)發(fā)生多個(gè)不同種類

7、的中斷請(qǐng)求時(shí),中斷響應(yīng)硬件中排隊(duì)器所決定的響應(yīng)次序. 處理次序是各個(gè)中斷請(qǐng)求實(shí)際被處理完畢的順序.9. 請(qǐng)解釋存儲(chǔ)系統(tǒng)和存儲(chǔ)體系的區(qū)別.存儲(chǔ)系統(tǒng)是將多種不同工藝的存儲(chǔ)器組織在一起, 但從邏輯上還不能成為一個(gè)整體. 而存儲(chǔ)體系就是從程序員角度來看, 各種不同工藝的存儲(chǔ)器在邏輯上是一個(gè)整體.10. 請(qǐng)說明一次重疊中通用寄存器組相關(guān)的處理辦法.處理辦法有推后讀和設(shè)置相關(guān)通路得分四 計(jì)算題：（30分，每題6分）評(píng)分人1. 經(jīng)統(tǒng)計(jì), 某機(jī)器14條指令的使用頻率分別為: 0.01, 0.15, 0.12, 0.03, 0.02, 0.04, 0.02, 0.04, 0.01, 0.13, 0.15, 0.

8、14, 0.11, 0.03。請(qǐng)分別求出用等長(zhǎng)碼, 哈夫曼碼, 只有兩種碼長(zhǎng)的擴(kuò)展操作碼的操作碼平均碼長(zhǎng)。等長(zhǎng)碼碼長(zhǎng)為位，哈夫曼碼平均碼長(zhǎng)為.位，兩種碼長(zhǎng)的擴(kuò)展操作碼的操作碼平均碼長(zhǎng)為.位2. 設(shè)有兩個(gè)向量C和D，各有4個(gè)元素，在圖中的靜態(tài)雙功能流水線上工作。其中，1->2->3->5組成加法流水線，1->4->5組成乘法流水線。設(shè)每個(gè)流水線所經(jīng)過的時(shí)間均為t，而且流水線的輸出結(jié)果可以直接返回到輸入或暫存于相應(yīng)的緩沖寄存器中，其延遲時(shí)間和功能切換所需要的時(shí)間都可以忽略不計(jì)。求：該流水線的實(shí)際吞吐率TP和效率。 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8

9、 9 10 11 12 13 14 15 16 時(shí)間t 實(shí)際吞吐率TP=7/（15t）=32%3. 在一個(gè)5段的流水線處理機(jī)上需經(jīng)9拍才能完成一個(gè)任務(wù)，其預(yù)約表如下表所示。(1)分別寫出延遲禁止表F、初始沖突向量C；(2)畫出流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；(3)求出最小平均延遲、調(diào)度最佳方案。分別寫出延遲禁止表F = 1, 5, 6, 8, 初始沖突向量C = 1 0 1 1 0 0 0 1 ,流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖最小平均延遲: 3.5拍 調(diào)度最佳方案（，）4. 如果設(shè)一個(gè)系統(tǒng)有四個(gè)中斷級(jí)，中斷響應(yīng)次序?yàn)?->2->3->4。現(xiàn)要求中斷處理次序改為1->4->3->2, (

10、1)請(qǐng)畫出中斷級(jí)屏蔽位表。(2) 如果在運(yùn)行用戶程序的過程中同時(shí)發(fā)生了1,2,3,4 級(jí)中斷, 請(qǐng)畫出此程序運(yùn)行過程示意圖。(3) 如果在運(yùn)行用戶程序的過程中同時(shí)發(fā)生了2,3級(jí)中斷, 而在3級(jí)中斷未處理完畢又發(fā)生了4級(jí)中斷, 最后回到用戶程序時(shí)又同時(shí)發(fā)生了1,2級(jí)中斷, 請(qǐng)畫出此程序運(yùn)行過程示意圖。（）（）（）5. 計(jì)算多級(jí)立方體互連網(wǎng)絡(luò)。 見圖N=8多級(jí)立方體互連網(wǎng)絡(luò)，求當(dāng)輸入端級(jí)控制信號(hào)為S2S1S0=010時(shí)，輸入端為0 1 2 3 4 5 6 7時(shí)，輸出端為： 23016745 。 計(jì)算機(jī)科學(xué)系計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)期末考試試卷（B卷）年級(jí)：專業(yè)： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 題號(hào)一二三四五總分簽

11、名得分注：1、共100分，考試時(shí)間120分鐘。2、此試卷適用于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)。得分一 單選題：(10分，每題1分)評(píng)分人11、 . 計(jì)算機(jī)中優(yōu)化使用的操作碼編碼方法是（ D ）A. 哈夫曼編碼 B. ASCII碼 C. BCD碼 D. 擴(kuò)展操作碼12、 對(duì)系統(tǒng)程序員不透明的應(yīng)當(dāng)是( B ) A. Cache存儲(chǔ)器 B. 虛擬存儲(chǔ)器 C. 指令緩沖寄存器 D. 數(shù)據(jù)通路寬度13、 全相聯(lián)地址映象是指（A）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.組之間固定，組內(nèi)任何虛頁(yè)可裝入任何實(shí)頁(yè)位置 D.組間可任意裝入，組內(nèi)是固定裝入14、 ( C ) 屬于

12、MIMD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)A.各處理單元同時(shí)受一個(gè)控制單元的管理 B.各處理單元同時(shí)受同個(gè)控制單元送來的指令C.松耦合多處理機(jī)和多計(jì)算機(jī)系統(tǒng) D.陣列處理機(jī)15、 多處理機(jī)上兩個(gè)程序段之間若有先寫后讀的數(shù)據(jù)相關(guān)，則（B ）A.可以并行執(zhí)行 B.不可能并行 C.任何情況均可交換串行 D.必須并行執(zhí)行16、 系列機(jī)軟件必須保證（ C ）A. 向前兼容，并向上兼容 B. 向前兼容，并向下兼容C. 向后兼容，力爭(zhēng)向上兼容 D. 向后兼容，力爭(zhēng)向下兼容17、 指令執(zhí)行結(jié)果出現(xiàn)異常引起的中斷是（C ）A.輸入/輸出中斷 B.機(jī)器校驗(yàn)中斷 C.程序性中斷 D.外部中斷18、 在Cache存儲(chǔ)器中常用的地址映象方式是（

13、C ）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19、 組相聯(lián)映象、LRU替換的Cache存儲(chǔ)器，不影響Cache命中率的是(B )A增大塊的大小 B增大主存容量 C增大組的大小 D增加Cache中的塊數(shù)20、 流水處理機(jī)對(duì)全局性相關(guān)的處理不包括（D）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)置相關(guān)專用通路得分二 填空題：（20分，每題2分）評(píng)分人10、 數(shù)據(jù)寬度就是 設(shè)備取得總線后所傳送數(shù)據(jù)的總量 。11、 計(jì)算機(jī)仿真用 微程序 解釋，計(jì)算機(jī)模擬用 機(jī)器語言 解釋12、 固件就是 一種具有軟件功能的硬件 。13、 按弗林的觀點(diǎn)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可分為 SISD 、

14、 SIMD 、 MISD 和 MIMD 四大類14、 浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)的下溢處理方法有： 截?cái)喾? 舍入法, 恒置1法, 查表舍入法 。15、 實(shí)現(xiàn)軟件移植的基本技術(shù)有同一高級(jí)語言，采用系列機(jī)，模擬和仿真。16、 并行主存系統(tǒng)包括 單體多字，多體單字和多體多字交叉存儲(chǔ)器 。17、 在非線性流水線機(jī)器中, 可能發(fā)生的數(shù)據(jù)相關(guān)有: 先讀后寫相關(guān) , 寫寫相關(guān) 和 先寫后讀相關(guān) 。18、 互連網(wǎng)絡(luò)的交換方法主要有線路交換、包交換、線路/包交換，SIMD互連網(wǎng)絡(luò)多采用 線 交換，多處理機(jī)常采用 包 交換。19、 Cache存儲(chǔ)器寫操作時(shí)，在寫入Cache的同時(shí)將其寫回主存，稱這種修改主存塊內(nèi)容的方法為_寫直

15、達(dá)法_。得分三 簡(jiǎn)答題：（40分，每題4分）評(píng)分人5 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的是什么？軟、硬件之間的功能分配以及對(duì)傳統(tǒng)機(jī)器級(jí)界面的確定。6 計(jì)算機(jī)組成設(shè)計(jì)要解決的問題是什么？在所希望能達(dá)到的性能和價(jià)格比的前提下，怎樣最佳、最合理地把各種設(shè)備和部件組織成為一臺(tái)計(jì)算機(jī)，以實(shí)現(xiàn)所確定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。7 舉例說明幾種指令級(jí)高度并行的超級(jí)處理機(jī)？超標(biāo)量處理機(jī) 、超長(zhǎng)指令字處理機(jī) 、超流水線處理機(jī) 、超標(biāo)量超流水線處理機(jī) 8 解決計(jì)算機(jī)主存與CPU的速度差對(duì)機(jī)器性能的影響，可采用哪些解決方法? 設(shè)置Cache, 采用并行主存系統(tǒng)11. CISC指令系統(tǒng)的含義? 復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，即機(jī)器指令系統(tǒng)變得越來越龐雜，這

16、就是所謂的CISC指令系統(tǒng)。12. 什么是軟件的可移植性?軟件不修改或只經(jīng)少量修改就可由一臺(tái)機(jī)器移植到另一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行13. 請(qǐng)解釋說明常用的4種基本單級(jí)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò).立方體單級(jí)網(wǎng)絡(luò), PM2I網(wǎng)絡(luò), 混洗交換單級(jí)網(wǎng)絡(luò), 蝶形單級(jí)網(wǎng)絡(luò)14. 什么是并行性？只要在同一時(shí)刻或是在同一時(shí)間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同或不同的工作，它們?cè)跁r(shí)間上能相互重疊，都體現(xiàn)了并行性。15. 請(qǐng)解釋存儲(chǔ)系統(tǒng)和存儲(chǔ)體系的區(qū)別.存儲(chǔ)系統(tǒng)是將多種不同工藝的存儲(chǔ)器組織在一起, 但從邏輯上還不能成為一個(gè)整體. 而存儲(chǔ)體系就是從程序員角度來看, 各種不同工藝的存儲(chǔ)器在邏輯上是一個(gè)整體.16. 請(qǐng)說明一次重疊中通用寄存器組相關(guān)的

17、處理辦法.處理辦法有推后讀和設(shè)置相關(guān)通路得分四 計(jì)算題：（30分，每題6分）評(píng)分人1. 設(shè)一臺(tái)模型機(jī)有7條指令，其使用頻度為：指令 使用頻度 | 指令 使用頻度I1 0.03 | I4 0.05I2 0.03 | I5 0.15I3 0.04 | I6 0.3 | I7 0.42. 設(shè)有兩個(gè)向量C和D，各有4個(gè)元素，在圖中的靜態(tài)雙功能流水線上工作。其中，1->2->3->5組成加法流水線，1->4->5組成乘法流水線。設(shè)每個(gè)流水線所經(jīng)過的時(shí)間均為t，而且流水線的輸出結(jié)果可以直接返回到輸入或暫存于相應(yīng)的緩沖寄存器中，其延遲時(shí)間和功能切換所需要的時(shí)間都可以忽略不計(jì)。求：該流水線的實(shí)際吞吐率TP和效率。 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 時(shí)間t 實(shí)際吞吐率TP=7/（15t）=32%3. 在一個(gè)5段的流水線處理機(jī)上需經(jīng)9拍才能完成一個(gè)任務(wù)，其預(yù)約表如下表所示。(1)分別寫出延遲禁止表F、初始沖突向量C；(2)畫出流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；(3)求出最小平均延遲、調(diào)度最佳方案。分別寫出延遲禁止表F = 1, 5, 6, 8, 初始沖突向量C = 1 0 1 1 0 0 0 1 ,流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖最小平均延遲: 3.5拍 調(diào)度最佳方案（，）4. 若機(jī)器共有5