?計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自考2013年4月真題

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自考2013年4月真題及答案解析

本試卷為選擇題型，填空題，簡(jiǎn)答題，應(yīng)用題等題型。

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，請(qǐng)將其代碼填寫(xiě)在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無(wú)分。 (本大題共10小題，每小題1分，共10分)

1.對(duì)匯編語(yǔ)言程序員透明的是 ( )

A.程序性中斷
B.浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示
C.訪問(wèn)方式保護(hù)
D.I/O方式中的DMA訪問(wèn)方式

2.下列不屬于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)并行性途徑的是 ( )

A.時(shí)間重疊
B.空間重疊
C.資源重復(fù)
D.資源共享

3.在相同的機(jī)器字長(zhǎng)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) ( )

A.可表示的個(gè)數(shù)增多
B.可表示的范圍增大
C.在數(shù)軸上的分布變密
D.運(yùn)算過(guò)程中精度損失降低

4.磁盤(pán)適合于連接到 ( )

A.數(shù)組多路通道或選擇通道
B.字節(jié)多路通道或選擇通道
C.數(shù)組多路通道或字節(jié)多路通道
D.字節(jié)多路通道或數(shù)組多路通道或選擇通道

5.Cache存儲(chǔ)器常用的地址映像方式是 ( )

A.全相聯(lián)映像
B.頁(yè)表法映像
C.組相聯(lián)映像
D.段頁(yè)表映像

6.下列對(duì)流水線功能描述不正確的是 ( )

A.線性流水線是單功能流水線
B.動(dòng)態(tài)流水性是多功能流水線
C.靜態(tài)流水線是多功能流水線
D.動(dòng)態(tài)流水線是單功能流水線

7.在流水機(jī)器中，全局性相關(guān)是指 ( )

A.指令相關(guān)
B.先讀后寫(xiě)相關(guān)
C.先寫(xiě)后讀相關(guān)
D.由轉(zhuǎn)移指令引起的相關(guān)

8.16個(gè)處理器編號(hào)為0～15，采用單級(jí)網(wǎng)絡(luò)互連，互連函數(shù)為Shuffle，則第12號(hào)處理器將 連到的處理器的編號(hào)是 ( )

A.3
B.6
C.5
D.12

9.多處理機(jī)程序段的指令之間存在數(shù)據(jù)反相關(guān)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是 ( )

A.不能并行
B.可以交換串行
C.適當(dāng)同步控制，可以并行
D.若指令滿(mǎn)足交換律，可以交換串行

10.利用時(shí)間重疊概念實(shí)現(xiàn)并行處理的是 ( )

A.多處理機(jī)
B.陣列處理機(jī)
C.流水處理機(jī)
D.相聯(lián)處理機(jī)

二、填空題(本大題共12題，每空1分，共20分)

11.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級(jí)層次結(jié)構(gòu)由高到低分別為應(yīng)用語(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)、______機(jī)器級(jí)、傳統(tǒng)機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器級(jí)和______機(jī)器級(jí)。

12.陣列處理機(jī)是以__________途徑開(kāi)發(fā)的向量處理機(jī)。

13.設(shè)計(jì)RISC系統(tǒng)時(shí)，可以從面向______、面向______、面向操作系統(tǒng)三個(gè)方面的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)來(lái)考慮。

14.在滿(mǎn)足通道設(shè)計(jì)流量不低于設(shè)備工作時(shí)的最大流量時(shí)，為使微觀上不丟失設(shè)備信息，可以加設(shè)______或動(dòng)態(tài)改變?cè)O(shè)備響應(yīng)的______來(lái)彌補(bǔ)。

15.在高級(jí)數(shù)據(jù)表示中，自定義數(shù)據(jù)表示包括______和______兩類(lèi)。

16.尋址分別有面向主存、_____和____等三種方式。

17.在Cache存儲(chǔ)器中，CPU每次寫(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_(kāi)_____法。

18.流水線消除速度瓶頸的方法有瓶頸子過(guò)程______和瓶頸子過(guò)程____兩種。

19.不同的多級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)反映在所用的交換開(kāi)關(guān)的功能多少、______和______上各有不同。

110.級(jí)控制多級(jí)立方體網(wǎng)絡(luò)能實(shí)現(xiàn)______函數(shù)的功能。

111.緊耦合多處理機(jī)實(shí)現(xiàn)多處理機(jī)機(jī)間通信靠的是共享______。

112.脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)是由一組處理單元PE構(gòu)成的陣列，陣列中的輸入數(shù)據(jù)流和______數(shù)據(jù)流可各自沿多個(gè)方向______地向前推進(jìn)。

三、簡(jiǎn)答題(本大題共5小題，每小題6分，共30分)

21.簡(jiǎn)述CISC存在的問(wèn)題。

22.簡(jiǎn)述多處理機(jī)機(jī)間互連的形式。

23.簡(jiǎn)述中斷處理次序和中斷響應(yīng)次序的不同點(diǎn)。

24.簡(jiǎn)述在采用頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，頁(yè)面失效頻率(PFF)算法的思想。

25.簡(jiǎn)述SIMD系統(tǒng)互連網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

四、簡(jiǎn)答應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)

31.設(shè)通道在數(shù)據(jù)傳送期內(nèi)，選擇設(shè)備需 4.9 s，傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)需 0.1 s。(1)某低速設(shè)備每隔250 s發(fā)出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求，問(wèn)至多可接幾臺(tái)這種低速設(shè) 備?(2)對(duì)于如下5種高速設(shè)備A~E，要求字節(jié)傳送請(qǐng)求的時(shí)間間隔如題28表所示。若一 次通信傳送的字節(jié)數(shù)不少于1024字節(jié)，問(wèn)哪些設(shè)備可以?huà)煸诖送ǖ郎?哪些不能?                                          題28表

32.向量A和B各有6個(gè)元素，計(jì)算向量點(diǎn)積A·B=。(1)若在順序方式下，一次“加”需4 t，Δ一次“乘”需3Δt，求執(zhí)行完A·B所需的時(shí)間;(2)在如題29圖所示的靜態(tài)雙功能流水線上計(jì)算A·B，其中，l→2→3→5為加法流水線，1→4→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(huà)出流水時(shí)空?qǐng)D，并標(biāo)出全部算完的時(shí)間。                                  題29圖

五、綜合應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)

41.有表達(dá)式A*(B+C*(D+E*F))+G*H*D，在多處理機(jī)上，要求利用減少樹(shù)高的辦法加速運(yùn)算。(1)畫(huà)出并行算法的樹(shù)形流程圖;(2)求處理機(jī)數(shù)P、運(yùn)算級(jí)數(shù)T_p、單處理機(jī)級(jí)數(shù)T₁、加速比S_p和效率E_p等的值。

42.頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器共有9頁(yè)空間準(zhǔn)備分配給A、B兩道程序。已知若給B道程序分配4頁(yè)時(shí)，命中率為8/15;而若分配5頁(yè)時(shí)，命中率可達(dá)10/15?，F(xiàn)給出A道程序執(zhí)行中的頁(yè) 地址流為2,3,2,1，5，2，4，5，3，2，5,2,1，4，5。(1)畫(huà)出用堆棧對(duì)A道程序頁(yè)地址流的模擬過(guò)程圖，分別統(tǒng)計(jì)給其分配4頁(yè)和5頁(yè)時(shí)的命中率;(2)根據(jù)已知條件和上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果，給A、B兩道程序各分配多少實(shí)頁(yè)，可使系統(tǒng)效率最高?