?計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自考2010年4月真題

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自考2010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.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，提高軟件功能實(shí)現(xiàn)的比例可( )

A.提高解題速度
B.減少需要的存儲(chǔ)器容量
C.提高系統(tǒng)的靈活性
D.提高系統(tǒng)的性能價(jià)格比

2.浮點(diǎn)數(shù)表示的尾數(shù)的基=16，尾數(shù)長(zhǎng)度p=8，可表示的規(guī)格化最大正尾數(shù)的值是( )

A.1/256
B.1/2
C.15/16
D.255/256

3.下列數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間為隱含尋址方式的是( )

A.CPU中的通用寄存器
B.主存儲(chǔ)器
C.I/O接口中的寄存器
D.堆棧

4.當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行通道程序完成輸入輸出工作時(shí)，執(zhí)行通道程序的是( )

A.CPU
B.通道
C.CPU和通道
D.指定的外設(shè)

5.下列有關(guān)中斷的敘述正確的是( )

A.中斷響應(yīng)的次序是由硬件決定的
B.中斷處理的次序是由硬件決定的
C.中斷處理的次序是不可改的
D.中斷響應(yīng)的次序是可靈活改變的

6.與虛擬存儲(chǔ)器的等效訪問速度無(wú)關(guān)的是( )

A.訪存頁(yè)地址流
B.頁(yè)面替換算法
C.主存的容量
D.輔存的容量

7.非線性流水線的特征是( )

A.一次運(yùn)算中使用流水線中的多個(gè)功能段
B.一次運(yùn)算中多次使用流水線中的某些功能段
C.流水線中某些功能段在各次運(yùn)算中的作用不同
D.流水線的各功能段在不同的運(yùn)算中可以有不同的連接

8.屬于集中式共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的SIMD計(jì)算機(jī)是( )

A.ILLIAC IV
B.BSP
C.CM-2
D.MP-1

9.指令執(zhí)行結(jié)果出現(xiàn)異常而引起的中斷是( )

A.程序性中斷
B.I/O中斷
C.機(jī)器校驗(yàn)中斷
D.外部中斷

10.下列關(guān)于脈動(dòng)陣列機(jī)的描述，錯(cuò)誤的是( )

A.脈動(dòng)陣列機(jī)是由一組內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同的處理單元構(gòu)成的陣列
B.脈動(dòng)陣列機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、規(guī)整，模塊化強(qiáng)，可擴(kuò)充性好
C.脈動(dòng)陣列機(jī)不適用于要求計(jì)算量大的信號(hào)/圖像的處理
D.脈動(dòng)陣列機(jī)各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(shè)計(jì)、同步控制等均簡(jiǎn)單、規(guī)整

二、填空題(本大題共10題，每空1分，共20分)

11.使用多處理機(jī)的主要目的是用多個(gè)處理機(jī)__________執(zhí)行多個(gè)任務(wù)來提高_(dá)_________。

12.指令的操作碼優(yōu)化編碼方法有__________和__________。

13.在可表示浮點(diǎn)數(shù)的負(fù)數(shù)區(qū)間，規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)的最大負(fù)數(shù)值由尾數(shù)的__________與階碼的__________組合而成。

14.輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，對(duì)應(yīng)于三種方式，即__________、直接存儲(chǔ)器 訪問(DMA)及__________方式。

15.若是通道的設(shè)備選擇時(shí)間，是通道傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送時(shí)間，P為通道連接的外設(shè)臺(tái)數(shù)，n為每臺(tái)外設(shè)需要傳送的字節(jié)數(shù)，那么，字節(jié)多路通道完成數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間=__________，選擇通道完成數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間=__________。

16.Cache存儲(chǔ)器系統(tǒng)是由__________和__________構(gòu)成的二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)。

17.解釋一條機(jī)器指令的微操作可歸并成取指令、__________和__________三個(gè)部分。

18.分布式存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的并行處理機(jī)的每個(gè)處理單元PE都有自己的__________存儲(chǔ)器，只能被__________直接訪問。

19.程序員編程用的地址是__________，主存物理地址是程序在主存中的__________。

110.根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)令牌處理方式的不同，可以把數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)分成______和_____兩類。

三、簡(jiǎn)答題(本大題共5小題，每小題6分，共30分)

21.簡(jiǎn)述實(shí)現(xiàn)軟件移植的統(tǒng)一高級(jí)語(yǔ)言途徑存在的問題。

22.簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)RISC結(jié)構(gòu)采用的基本技術(shù)。

23.設(shè)某系統(tǒng)的中斷源的中斷請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)分為4級(jí)，從高到低為l、2、3、4。設(shè)中斷級(jí)屏蔽位為“1”，對(duì)應(yīng)屏蔽;中斷級(jí)屏蔽位為“0”，對(duì)應(yīng)開放。要求中斷處理次序與中斷響應(yīng)次序相同，請(qǐng)給出各級(jí)中斷處理程序中斷級(jí)屏蔽位的設(shè)置。(要求：先進(jìn)行文字說明，再畫出中斷級(jí)屏蔽位表)

24.設(shè)指令由取指、分析、執(zhí)行和存結(jié)果四個(gè)子部件組成，每個(gè)子部件經(jīng)過時(shí)間為t，連續(xù)執(zhí)行12條指令。畫出在度m為3的超流水線處理機(jī)上工作的時(shí)空?qǐng)D。

25.畫出ILLIAC IV處理單元的互連結(jié)構(gòu)，用表示第i個(gè)處理單元(i=0，l，…，63)。

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)有一條3段流水線，各段執(zhí)行時(shí)間依次為Δt、3Δt和Δt。(1)分別計(jì)算連續(xù)輸入3條指令和連續(xù)輸入30條指令時(shí)的實(shí)際吞吐率和效率。(2)將瓶頸段細(xì)分為3個(gè)獨(dú)立段，各子段執(zhí)行時(shí)間均為At，分別計(jì)算改進(jìn)后的流水線連續(xù)輸入3條指令和連續(xù)輸入30條指令時(shí)的實(shí)際吞吐率和效率。(3)比較(1)和(2)的結(jié)果，給出結(jié)論。

32.在多處理機(jī)上，給定表達(dá)式為：E=a(b+c(d+e(f+gh)))，利用減少樹高來盡可能加快運(yùn)算速度，求(1)畫出在3臺(tái)處理機(jī)上并行運(yùn)算的樹形流程圖。(2)當(dāng)處理機(jī)數(shù)P=3時(shí)，確定運(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的值。

五、綜合應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)

41.一個(gè)由高速緩沖存儲(chǔ)器與主存儲(chǔ)器組成的二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，已知主存容量為1M字，高速緩存容量為32K字。采用組相聯(lián)地址映象與變換，緩存共分8組，主存與緩存的塊的大小均為64字。(1)畫出主存與緩存的地址格式，說明各字段名稱與位數(shù)。(2)假設(shè)緩存的存取周期為20ns，命中率為 0.95，采用緩存后的加速比要達(dá)到10，計(jì)算主存的存取周期。

42.具有N=2n個(gè)輸入端mega網(wǎng)絡(luò)，采用單元控制。(1)N個(gè)輸出端總共有多少種不同的排序?以N=3為例說明。(2)限定只能用omega網(wǎng)絡(luò)一次，可以實(shí)現(xiàn)多少種輸入端與輸出端不發(fā)生沖突的不同置換連接?(3)N=8時(shí)，計(jì)算omega網(wǎng)絡(luò)只使用一次能實(shí)現(xiàn)的置換連接數(shù)占全部可能的置換連接數(shù)的百分比。