計算機系統(tǒng)結構自考2024-2025真題及答案(02325-歷年試題全帶答案)

全國2024年4月高等教化自學考試

一、單項選擇題（每小題1分，共10分）在每小題的四個備答案中有一個正確的答案，將正確答案的序號寫

在題干后的括號內(nèi)）

1.計算機運用的語言是（B）

A.專屬軟件范疇，與計算機體系結構無關B.分屬于計算機系統(tǒng)各個層次

C.屬于用以建立一個用戶的應用環(huán)境D.屬于符號化的機器指令

2.動態(tài)數(shù)據(jù)流機最突出的特點是使（C）

A.數(shù)據(jù)流令牌無標號B.須要程序記數(shù)器來實現(xiàn)C.令牌帶上標號D.同步由門（Latch）寄存器來實現(xiàn)

3.多處理機上兩個程序段之間若有先寫后讀的數(shù)據(jù)相關，貝"B）

A.可以并行執(zhí)行B.不行能并行C.任何狀況均可交換串行D.必需并行執(zhí)行

4.多處理機的各自獨立型操作系統(tǒng)（D）

A.要求管理程序不必是可再入的B.適合于緊耦合多處理機C.工作負荷較平衡D.有較亮的牢靠性

5.輸入輸出系統(tǒng)硬件的功能對（B）是透亮的。

A.操作系統(tǒng)程序員B.應用程序員C.系統(tǒng)結構設計人員D.機器語言程序設計員

6.“啟動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

7.全相聯(lián)地址映象是指（A）

A.任何虛頁都可裝入主存中任何實頁的位置B.一個虛頁只裝進固定的主存實頁位置

C.組之間是固定的，而組內(nèi)任何虛頁可以裝入任何實頁位置D.組間可隨意裝入，組內(nèi)是固定裝入

8.（C）屬于MIMD系統(tǒng)結構。

A.各處理單元同時受同一個限制單元的管理B.各處理單元同時接受同一個限制單元送來的指令

C.松耦合多處理機和多計算機D.陣列處理機

9.設16個處理器編號分別為0,I,2,…，15用Cubes互聯(lián)函數(shù)時，第10號處理機與第（D）號處理機

相聯(lián)。

A.llB.8C.14D.2

10,若輸入流水線的指令既無局部性相關，也不存在全局性相關，貝U（A）

A.可獲得高的吞吐率和效率B.流水線的效率和吞吐率惡化C.出現(xiàn)瓶頸D.牢靠性提高

二、填空題（每空1分，共20分）

11.標記符與每個數(shù)據(jù)相連，合存于一同一存儲單元,用于描述單個數(shù)據(jù)的一類型特征—。

12.總線仲裁算法有：靜態(tài)優(yōu)先級算法、固定時間片算法、—動態(tài)優(yōu)先級算法和一先來先服務一

算法。

13.計算機仿真用一微程序—說明，計算機模擬用—機器語言一說明。

14,按弗林（MichaelJ.Flynn）的觀點，計算機系統(tǒng)可分為單指令流單數(shù)據(jù)流、一單指令流多數(shù)據(jù)流、多

指令流單數(shù)據(jù)流和—多指令流多數(shù)據(jù)流—四大類。

15.要實現(xiàn)兩條指令在時間上重疊說明，首先須要付出一空間代價一，其次，要處理好指令之間可能存

在的一關聯(lián)o

16.與重疊機器一樣，流水機器在遇到一轉(zhuǎn)移一指令，尤其是一條件轉(zhuǎn)移一指令時，效率也會顯著下

降。

17.超長指令字（VLIW）結構是將—水平型微碼—和—超標量處理兩者相結合。

18,互連網(wǎng)絡的交換方法.主要有線路交換、包交換、線路/包交換，SIMD互連網(wǎng)絡多采納—線路—交換,

多處理機常采納一包—交換。

19.數(shù)據(jù)流機采納_數(shù)據(jù)驅(qū)動一，執(zhí)行的操作序列取決于輸入數(shù)據(jù)的可用性；歸約機則采納_需求驅(qū)動

一，執(zhí)行的操作序列取決于對數(shù)據(jù)的要求，對數(shù)據(jù)的需求又來源于函數(shù)式程序設計語言對表達式的歸

納。

20輸入輸出系統(tǒng)包括輸入輸出設備、設備—限制器—及與輸入輸出操作有關的—軟硬件。

三、改錯題（每小題2分，共10分）（下列每小題劃線部分A、B、C中有一處錯誤，請先寫出錯處，并在括

號中寫出正確文字）

21對操作碼進行優(yōu)化編碼時，在了解每種指令在程序中出現(xiàn)的概率后,運用Huffman算

AB

法構造Huffman樹，這樣獲得的Huffman編碼是唯一的。（C錯改為“不是唯一的”）

C

22多處理機中，兩個程序段之間若同時有先寫后讀和先讀后寫2種相關，以交換數(shù)據(jù)為目的時，則必需并

行執(zhí)行，讀寫要完全同步，允許依次串行和交換串行。（C錯改為“不允許依次串行和交換串行”）

ABC

23,計算機仿真適合在兩種結構差距大的機器間運用。（B錯改為“差距不大”）

ABC

24..主存空間數(shù)相關是相間隔的兩條指令之間出現(xiàn)對主:存同一單元要求先寫而后讀的關聯(lián)。

ABC

（A錯改為“相鄰”）

25.由于Cache存貯器的地址變換和塊替換算法是用軟件實現(xiàn)的.因此Cache存貯器對應用

A

程序員是透痙的,而且Cache對處理機和主存間的信息交往也是透亮的。（A錯改為“硬件”）

BC

四、簡答題（每小題6分，共30分）

26.簡述標記符數(shù)據(jù)表示的主要優(yōu)點。

27.簡述設計RISC結構用了哪些基本技術？

28.設R和Pj程序段都是一條語句，且Pi在Pj之前執(zhí)行，試舉出R和Pj間存在3種可能的數(shù)據(jù)相關。

29.簡述限制驅(qū)動的限制流方式的特點？

30.模擬與仿真的主要區(qū)分和適合場合是什么？

五、應用題（共30分）

31.（12分）假設某模型機共有7條指令,7條指令h—b運用的頻度分別為：0.35025.0.20,0.10,0.04.0.03,0.03。

（1）利用Huffman算法，構造Huffman樹，并給出Huffman編碼和平均碼長。

（2）給出Huffman擴展碼編偃。

32.（10分）多級混洗交換網(wǎng)絡是如何組成的？它與間接二進制n立方體網(wǎng)絡有何差異?并畫出N=8時的多級

混洗交換網(wǎng)絡圖。

4

33.（8分）設向量A和B各有4個元素在下圖所示的靜態(tài)雙功能流水線上計算向量點積A-B=^aibi,其

i=l

中1-2一3~5組成加法流水線，1-4f5組成乘法流水線。若假定流水線的各段所經(jīng)過的時間均為△

t=2.5,流水線輸出可干脆送回輸入或暫存于相應緩沖寄存器中，其延遲時間和功能切換所需的時間都

可忽視。求出吞吐率和加速比。

-4

參考答案：

四、簡答題（每小題6分，共30分）

26.答：⑴簡化了指令系統(tǒng)和程序設計；（2）簡化了編譯程序；（3）便于實現(xiàn)一樣性校驗；（4）能由硬件

自動變換數(shù)據(jù)類型：（5）支持數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實現(xiàn)與數(shù)據(jù)類型無關的要求；（6）為軟件調(diào)試和應用軟件開發(fā)供應

了支持。

27.答：⑴按RISC一般原則設計；（2）邏輯實現(xiàn)用硬聯(lián)和微程序結合；⑶用重疊寄存器窗口（4）指令用

流水和延遲轉(zhuǎn)移：（5）優(yōu)化設計編譯系統(tǒng)。

28.答：（1）若Pi的左部變量在竹的右部變量集內(nèi)，且P必需取出R運算的結果來作為操作數(shù)，則稱

Pi“數(shù)據(jù)相關”于Pi>

（2）若Pj的左部變量在R的右部變量集內(nèi)，且當R未取用其變量的值之前，是不允許被Pj所變更,

則稱Pi“數(shù)據(jù)反相關”于丹。

（3）若Pi的左部變最也是Pj的右部變顯，且Pj存入其算得的值必需在B存入之后，則稱Pj“數(shù)據(jù)

輸出相關”于Pi。

29.答：限制驅(qū)動的限制流方式的特點是：通過訪問共享存儲單元讓數(shù)據(jù)在指令之間傳遞；指令的

執(zhí)行依次隱含于限制流中，可以顯式地運用特地的限制操作符來實現(xiàn)并行處理，指令執(zhí)行依次受程度計

數(shù)器的限制，即受限制令牌所支配。

30.答：模擬與仿真的主要區(qū)分在于說明用的語言。仿真是用微程序說明，其說明程序存在限制存

儲器中，而模擬是用機器語言程序說明，其說明程序存在主存中。模擬敏捷，可實現(xiàn)不同系統(tǒng)間的軟件

移植，但結構差異太大時，效率、速度會急劇下降。仿真在速度上損失小，但不敏捷，只能在差別不大

的系統(tǒng)之間運用，否則效率也會過低且難以仿真，需與模擬結合才行。

五、應用題（共30分）

31.

平均碼氏=》PL與

?-1

由Huffman樹

表操作碼的Huffman碼及擴展操作碼的編碼

指令頻度（Pi）操作碼運用0P長度(Li)利用Huffman概念0P長度（Li）

Huffman編碼的擴展操作碼

I.0.3501002

120.251020I2

10.201103102

L0.1011100511C04

Is0.0411101511014

Is0.0311110511104

IT0.0311111511114

32.多級混洗交換網(wǎng)絡由n級相同的網(wǎng)絡組成，每?級都包含一個全混拓撲和隨后?列2,個四功能交換單

元，采納單元限制方式。多級混洗交換網(wǎng)絡與間接二進制n方體網(wǎng)絡只有兩點差別：前者數(shù)據(jù)流向的級號

依次nT,n-2,…，1,0,用四攻能交換單元，后者數(shù)據(jù)流向相反，其級號依次0,1,…,nT,用二功能交

換單元。

A.12B.9C.llD.5

10,流水線的技術指標不包括（A）

A.響應比B.吞吐率C.加速比D.效率

二、填空題（每空1分，共20分）

11.數(shù)據(jù)表示是指_機器硬件干脆識別和引用的—數(shù)據(jù)類型。

12,多處理機的互連通常采納的四種形式為：總線、環(huán)形互連、—交叉開關或—多端口存儲器。

13.說明是在低級機器級上用它的——串語句或指令來仿真高級機器級上的?條指令或指令的功能，

通過一高級機器語言程序中的每條語句或指令逐條說明來實現(xiàn)的技術。

14,就其本質(zhì)而言，并行性包含著一同時性和一并發(fā)性的二重含義。

15.若一次重將方式說明指令仍達不到―速度___要求時，可用同時說明一多條指令的流水方法.

16.指令相關、—訪存數(shù)一相關和—通用寄存涉組相關等局部相關都是由于機器要同時說明的多

條指令之間出現(xiàn)了對同一主存單元或寄存器要求“先寫后讀”。

17.典型的G連網(wǎng)絡是由很多開關單元和互連線路組成，互連通踣的路徑選擇是通過置定開關單元的一工作

狀態(tài)來限制，這種置定可以有一集中或分布兩種限制策略。

18.歸約機和數(shù)據(jù)流機一樣，都是基于一數(shù)據(jù)流的計算機模型，只是它們所采納的_驅(qū)動方式一不一

樣。

19.1/0設備取得I/O總線后，所傳送的數(shù)據(jù)總量，稱為_數(shù)據(jù)寬度；數(shù)據(jù)通路寬度是數(shù)據(jù)總線的_

物理寬度____O

20信息在主存一輔存存儲層次間的傳送是由一協(xié)助軟硬設備來實現(xiàn)；信息在Cache一主存層次間的

傳送則由一A協(xié)助硬件來實現(xiàn)。

三、改錯題（每小題2分，共10分）

每小題有三處劃線，其中僅有一處有錯誤，請指出錯誤并改正。若只指出錯誤不改正只給1分。

21多處理機中，兩個程序段之間若有先寫后讀的數(shù)據(jù)相關,則不能并行,但任何情況F可以交換串段工

ABC

（C錯改為“在特別狀況下可以交換串行”）

22.設某機有32個處理器，其編號為0,1,…31,用ShufflefShuffle）互聯(lián)函數(shù)時，第11號處理器與

-AB

第26號處理器相聯(lián)。（C錯改為“第13號處理器”）

C

23.中斷響應就是允許其中斷CPU現(xiàn)行程序的運行,轉(zhuǎn)去對該懇求進行預處理，如保存好運算的數(shù)據(jù)結果,

AB

調(diào)出中斷服務程序,打算運行。

C

（B錯改為“斷點及其現(xiàn)場”）

24.由于Cache存儲器的地址變換和塊替換算法是全硬件實現(xiàn)的,則Cache存儲器對系統(tǒng)程序員是

A

不透明的,Cache對處理機和主存間的信息交換是透典.

BC

（B錯改為“透亮的”）

25.分布系統(tǒng)以分布為特征,用真實處理機替代虛擬處理機,其并行性是屬于并發(fā)性。

ABC

（C錯改為“同時性”）

四、簡答題（每小題6分，共30分）

26簡述運用多處理機的目的。

27.簡述脈動陣列結構的特點。

28.簡述計算機系統(tǒng)結構、組成和實現(xiàn)三者的相互關系。

29為解決不同系統(tǒng)結構的機器之間的軟件移植，通常采納何種途徑?并簡述其過程。

30.簡述傳統(tǒng)限制流機與數(shù)據(jù)流機的區(qū)分。

五、應用題（共30分）

31.（8分）設向量A和B各有4個元素，要在下圖所示的靜態(tài)雙功能流水線上計算向量點積A?B=Zarb|。

其中If2-3-5組成加法流水線，1-4―5組成乘法流水線。又假設每個流水線所經(jīng)過的時間均為△1,

流水線輸出可干脆返回輸入或暫存于相應緩沖寄存器中，其延遲時間和功能切換所需的時間都可忽視,

（1）求出流水線從起先流入到結果流出這段時間的實際吞吐率TP和效率n。（2）在什么狀況"流水線的

效率和實際吞吐率較高？

LmJ

32.（10分）在采納描述符方法取操作數(shù)的方法中，可以將描述符按樹形聯(lián)結來描述多維數(shù)組。請畫圖表示用

描述符描述一個3X4的二維陣列的狀況。

33.（12分）請分析如圖所示的組相聯(lián)地址變換的工作原理?說明組相聯(lián)映象與全相聯(lián)映象和干脆映象有何關

系?組相聯(lián)映象有哪些主耍優(yōu)點？

單體4字網(wǎng)機存儲器

組相聯(lián)地址變換的一種實現(xiàn)方式

圖中：nd為區(qū)號,q為組號目為組內(nèi)塊號,％為塊內(nèi)地址

四、簡答題本大題共5小胭,短小題6分，共30分。

26.(1)用多臺處理機進行多任務處理,提高協(xié)同求解一個大而復雜問題的速度；

(2)依毒冗余的處理機及其重組來提高系統(tǒng)的可靠性、適應性和可用性。

27.(1)結構簡單，規(guī)整，模塊化強，可擴充性好，非常適合用超大規(guī)模集成電路實現(xiàn)。

(2)PE間數(shù)據(jù)通信距離短、規(guī)則，使數(shù)據(jù)流和控制流的設計、同步控制均筒單規(guī)整。

(3)脈動陣列中所有PE能同時運算.具有極高的計算并行性，可通過流水獲得很高的運

算效率和吞吐率。輸入數(shù)據(jù)能被多個處理單元重復使用,大大減輅了陣列與外界I/O通信曷，

降低對系統(tǒng)主存和VO系統(tǒng)族寬的要求°

(4)脈動陣列結構的構形與特定計算任務和算法密切相關，具有某種專用性，限制「應用

范圍，這對VLSI是不利的。

28.結構、組成、實現(xiàn)三者互不相同，但又相互膨響:相同結構(如指令系統(tǒng)相同)的計算機,

可以因速度不同而采用不同的組成。同樣，一種組成可有多種不同的實現(xiàn)。反過來,組成也會

影響結構,微程序控制就是一個典型的例子。通過改變控制存儲器中的微程序就可改變系統(tǒng)

的機器指令，改變結構。如果沒有組成技術的進步，結構的進展是不可能的。

正因為如此，系統(tǒng)結構的設計必須結合應用考慮,為軟件和算法的實現(xiàn)提供更多更好的支

持，同時考慮可能采用和準備采用的組成技術。

組成設計上面決定于結構，下面受限于實現(xiàn)技術。然而它們是可以實現(xiàn)折以權衡的。

結構、組成和實現(xiàn)所包含的具體內(nèi)容隨不同時期及不同的計算機系統(tǒng)有差異。在某些系

統(tǒng)中作為結構的內(nèi)容，在另一些系統(tǒng)中可能是組成和實現(xiàn)的內(nèi)容。軟件的硬化和硬件的軟化

都反映了這一事實。

29.為實現(xiàn)不同系統(tǒng)結構的機器之間的軟件移植，就必須做到在一種機器的系統(tǒng)結構上實

現(xiàn)另一種機器的指令系統(tǒng)，即另一種機器語例如，要求原在B機器上運行的應用軟

件，能夠移植到有不同系統(tǒng)結構的A機器上，根據(jù)層次結構的概念可把B機器的機器語言看

成是在A機器的機器語言級上的一個虛擬機器語言，在A機器上用虛擬概念來實現(xiàn)B機器的

指令系統(tǒng)。

30.數(shù)據(jù)流驅(qū)動的數(shù)據(jù)流機不同于傳統(tǒng)控制驅(qū)動的控制流機。傳統(tǒng)控制流機是通過訪問

共享存儲單元讓數(shù)據(jù)在各個指令之間傳遞，指令執(zhí)行順序隱含在控制流中，受程序計數(shù)器即控

制令牌支配。數(shù)據(jù)流機沒有共享變量的概念,不共享存儲的數(shù)據(jù)。指令執(zhí)行順序只受

指令中數(shù)據(jù)的相關性制約。數(shù)據(jù)是以表示某一操作數(shù)或參數(shù)已準備就緒的數(shù)據(jù)令牌直接在指

令之間傳遞。數(shù)據(jù)流機主要研究合適的硬件組織和結構，數(shù)據(jù)流程序圖,能高效并行執(zhí)行的數(shù)

據(jù)流語力以及解決目前數(shù)據(jù)流機存在的問題。

五、應用題共30分。

31.(1)先應選攆適合r靜態(tài)流水線工作的算法使完成向量點積A、B所用的時間最短,

本題可先連續(xù)計算5X5山x卜聞xb3gxt4個乘法，然后功能切換，按((的xb+&x

卜)+(的x卜+&x匕))經(jīng)過3次加法來求得最后的結果。在15個區(qū)時間內(nèi)流傳7個結果,

其實際吞吐率TP為7/(15Z),而順序方式所需時間為4x3A1+3x4庫=24At,該流水

3x4At?4X3AI

線的產(chǎn)。

-5乂15汝=32%

(2)當連續(xù)流動的任務數(shù)n值較大時,流水線的效率可接近1,實際吞吐率也可接近于最

大吞吐率。

32

陣列描述符

3X4二維陣處A

3洪4二維陣列A3x4二維陣列強

33.（1）圖中的組相聯(lián)地址變換原理是先由q在2、組中選出一組，對該組再用％+S'進行

相聯(lián)有找，者在2?行中看不到相符的，表示生存該塊不在Qchc中?，如果森到有相符的，則格表

中相應的S拼上q和小就是訪問Cache的地址。

（2）當組相聯(lián)映象中組內(nèi)的塊數(shù)大到等于心品的塊數(shù)（即時，就成r仝相聯(lián)映象，

而當S值小到只有一塊（即無S字段）時,就變成了直接映象。因此全相聯(lián)映象和直接映象只

是組相聯(lián)映象的兩個極端。

（3）組相屐映象既能流少塊沖決概率，提高Qtche空間利用率，又能使地址映象機構及地

址變換速度比全相聯(lián)的尚單且快速，此外它比全相聯(lián)映象成本低，而性能可接近于全相聯(lián)映

象，所以得到廣匯的應用。

全國2024年4月高等教化自學考試

一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）

1.就運用語言的角度而言，可將計算機系統(tǒng)看成是按功能劃分的（A）組成的層次結構。

A.多個機器級B.多個軟件級C.微程序級D,多個系統(tǒng)

2.依據(jù)MichaelJ.FIynn提出的按指令流和數(shù)據(jù)流的多倍性對計算機系統(tǒng)分類,陣列機JLLIAIV屬于

（B）

A.SISDB.SIMDC.MISDD.MIMD

3.靜態(tài)數(shù)據(jù)流計算機的顯著特點是（A）

A.數(shù)據(jù)令牌沒加標號B.數(shù)據(jù)令牌帶上標號

C.其同步由匹配部件實現(xiàn)D.同步由門（Latch）寄存器來實現(xiàn)

4.VonNenmann型計算機不具有的特點是（C）

A.在程序計數(shù)器集中限制下B.以限制流方式工作

C.以數(shù)據(jù)流驅(qū)動D.指令是依次執(zhí)行的

5.多處理機的互連方式采納總線形式的優(yōu)點是（A）

A.硬件成本低且簡潔B.適用于處理機機數(shù)較多的場合

C.有很高的潛在通信速率D.不便于變更系統(tǒng)硬件設置

6.在23><23Dclta網(wǎng)絡中須要2X2交叉開關模塊個數(shù)為（B）

A.6B.12C.24D.64

7.設16個處理器編號分別為0,1,3,…，15用Cubes互連函數(shù)時，第10號處理機與第（D）號處理

機相連。

A.llB.8C.14D.2

8.說明指令的流水線方式中，同一時間內(nèi)，流水線的各段只能按同一種功能的連接方式工作稱為（D）

A.單功能流水線B.部件級流水線C.線性流水線D.靜態(tài)流水線

9.位片處理是指計算機采納（C）方式對數(shù)據(jù)進行處理。

A.字串位串B.字串位并C.字并位串D.字并位并

10.松散耦合的機器之間實現(xiàn)互聯(lián)的方式是通過（C）

A.中間存儲介質(zhì)相互通信B.共享主存儲器

C.文件或數(shù)據(jù)集合一級進行相互通信D.指令級并行相互通信

二、填空題（本大題共10小題，每空1分，共20分）

11.通用寄存器型機器對堆棧數(shù)據(jù)結構實現(xiàn)的支持是較差的，它表現(xiàn)為堆棧操作用的—機器指令數(shù)少

，堆棧置于一存儲器內(nèi),訪問堆棧的速度低。

12MlsD系統(tǒng)結構是指有n個處理單元，按_n條不同指令的要求，對同一個數(shù)據(jù)流及其中間結

果進行不同處理，一個處理單元的―輸出作為另一個處理單元的輸入。

13.總線仲裁算法有：一靜態(tài)優(yōu)先級算法、―固定時間片算法、動態(tài)優(yōu)先級算法和先來

先服務算法。

14.從計算機系統(tǒng)中處理數(shù)據(jù)的并行性來看，并行性等級從高到低可分為全并行?、一位串字并、

位并字串、一位串字串O

15.流水線單處理機的性能改進主要通過如何對指令或操作流水功能部件進行分別和一細分,以

及平衡好它們之間的一頻帶。

16,按流水處理的級別可分為一部件級、處理機級和一系統(tǒng)級o

17.造成流水線斷流除了編譯形成的一目的程序不能發(fā)揮流水結構的作用，或存儲系統(tǒng)供不上為

連續(xù)流淌所需的指令和操作數(shù)以外，還因出現(xiàn)了一相關和中斷o

18.解決重疊方式相關處理的兩種基本方法是一推后分析k+1和設置—相關專用通路。

19.依據(jù)機器內(nèi)部對函數(shù)表達式所用存儲方式的不同，把歸約方式分成一串歸約和一圖歸約

_____兩類。

20,輸入輸出系統(tǒng)中，I/O處理機方式，又可分為一通道方式和一外圍處理機方式兩種。

三、改錯題（本大題共5小題，每小題2分，共10分）

21.在利用Huffman算法構造Huffman樹的過程中，先將所探討的指令按運用頻度

由小到大排序,每次選擇其中最大的二個頻度合并成一個頻度做為它們二者之和的新結點。

ABC

（B錯，改為“最小”

）

22.若計算機系統(tǒng)的體系結構和硬件設計使編寫程序時須要了解系統(tǒng)的結構細微環(huán)節(jié),則

AB

對程序設計而言,該計算機系統(tǒng)有透亮性。

C

（B錯，改為“不須要”

）

23.在流水線系統(tǒng)結構中，Mlfl分析和執(zhí)行三部分是依次進行的。

ABC

（C錯，改為“重疊進行的”

）

24.網(wǎng)絡的拓撲結構指的是互連網(wǎng)入端可以實現(xiàn)連接的模式。

ABC

（B錯，改為“互聯(lián)網(wǎng)絡入、出端”）

25,模m的并行主存系統(tǒng)中，主存實際量寬，能隨模m值增大而線性提高。

ABC

（B錯，改為“不肯定隨模m"）

四、簡答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）

26.設計RISC應遵循哪些原則?

27.機群系統(tǒng)與傳統(tǒng)的并行處理系統(tǒng)相比有哪些明顯的優(yōu)點？

28.簡述指令的依次說明方式的優(yōu)缺點。

29.簡述統(tǒng)一高級語言的動身點、難點和發(fā)展前景。

30,虛擬存貯器為什么必須要替換算法？它解決什么問題？

五、綜合應用題（本大題共3。分）

31.（1（）分）設某機階值p為6位，尾數(shù)m是48位，階符和數(shù)符不在其內(nèi)，當尾數(shù)分別以2為基時，在非

負階、正尾數(shù)、規(guī)格化數(shù)狀況下，求出其最大階、階的個數(shù)，最小尾數(shù)值、最大尾數(shù)值，可表示的最小

數(shù)和最大數(shù)及可表示的規(guī)格化數(shù)的總個數(shù)。

32.（8分）依次方式和重疊方式的各自定義和特點是什么？重疊方式如何解決流水線相關處理的。

33.（12分）下圖是頁式虛擬存貯器的地址變換示意圖，試問：

（1）為什么要增設快表？

（2）依據(jù)什么？

（3）按圖示分析其工作過程?

/Vy——

㈤2“他，

加fiib罰同

4ps

圖中：U為用戶標記，N；為用戶虛頁號，nv為主存號，Nr、%均為頁內(nèi)位移。

小前答題（本大?共5小愿,每小?6分，共30分）

".（1）?定指令系統(tǒng)時,只選界使用頻度很高的那些指令，再增加少量能有效支持操

作系統(tǒng)、高級語言實現(xiàn)及其它功能的指令,大大It少指令條數(shù).使之一般不超過

100條。（I分）

（2）■少指令系統(tǒng)所用尋址方式腫類,一般不超過兩種.葡化指令的格式限制在2

種之內(nèi),并讓全部指令都是相同長度。（1分）

（3）讓所有指令都在一個機器周期內(nèi)完成。（I分）

（4）擴大通用寄存日,一般不少于32個.盡量~少仿存,所有指令只有存（STORE）.

取（LOAD）指令切存,其它指令一律只對寄存器掾作。（I分）

（5）為提高指令執(zhí)行速度.大多數(shù)指令部用硬聯(lián)控制實現(xiàn),少數(shù)指令才用微程序?qū)?/p>

理。（I分）

（6）通過精筒指令和優(yōu)化設計?語程序,筒單有效地支持高級語宮的實現(xiàn).（1分）

27.（1）系統(tǒng)有高的性能價格比;（I分）

（2）系統(tǒng)的開發(fā)周期短;（1分）

（3）累統(tǒng)的可擴展性好;（I分）

（4）系統(tǒng)的我源利用率育Ml分）

（5）用戶?程方便;（I分）

（6）用戶投費風險小.（I分）

2?.■序解A的優(yōu)點是控制同學.轉(zhuǎn)入下條指令的時間易于控”.（3分）但軟點是上一

步餐作未完成,下一步修作便不健開始、速度上不去.機H各部件的利用率低.（3

分）

29.（1分）出發(fā)點：由于高爆遇看是面向噩I日加算法的.與機卷的具體玷構關系不大.如

果能統(tǒng)一出一料可播足各料應用需要的通用高級通言,那么用這片謂言編寫的應

用軟件就可以移值于不同的機

（3分）?點，

I）不同的用途要求浴言的譴陵、明義結構不同，

2）人們對語離的慕本結構，法不一，

3）即使同一鐘高鍛語旨在不同廠家的機擇上也不16完全通用?這就是語育中存在

?方言”的問■,

4）受習慣努力用線.人們不用放棄慣用的語審.因為熟悉?有鯉驗,也不星意■棄長

期枳累的、用原有沿育編寫井巳被實旗修明是正■的軟件.因此?目前每〉機H

都配上對應于多聆較為通用的高線語言編譯系統(tǒng)?對同一脖育級諾言,各個機

is的爆譯系統(tǒng)軟件不同,無法通用.這怎不利于系統(tǒng)結構的發(fā)展“

（2分）發(fā)展前量：

量體統(tǒng)一育級語言近期很困曜，但從長遠?，仍是必然解決的1［要方向問題，統(tǒng)一

成一脖攻相對統(tǒng)一取少數(shù)幾聆*級語言對于r妁軟件研■的人力、立力總費用?加

快人員的培養(yǎng)都有重要作用.ADA語IT的出現(xiàn)就是朝此方向的■要進展。

30.（1）當處理機要用到的指令或我據(jù)不在主存中.剜產(chǎn)生頁面失效,必怎去融存中將

含該指令或數(shù)M的一頁,人主存.通常?虛總空間比主存空間大的多?必然出

現(xiàn)主存已清又發(fā)生JK面失效的情況.此時I?存的一頁要■入主存剜發(fā)生沖突.

只有筌制替換出主存中某個更.以接納由?存中■來的新質(zhì).（4分）

（2）替換輯法就是要■決選畀主存中事個作為被看袂的夏?（2分）

五、皮刪■（本大■共30分）

31.r.?2時.■?'=m=48.p?6（1分）

量大階=2'-1?2,-1-63,〈1分）

階的個敷?216'=64,（I分）

?小尾數(shù)值?1/匚'?2、（I分）

?大足數(shù)值?ITxrL?l-2，（l分）

町表示的?小數(shù)=4?匚'?2、（I分）

可我承的最大數(shù)?《'?（I-2r）?2”‘?（1-2?）?2-（1-2*）?產(chǎn)-2、

（2分）

可表示的埋格化般的總個數(shù)?2.-2Fj-l）/r.,2.?2,?（2-1）〃?2”（2

分）

32.。）指令修序解徉指的是各條指令之間即?序申行（執(zhí)行完一條指令后才取卜條指

令）地進行,銀條指令內(nèi)部的做操作也順序申行地進行。順序解釋的優(yōu)點是控

制茴單,轉(zhuǎn)入下條指令的時間媯于控制。但竣點是上一步操作未完成,下一步

操作便不能開始.速度上不去,機H各部件的利用率低0（3分）

指令的重疊解作是在第K條指令的操作完成之前.就開始制釋第K+I第指令。

8.然,重疊加界屜不能加快一條指令的解驊,卻能加快相鄰兩條以至我段程序

的H釋。C分）

（2）分別采用局部性相關的處理和全局性相關的處理方法。（2分）

33.（1）頁式虛擬存肥：0的內(nèi)部地址變換金頁表進行.貝表容量很大，只愛放主存中.每

仿主存一次,就要加訪一次主存查表,等效訪問速度只能是不用虛擬存貯器的

或1/3）.為了墉短內(nèi)部地址變換的時間，是靠硬件上增設快表來解決。

（4分）

（2）依據(jù)程序的局部性,在一段時間內(nèi)實際可能只用到表中很少的幾行.這樣.用快

速硬件構成比全裊少,所以設置8-16行部分目錄表存放當前正在用的虛實地

址映象關系,以快速相聯(lián)點我.稱為快表.原先存全部廢地址映象關系的表稱

慢表。（4分）

（3）由虛頁號u?N\同時森快表和慢表,當快表中有此虛頁時?快速找到實頁號n.

訪存?并終止行慢表.若怏表中查不到,則經(jīng)一個坊主存,從慢去查到n.訪存.

并把此虛頁號與實頁號對應關系送透快表，（用替換算法）（4分）

全國2024年7月高等教化自學考試

一、單項選擇題

I.軟件和固件的功能在邏輯上是（C）的。Page2

A.固件優(yōu)于軟件B.不等價C.等價D.軟件優(yōu)于固件

2.（A）編寫者看到的邏輯結構和功能實力就是計算機的外部特性。

A.噪作系統(tǒng)B.匯編語言程序C.WindowsNTD.微程序

3.RISC計算機的指令系統(tǒng)集類型是（C）。

A.堆棧型B.累加器型C.寄存器一寄存器型D.寄存器-存儲器型

4.主存儲器的（A）要求屬于外特性。

A.容量大小B.速度C.頁面組織D.帶寬

5.在采納延遲轉(zhuǎn)移技術時，在以下幾種調(diào)度方法中，效果最好的是哪一種方法?（A）

A.將轉(zhuǎn)移指令前的那條指令調(diào)度到延遲槽中B.將轉(zhuǎn)移目標處的那條指令調(diào)度到延遲槽中

C.將轉(zhuǎn)移不發(fā)生時該執(zhí)行的那條指令調(diào)度到延遲槽中D.在延遲槽中填入NOP空操作指令

6.設8個處理器編號分別為0,1,2…，7用Cube?互聯(lián)函數(shù)時，第5號處理機與第（A）號處理機相聯(lián)。

A.lB.3C.4D.6

7.大型計算機和小型計算機的主要區(qū)分在于（A）。

A.大型機運行速度比小型機快得多B.大型機能夠限制大量的外設

C.大型機具有圖型終端和圖形處理實力D.大型機的外存管理實力超過小型機

8.在以下總線標準中，哪一種總線具有與設備和主機無關的高級吩咐系統(tǒng)?（C）

A.IDEB.ATC.SCSID.PCI

9.在以下輸入輸出限制器的管理方式中，外設的工作速度對計算機性能影響最小的是（D）。

A.程序限制輪詢方式B.程序限制中斷方式C.干脆存儲器訪問方式D.I/O處理機方式

10.串行鏈接式總線的裁決算法是（B）。

A.固定時間片算法B.靜態(tài)優(yōu)先級算法C.動態(tài)優(yōu)先級算法D.先來先服務算法

二、填空題（每空2分，共20分）

I.早期的馮?諾依曼計算機系統(tǒng)結構是以運算器為中心，而后期的馮?諾依曼計算機系統(tǒng)結構是以_存儲

器為中心。

2.精簡指令系統(tǒng)設計思想是簡潔的指令能執(zhí)行得更快以及指令系統(tǒng)只由運用頻度很高的指令組成。

3.虛擬機：簡潔地說，一切用_編程語言（某一級語言）—的機器都稱為虛擬機。計算機系統(tǒng)按功能可

分為多層次結構，傳統(tǒng)機器級以上的全部機器都稱為虛擬機。

4.用戶CPU時間取決于三個特征：一時鐘周期時間長度—，每條指令所需時鐘周期數(shù)CPI以及程序中總

的指令數(shù)IN。

5.MIPS只相宜于評估標量機，不能用于評估向量機。而_MFLOPS—則比較適用于衡量向量機的性能。

6.基本數(shù)據(jù)類型一般包括一二進制位一及其位串、整數(shù)及自然數(shù)、實數(shù)（浮點數(shù)）、字符和布爾數(shù)等。

7.指令系統(tǒng)是指機器所具有的全部指令的集合，它反映了計算機所擁有的基本功能。它是一機器語言—

程序員所看到的機器的主要屬性之一。

8.指令的一說明方式—一般分為依次、重疊、流水三種。

9.最大吞吐率Tpmax：指流水線達到—穩(wěn)定狀態(tài)—后可獲得的吞吐率。

10.先進流水調(diào)度方法中，_動態(tài)調(diào)度—不須要借助軟件來對指令進行調(diào)度，而是利用硬件重新支配指

令的依次來削減流水的停頓。

三、簡答題（每小題4分，共20分）

1.簡潔說明Flynn教授提出的分類的方法。Page25

2.要使流水線具有良好的性能。必需設法使流水線能暢通流淌，但是在流水過程中會出現(xiàn)幾種相關（也就是

沖突的意思）。請說出主要的相關。Page140

3.衡量流水線處理機的性能主要指標是什么？Pagcl36~139

4.簡要說出全局性相關的處理的4種常用方法。146

5.簡要說出采納RISC結構后可以帶來的好處。Page58

四、簡潔應用（每小題6分，共24分）

L已知流水線的四個功能部件和沆水時間，畫出流水線時空圖。

人——一>印目—>[_4]——出

與34線氣

2.已知單功能流水線的預約表如F,求出初始狀態(tài)沖突向量。

柏號n

3.假設高速緩存Cache的工作速度為主存的5倍，且Cache被訪問命中的概率為90%,則采納Cache后,

能使整個存儲系統(tǒng)獲得多高的加速比SP?

4.設一個試驗性的RISC計算機，它的各類指令的平均CPI（每條指令的時鐘周期數(shù)）值如下：寄存器-寄存器

理指令為1個時鐘周期；取/存指令為L4個時鐘周期；條件轉(zhuǎn)移指令當轉(zhuǎn)移發(fā)生和轉(zhuǎn)移不發(fā)生時，分別

為2個和1.5個時鐘周期；無條件轉(zhuǎn)移指令為1.2個時鐘周期。假定有6。％的條件轉(zhuǎn)移指令為轉(zhuǎn)移時發(fā)生,

且若在某個典型測試程序中各類指令所占的比例為：ALU指令46%,取/存指令37%,條件轉(zhuǎn)移指令16%,

無條件轉(zhuǎn)移指令1%。試計算在執(zhí)行該測試程序時，其平均的CPI值為多少？

五、綜合應用（每小題8分，共16分）

I.設某流水計算機中，進行向量計算的相關功能部件及流水次序如下所示，畫出多功能靜態(tài)流水的時空圖。

輸XI輸入

2［減階］

31對階移位

4「相加［

5「規(guī)格化|

6|相乘|6相乘|

7「累加|7（~^"All|

8|輸出|8輸山|8|輸出）

⑶流水線的功能段（b）浮點加、減法運算時的聯(lián)接（C）定點乘法運算時的聯(lián)接

2.在頁式管理虛擬存儲器中，假定各貝面按以下的依次懇求訪問:

1214234562314561212

并且在主存中只能容納4個頁面，列出訪用先進先出替換算法時，每一個頁面調(diào)度操作后的主存中的頁

面，并指出操作狀態(tài)。答案寫入下表。

調(diào)度依次12345678910

訪問頁面1214034562314561212

主12121212565656565656

存

頁

面

操作狀態(tài)

全國2024年4月高等教化自學考試

一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）

1.計算機系列化的優(yōu)點不包括（C）

A.有利于計算機的升級換代B.便于組成多機系統(tǒng)和網(wǎng)絡

C.同?系列內(nèi)的軟件肯定是向下兼容的D.在運用共同系統(tǒng)軟件的基礎.上解決程序的兼容性

2.計算機的結構與組成不包括（A）

A.噪作系統(tǒng)B.硬聯(lián)邏輯C.微程序限制D.全部硬件和固件的功能

3.在流水線系統(tǒng)結構中，取指令、執(zhí)行等操作是（D）

A.依次B.轉(zhuǎn)移C.中斷D.重疊

4.重疊機器局部相關的處理方法有兩類：推后后續(xù)指令對相關單元的讀和（C）

A.異步流淌B.采納依次流淌C.設置相關干脆通路D.調(diào)整指令流淌的依次

5.在選擇通道方式中，優(yōu)先級高的磁盤等中高速設備，進行輸入輸出傳送時，適合于采納的數(shù)據(jù)寬度是（C）

A.定長塊B.單字節(jié)C.可變長塊D.單字加可變長塊

6.替換算法要解決的問題是（C）

A.用戶的虛頁如何與主存的實頁對應

B.如何用主存的實頁號替代多用戶的虛頁號

C.當頁面失效，選擇主存中哪個頁作為被替換的頁

D.新用戶要進入主存，選擇哪個用戶作為被替換的用戶

7.下列不是數(shù)據(jù)流計算特點的是（A）

A.設置狀態(tài)B.沒有指令計數(shù)器C.沒有變量的概念D.操作結果不產(chǎn)生副作用

8.在尾數(shù)下溢處理方法中，平均誤差最大的是（B）

A.舍入法B.截斷法C.恒置“1”法D.ROM查表法

9.字串位并是指同時對一個字的全部位進行處理，其并行等級（A）

A.不存在并行性B.較高的并行性C.最高一級的并行性D.已經(jīng)起先出現(xiàn)的并行性

10.設16個處理器編號分別為0,1,2,…，15,用Cubeo互聯(lián)函數(shù)時，與第13號處理器機聯(lián)的處理器是（C）

A.5號B.9號C.12號D.12號

二、填空題（本大題共10小題，每空1分，共20分）

11.多處理機程序并行性既存在于一指令一內(nèi)部，也存在于一指令一外部。

12一般的說，虛擬機器不肯定全部由一軟件—實現(xiàn)，有些操蚱也可用一固件或硬件一實現(xiàn)。

13.就流水線計算機而言，主要是通過—時間重疊一,讓多個部件在時間上交織重疊地并行執(zhí)之算和處理,

以實現(xiàn)一時間上的并行°

14,主存空間數(shù)相關是指_相鄰兩條指令—之間出現(xiàn)對主存同一單元要求一先寫后讀—的關聯(lián)。

15.為提高流水線的—最大—吞吐率，首先要找出一瓶頸―，然后設法消退它。

16陣列處理機主要通過一資源重復一實現(xiàn)空間上的并行；多處理機主要通過一資源共享_實現(xiàn)時間和

空間上的異步并行。

17