1、计算机系统结构自考 20022012 真题及答案1全国 2002 年 4 月高等教育自学考试一、单项选择题(每小题 1 分，共 10 分) 在每小题的四个备答案中有一个正确的答案，将正确答案的序号写在题干后的括号内) 1.计算机使用的语言是( B )A.专属软件范畴，与计算机体系结构无关 B.分属于计算机系统各个层次C.属于用以建立一个用户的应用环境 D.属于符号化的机器指令2.动态数据流机最突出的特点是使( C )A.数据流令牌无标号 B.需要程序记数器来实现 C.令牌带上标号 D.同步由门(Latch)寄存器来实现3.多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关，则( B )A.可以并行
2、执行 B.不可能并行 C.任何情况均可交换串行 D.必须并行执行4.多处理机的各自独立型操作系统( D )A.要求管理程序不必是可再入的 B.适合于紧耦合多处理机 C.工作负荷较平衡 D.有较高的可靠性5.输入输出系统硬件的功能对( B )是透明的。A.操作系统程序员 B.应用程序员 C.系统结构设计人员 D.机器语言程序设计员6.“启动 I/O”指令是主要的输入输出指令，是属于 ( B )A.目态指令 B.管态指令 C.目态、管态都能用的指令 D.编译程序只能用的指令7.全相联地址映象是指( A )A.任何虚页都可装入主存中任何实页的位置 B.一个虚页只装进固定的主存实页位置C.组之间是固定
3、的，而组内任何虚页可以装入任何实页位置 D.组间可任意装入，组内是固定装入8.( C )属于 MIMD 系统结构。A.各处理单元同时受同一个控制单元的管理 B.各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令C.松耦合多处理机和多计算机 D.阵列处理机9.设 16 个处理器编号分别为 0，1，2，15 用 Cube3 互联函数时，第 10 号处理机与第( D )号处理机相联。A.11 B.8 C.14 D.210.若输入流水线的指令既无局部性相关，也不存在全局性相关，则( A )A.可获得高的吞吐率和效率 B.流水线的效率和吞吐率恶化 C.出现瓶颈 D.可靠性提高二、填空题(每空 1 分，共 20
4、分)11.标志符与每个数据相连，合存于_同一存储单元_，用于描述单个数据的_类型特征_。12.总线仲裁算法有：静态优先级算法、固定时间片算法、_动态优先级_算法和_先来先服务_算法。13.计算机仿真用_微程序_解释，计算机模拟用_机器语言_解释。14.按弗林(Michael J.Flynn)的观点，计算机系统可分为单指令流单数据流、_单指令流多数据流_、多指令流单数据流和_多指令流多数据流_四大类。15.要实现两条指令在时间上重叠解释，首先需要付出_空间代价_，其次，要处理好指令之间可能存在的_关联_。16.与重叠机器一样，流水机器在遇到_转移_指令，尤其是_条件转移_指令时，效率也会显著下降
5、。17.超长指令字(VLIW)结构是将_水平型微码_和_超标量处理_两者相结合。18.互连网络的交换方法主要有线路交换、包交换、线路/包交换，SIMD 互连网络多采用_线路_交换，多处理机常采用_包_交换。19.数据流机采用_数据驱动_，执行的操作序列取决于输入数据的可用性；归约机则采用_需求驱动_，执行的操作序列取决于对数据的要求，对数据的需求又来源于函数式程序设计语言对表达式的归纳。20.输入输出系统包括输入输出设备、设备_控制器_及与输入输出操作有关的_软硬_件。计算机系统结构自考 20022012 真题及答案2三、改错题(每小题 2 分，共 10 分)( 下列每小题划线部分 A、B、C
6、 中有一处错误，请先写出错处，并在括号中写出正确文字)21.对操作码进行优化编码时，在了解每种指令在程序中出现的概率后，使用 Huffman 算A B法构造 Huffman 树，这样获得的 Huffman 编码是唯一的。 ( C 错 改为“不是唯一的” )C22.多处理机中，两个程序段之间若同时有先写后读和先读后写 2 种相关，以交换数据为目的时，则必须并行执行，读写要完全同步，允许顺序串行和交换串行。( C 错 改为“不允许顺序串行和交换串行”)A B C23.计算机仿真适合在两种结构差距大的机器间运用。( B 错 改为“差距不大” )A B C24.主存空间数相关是相间隔的两条指令之间出现
7、对主存同一单元要求先写而后读的关联。A B C( A 错 改为“相邻” )25.由于 Cache 存贮器的地址变换和块替换算法是用软件实现的，因此 Cache 存贮器对应用A 程序员是透明的，而且 Cache 对处理机和主存间的信息交往也是透明的。( A 错 改为“硬件” )B C四、简答题(每小题 6 分，共 30 分)26.简述标志符数据表示的主要优点。27.简述设计 RISC 结构用了哪些基本技术?28.设 Pi 和 Pj 程序段都是一条语句，且 Pi 在 Pj 之前执行，试举出 Pi 和 Pj 间存在 3 种可能的数据相关。29.简述控制驱动的控制流方式的特点?30.模拟与仿真的主要区
8、别和适合场合是什么?五、应用题(共 30 分)31.(12 分) 假设某模型机共有 7 条指令，7 条指令 I1I7 使用的频度分别为：0.35,0.25,0.20,0.10,0.04,0.03,0.03。(1)利用 Huffman 算法，构造 Huffman 树，并给出 Huffman 编码和平均码长。（2)给出 Huffman 扩展码编码。32.(10 分) 多级混洗交换网络是如何组成的？它与间接二进制 n 立方体网络有何差异?并画出 N=8 时的多级混洗交换网络图。33.(8 分) 设向量 A 和 B 各有 4 个元素在下图所示的静态双功能流水线上计算向量点积 AB= ，其abi14中
9、1235 组成加法流水线，145 组成乘法流水线。若假定流水线的各段所经过的时间均为t=2.5，流水线输出可直接送回输入或暂存于相应缓冲寄存器中，其延迟时间和功能切换所需的时间都可忽略。求出吞吐率和加速比。参考答案：四、简答题(每小题 6 分，共 30 分)26.答：(1)简化了指令系统和程序设计；(2)简化了编译程序；(3)便于实现一致性校验；(4) 能由硬件自动变换数据类型；(5)支持数据库系统的实现与数据类型无关的要求； (6)为软件调试和应用软件开发提计算机系统结构自考 20022012 真题及答案3供了支持。27.答：(1)按 RISC 一般原则设计；(2)逻辑实现用硬联和微程序结合
10、； (3)用重叠寄存器窗口(4)指令用流水和延迟转移；(5)优化设计编译系统。28.答：(1)若 Pi 的左部变量在 Pj 的右部变量集内，且 Pi 必须取出 Pi 运算的结果来作为操作数，则称Pi“数据相关”于 Pi。(2)若 Pj 的左部变量在 Pi 的右部变量集内，且当 Pi 未取用其变量的值之前，是不允许被 Pj 所改变，则称 Pi“数据反相关”于 Pj。(3)若 Pi 的左部变量也是 Pj 的右部变量，且 Pj 存入其算得的值必须在 Pi 存入之后，则称 Pj“数据输出相关”于 Pi。29.答：控制驱动的控制流方式的特点是：通过访问共享存储单元让数据在指令之间传递；指令的执行顺序隐含
11、于控制流中，可以显式地使用专门的控制操作符来实现并行处理，指令执行顺序受程度计数器的控制，即受控制令牌所支配。30.答：模拟与仿真的主要区别在于解释用的语言。仿真是用微程序解释，其解释程序存在控制存储器中，而模拟是用机器语言程序解释，其解释程序存在主存中。模拟灵活，可实现不同系统间的软件移植，但结构差异太大时，效率、速度会急剧下降。仿真在速度上损失小，但不灵活，只能在差别不大的系统之间使用，否则效率也会过低且难以仿真，需与模拟结合才行。五、应用题(共 30 分)31.表 操作码的 Huffman 码及扩展操作码的编码指令 频度（Pi）操作码使用Huffman 编码OP 长度（Li）利用 Huf
12、fman 概念的扩展操作码OP 长度（Li）I1 035 0 1 0 0 2I2 025 1 0 2 0 1 2I3 0.20 1 1 0 3 1 0 2I4 0.10 1 1 1 0 0 5 1 1 0 0 4I5 0.04 1 1 1 0 1 5 1 1 0 1 4I6 0.03 1 1 1 1 0 5 1 1 1 0 4I7 0.03 1 1 1 1 1 5 1 1 1 1 432.多级混洗交换网络由 n 级相同的网络组成，每一级都包含一个全混拓扑和随后一列 2n-1个四功能交换单元，采用单元控制方式。多级混洗交换网络与间接二进制 n 方体网络只有两点差别：前者数据流向的级号顺序 n-1
13、,n-2,，1，0，用四功能交换单元，后者数据流向相反，其级号顺序 0，1,n-1,用二功能交换单元。计算机系统结构自考 20022012 真题及答案433实际吞吐率为= 7152187%t.因顺序方式所需时间为 4 ，34ttt因此加速比 SP=24 =1.6t/全国 2003 年 4 月高等教育自学考试一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题 1 分，共 10 分)1.字串位并是指同时对一个字的所有位进行处理，这( C )A.不存在并行性 B.有较高的并行性 C.已经开始出现并行性 D.是最高一级的并行性2.全局性相关的处理不包
14、括( A )A.采取顺序流动 B.猜测法 C.采取延迟转移 D.加快短循环程序的处理3.用户高级语言源程序中出现的读写(I/O)语句，到读写操作全部完成，需要通过_共同完成。( D )A.编译系统和操作系统 B.I/O 总线、设备控制器和设备C.操作系统和 I/O 设备硬件 D.编译系统、操作系统软件和 I/O 总线，设备控制器、设备硬件等4._不属于计算机模拟的特点。( C )A.用机器语言解释实现程序移植 B.灵活性大 C.提高速度 D.效率低5.通道方式输入输出系统中，对优先级高的磁盘等高速设备，适合于连接( B )A.字节多路通道 B.选择通道 C.数组多路通道 D.字节及数组多路通道
15、6.计算机系统中主存一辅存存储层次或 Cache 一主存存储层次常用的替换算法是( B )A.随机算法 B.近期最少使用算法 C.先进后出算法 D.OPT 算法7.按照 M弗林对处理机并行性定义的分类原则，阵列机 ILLIACIV 是( B )A.SISD B.SIMD C.MISD D.MIMD8.数据流计算机是指( B )A.计算机运行由数据控制 B.任何一条指令只要它所需要的数据可用时，即可执行C.数据流水计算机 D.单指令多数据计算机9.设 16 个处理器编号分别为 0，1，2，15，用 PM2-0 互联函数时，第 13 号处理机与第_号处理机相联。( A )计算机系统结构自考 200
16、22012 真题及答案5A.12 B.9 C.11 D.510.流水线的技术指标不包括( A )A.响应比 B.吞吐率 C.加速比 D.效率二、填空题（每空 1 分，共 20 分）11.数据表示是指_机器硬件_直接识别和引用的_数据类型_。12.多处理机的互连通常采用的四种形式为：总线、环形互连、_交叉开关_或_多端口存储器_。13.解释是在低级机器级上用它的_一串语句_或指令来仿真高级机器级上的一条指令或指令的功能，通过_高级机器语言程序_中的每条语句或指令逐条解释来实现的技术。14.就其本质而言，并行性包含着_同时性_和_并发性_的二重含义。15.若一次重叠方式解释指令仍达不到_速度_要求
17、时，可用同时解释_多条指令_的流水方法。16.指令相关、_访存数_相关和_通用寄存器组_相关等局部相关都是由于机器要同时解释的多条指令之间出现了对同一主存单元或寄存器要求“先写后读” 。17.典型的互连网络是由许多开关单元和互连线路组成，互连通路的路径选择是通过置定开关单元的_工作状态_来控制，这种置定可以有_集中_或分布两种控制策略。18.归约机和数据流机一样，都是基于_数据流_的计算机模型，只是它们所采用的_驱动方式_不一样。19.I/O 设备取得 I/O 总线后，所传送的数据总量，称为_ 数据宽度_；数据通路宽度是数据总线的_物理宽度_。20.信息在主存辅存存储层次间的传送是由_辅助软硬
18、设备_来实现；信息在 Cache主存层次间的传送则由_A 辅助硬件_来实现。三、改错题(每小题 2 分，共 10 分)每小题有三处划线，其中仅有一处有错误，请指出错误并改正。若只指出错误不改正只给 1 分。21.多处理机中，两个程序段之间若有 的数据相关，则 ，但 。A先 写 后 读 B不 能 并 行 C行任 何 情 况 下 可 以 交 换 串（ C 错 改为“在特殊情况下可以交换串行 ” ）22.设某机有 32 个处理器， ， 互联函数时，第 11 号处理器与A31,0其 编 号 为 Bufle)Shl(用相联。 （ C 错 改为“第 13 号处理器” ）26号 处 理 器第23.中断响应就
19、是允许其中 ，转去对该请求进行预处理，如保存好PU现 行 程 序 的 运 行断， ，准备运行。B运 算 的 数 据 结 果 C调 出 中 断 服 务 程 序（ B 错 改为“断点及其现场 ” ）24.由于 Cache 存储器的地址变换和块替换算法是 的，则 Cache 存储器对系统程序员是A全 硬 件 实 现，Cache 对处理机和主存间的信息交换是 。不 透 明 的 C透 明 的（ B 错 改为“透明的 ” ）25.分布系统以 为特征，用 替代虚拟处理机，其并行性是属于 。A分 布 B真 实 处 理 机 C并 发 性（ C 错 改为“同时性 ” ）四、简答题(每小题 6 分，共 30 分)计
20、算机系统结构自考 20022012 真题及答案626.简述使用多处理机的目的。27.简述脉动阵列结构的特点。28.简述计算机系统结构、组成和实现三者的相互关系。29.为解决不同系统结构的机器之间的软件移植，通常采用何种途径?并简述其过程。30.简述传统控制流机与数据流机的区别。五、应用题(共 30 分)31.(8 分) 设向量 A 和 B 各有 4 个元素，要在下图所示的静态双功能流水线上计算向量点积 AB=。其中 123 5 组成加法流水线，145 组成乘法流水线。又假设每个流水线所经过的b1iia时间均为t，流水线输出可直接返回输入或暂存于相应缓冲寄存器中，其延迟时间和功能切换所需的时间都
21、可忽略，(1)求出流水线从开始流入到结果流出这段时间的实际吞吐率 TP 和效率 。(2)在什么情况下，流水线的效率和实际吞吐率较高?32.(10 分) 在采用描述符方法取操作数的方法中，可以将描述符按树形联结来描述多维数组。请画图表示用描述符描述一个 34 的二维阵列的情况。33.(12 分) 请分析如图所示的组相联地址变换的工作原理?说明组相联映象与全相联映象和直接映象有何关系?组相联映象有哪些主要优点 ?计算机系统结构自考 20022012 真题及答案7计算机系统结构自考 20022012 真题及答案832计算机系统结构自考 20022012 真题及答案9全国 2004 年 4 月高等教育
22、自学考试一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 1 分，共 10 分）1.就使用语言的角度而言，可将计算机系统看成是按功能划分的（ A ）组成的层次结构。A.多个机器级 B.多个软件级 C.微程序级 D. 多个系统2.依据 Michael J.Flynn 提出的按指令流和数据流的多倍性对计算机系统分类，阵列机 ILLIA IV 属于（ B ）A.SISD B.SIMD C.MISD D.MIMD3.静态数据流计算机的显著特点是（ A ）A.数据令牌没加标号 B.数据令牌带上标号C.其同步由匹配部件实现 D.同步由门（Latch ）寄存器来实现4.Von Nenmann 型计算机不具有的特
23、点是（ C ）A.在程序计数器集中控制下 B.以控制流方式工作C.以数据流驱动 D.指令是顺序执行的5.多处理机的互连方式采用总线形式的优点是（ A ）A.硬件成本低且简单 B.适用于处理机机数较多的场合C.有很高的潜在通信速率 D.不便于改变系统硬件设置6.在 2323Delta 网络中需要 22 交叉开关模块个数为（ B ）A.6 B.12 C.24 D.647.设 16 个处理器编号分别为 0，1，3，15 用 Cube3 互连函数时，第 10 号处理机与第（ D ）号处理机相连。A.11 B.8 C.14 D.28.解释指令的流水线方式中，同一时间内，流水线的各段只能按同一种功能的连接
24、方式工作称为（ D ）A.单功能流水线 B.部件级流水线 C.线性流水线 D.静态流水线9.位片处理是指计算机采用（ C ）方式对数据进行处理。A.字串位串 B.字串位并 C.字并位串 D.字并位并10.松散耦合的机器之间实现互联的方式是通过（ C ）A.中间存储介质相互通信 B.共享主存储器C.文件或数据集合一级进行相互通信 D.指令级并行相互通信二、填空题（本大题共 10 小题，每空 1 分，共 20 分）11.通用寄存器型机器对堆栈数据结构实现的支持是较差的，它表现为堆栈操作用的_机器指令数少_，堆栈置于_存储器内_，访问堆栈的速度低。计算机系统结构自考 20022012 真题及答案10
25、12.MISD 系统结构是指有 n 个处理单元，按_n 条不同_指令的要求，对同一个数据流及其中间结果进行不同处理，一个处理单元的_输出_作为另一个处理单元的输入。13.总线仲裁算法有：_静态优先级_算法、_固定时间片_算法、动态优先级算法和先来先服务算法。14.从计算机系统中处理数据的并行性来看，并行性等级从高到低可分为全并行、_位串字并_、位并字串、_位串字串_。15.流水线单处理机的性能改进主要通过如何对指令或操作流水功能部件进行分离和_细分_，以及平衡好它们之间的_频带_。16.按流水处理的级别可分为_部件级_、处理机级和_系统级_。17.造成流水线断流除了编译形成的_目的程序_不能发
26、挥流水结构的作用，或存储系统供不上为连续流动所需的指令和操作数以外，还因出现了_相关和中断_。18.解决重叠方式相关处理的两种基本方法是_推后分析 k+1_和设置_相关专用通路_。19.依据机器内部对函数表达式所用存储方式的不同，把归约方式分成_串归约_和_图归约_两类。20.输入输出系统中，I/O 处理机方式，又可分为 _通道_方式和_外围处理机_方式两种。三、改错题（本大题共 5 小题，每小题 2 分，共 10 分）21.在利用 Huffman 算法构造 Huffman 树的过程中，先将所研究的指令按使用频度由小到大排序，每次选择其中最大的二个频度合并成一个频度做为它们二者之和的新结点。A
27、 B C（ B 错，改为“最小”）22.若 计 算 机 系 统 的 体 系 结 构 和 硬 件 设 计 使 编 写 程 序 时 需 要 了 解 系 统 的 结 构 细 节 ， 则A B对程序设计而言，该计算机系统有透明性。C（ B 错，改为“不需要 ”）23.在流水线系统结构中，取指 分析和执行三部分是顺序进行的。A B C（ C 错，改为“重叠进行的 ”）24.网络的拓扑结构指的是互连网入端可以实现连接的模式。A B C（ B 错，改为“互联网络入、出端 ” ）25.模 m 的并行主存系统中，主存实际 频宽，能随模 m 值 增大而线性提高。A B C（ B 错，改为“不一定随模 m” ）四、
28、简答题（本大题共 5 小题，每小题 6 分，共 30 分）26.设计 RISC 应遵循哪些原则？27.机群系统与传统的并行处理系统相比有哪些明显的优点？28.简述指令的顺序解释方式的优缺点。29.简述统一高级语言的出发点、难点和发展前景。30.虚拟存贮器为什么必须要替换算法？它解决什么问题？五、综合应用题（本大题共 30 分）计算机系统结构自考 20022012 真题及答案1131.（10 分）设某机阶值 p 为 6 位，尾数 m 是 48 位，阶符和数符不在其内，当尾数分别以 2 为基时，在非负阶、正尾数、规格化数情况下，求出其最大阶、阶的个数，最小尾数值、最大尾数值，可表示的最小数和最大数
29、及可表示的规格化数的总个数。32.（8 分）顺序方式和重叠方式的各自定义和特点是什么？重叠方式如何解决流水线相关处理的。33.（12 分）下图是页式虚拟存贮器的地址变换示意图，试问：（1）为什么要增设快表？（2）依据什么？（3）按图示分析其工作过程？图中：U 为用户标志， 为用户虚页号，n v 为主存号， Nr、n r 均为页内位移。vN计算机系统结构自考 20022012 真题及答案12计算机系统结构自考 20022012 真题及答案13全国 2004 年 7 月高等教育自学考试一、单项选择题1.软件和固件的功能在逻辑上是( C )的。Page2A.固件优于软件 B.不等价 C.等价 D.软
30、件优于固件2.( A )编写者看到的逻辑结构和功能能力就是计算机的外部特性。A.操作系统 B.汇编语言程序 C.Windows NT D.微程序3.RISC 计算机的指令系统集类型是( C )。A.堆栈型 B.累加器型 C.寄存器寄存器型 D.寄存器- 存储器型4.主存储器的( A )要求属于外特性。A.容量大小 B.速度 C.页面组织 D.带宽5.在采用延迟转移技术时，在以下几种调度方法中，效果最好的是哪一种方法?( A )A.将转移指令前的那条指令调度到延迟槽中 B.将转移目标处的那条指令调度到延迟槽中C.将转移不发生时该执行的那条指令调度到延迟槽中 D.在延迟槽中填入 NOP 空操作指令
31、6.设 8 个处理器编号分别为 0，1，2，7 用 Cube2 互联函数时，第 5 号处理机与第( A )号处理机相联。A.1 B.3 C.4 D.67.大型计算机和小型计算机的主要区别在于( A )。A.大型机运行速度比小型机快得多 B.大型机能够控制大量的外设C.大型机具有图型终端和图形处理能力 D.大型机的外存管理能力超过小型机8.在以下总线标准中，哪一种总线具有与设备和主机无关的高级命令系统?( C )A.IDE B.AT C.SCSI D.PCI9.在以下输入输出控制器的管理方式中，外设的工作速度对计算机性能影响最小的是( D )。A.程序控制轮询方式 B.程序控制中断方式 C.直接
32、存储器访问方式 D.I/O 处理机方式10.串行链接式总线的裁决算法是( B )。A.固定时间片算法 B.静态优先级算法 C.动态优先级算法 D.先来先服务算法二、填空题(每空 2 分，共 20 分)1.早期的冯诺依曼计算机系统结构是以运算器为中心，而后期的冯诺依曼计算机系统结构是以_存储器_为中心。计算机系统结构自考 20022012 真题及答案142.精简指令系统设计思想是简单的指令能执行得更快以及指令系统只由 使用频度很高 的指令组成。3.虚拟机：简单地说，一切用_编程语言（某一级语言）_的机器都称为虚拟机。计算机系统按功能可分为多层次结构，传统机器级以上的所有机器都称为虚拟机。4.用户
33、 CPU 时间取决于三个特征：_时钟周期时间长度_，每条指令所需时钟周期数 CPI 以及程序中总的指令数 IN。5.MIPS 只适宜于评估标量机，不能用于评估向量机。而_MFLOPS _则比较适用于衡量向量机的性能。6.基本数据类型一般包括_二进制位_及其位串、整数及自然数、实数(浮点数) 、字符和布尔数等。7.指令系统是指机器所具有的全部指令的集合，它反映了计算机所拥有的基本功能。它是_机器语言_程序员所看到的机器的主要属性之一。8.指令的_解释方式_一般分为顺序、重叠、流水三种。9.最大吞吐率 Tpmax：指流水线达到_稳定状态_后可获得的吞吐率。10. 先进流水调度方法中，_ 动态调度_
34、不需要借助软件来对指令进行调度，而是利用硬件重新安排指令的顺序来减少流水的停顿。三、简答题(每小题 4 分，共 20 分)1.简单说明 Flynn 教授提出的分类的方法。Page252.要使流水线具有良好的性能。必须设法使流水线能畅通流动，但是在流水过程中会出现几种相关(也就是冲突的意思) 。请说出主要的相关。Page1403.衡量流水线处理机的性能主要指标是什么? Page1361394.简要说出全局性相关的处理的 4 种常用方法。Page1441465.简要说出采用 RISC 结构后可以带来的好处。Page58四、简单应用(每小题 6 分，共 24 分) 1.已知流水线的四个功能部件和流水
35、时间，画出流水线时空图。2.已知单功能流水线的预约表如下，求出初始状态冲突向量。3.假设高速缓存 Cache 的工作速度为主存的 5 倍，且 Cache 被访问命中的概率为 90%，则采用 Cache 后，能使整个存储系统获得多高的加速比 Sp?4.设一个实验性的 RISC 计算机，它的各类指令的平均 CPI(每条指令的时钟周期数)值如下：寄存器-寄存器型指令为 1 个时钟周期；取/存指令为 1.4 个时钟周期；条件转移指令当转移发生和转移不发生时，分别为 2 个和 1.5 个时钟周期；无条件转移指令为 1.2 个时钟周期。假定有 60%的条件转移指令为转移时发生，且若在某个典型测试程序中各类
36、指令所占的比例为：ALU 指令 46%，取/ 存指令 37%，条件转移指令 16%，无条件转移指令 1% 。试计算在执行该测试程序时，其平均的 CPI 值为多少?五、综合应用(每小题 8 分，共 16 分)1.设某流水计算机中，进行向量计算的相关功能部件及流水次序如下所示，画出多功能静态流水的时空图。计算机系统结构自考 20022012 真题及答案15(a)流水线的功能段 (b)浮点加、减法运算时的联接 (c)定点乘法运算时的联接2.在页式管理虚拟存储器中，假定各页面按以下的顺序请求访问：12 14 2 34 56 23 14 56 12 12并且在主存中只能容纳 4 个页面，列出使用先进先出
37、替换算法时，每一个页面调度操作后的主存中的页面，并指出操作状态。答案写入下表。调度顺序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10访问页面 12 14 2 34 56 23 14 56 12 12主 12 12 12 12 56 56 56 56 56 56存页面操作状态全国 2005 年 4 月高等教育自学考试一、单项选择题(本大题共 10 小题，每小题 1 分，共 10 分)1.计算机系列化的优点不包括( C )A.有利于计算机的升级换代 B.便于组成多机系统和网络C.同一系列内的软件一定是向下兼容的 D.在使用共同系统软件的基础上解决程序的兼容性2.计算机的结构与组成不包括( A )A.操
38、作系统 B.硬联逻辑 C.微程序控制 D.所有硬件和固件的功能3.在流水线系统结构中，取指令、执行等操作是( D )A.顺序 B.转移 C.中断 D.重叠4.重叠机器局部相关的处理方法有两类：推后后续指令对相关单元的读和( C )A.异步流动 B.采用顺序流动 C.设置相关直接通路 D.调整指令流动的顺序5.在选择通道方式中，优先级高的磁盘等中高速设备，进行输入输出传送时，适合于采用的数据宽度是( C )A.定长块 B.单字节 C.可变长块 D.单字加可变长块6.替换算法要解决的问题是( C )A.用户的虚页如何与主存的实页对应B.如何用主存的实页号替代多用户的虚页号C.当页面失效，选择主存中
39、哪个页作为被替换的页D.新用户要进入主存，选择哪个用户作为被替换的用户7.下列不是数据流计算特点的是( A )A.设置状态 B.没有指令计数器 C.没有变量的概念 D.操作结果不产生副作用8.在尾数下溢处理方法中，平均误差最大的是( B )A.舍入法 B.截断法 C.恒置 “1”法 D.ROM 查表法计算机系统结构自考 20022012 真题及答案169.字串位并是指同时对一个字的所有位进行处理，其并行等级( A )A.不存在并行性 B.较高的并行性 C.最高一级的并行性 D.已经开始出现的并行性10.设 16 个处理器编号分别为 0，1，2，15，用 Cube0 互联函数时，与第 13 号处
40、理器机联的处理器是( C )A.5 号 B.9 号 C.12 号 D.12 号二、填空题(本大题共 10 小题，每空 1 分，共 20 分)11.多处理机程序并行性既存在于_指令_内部，也存在于_指令_外部。12.一般的说，虚拟机器不一定全部由_软件_实现，有些操作也可用_固件或硬件_实现。13.就流水线计算机而言，主要是通过_时间重叠_，让多个部件在时间上交错重叠地并行执运算和处理，以实现_时间上的并行_。14.主存空间数相关是指_相邻两条指令_之间出现对主存同一单元要求_先写后读_的关联。15.为提高流水线的_最大_吞吐率，首先要找出_瓶颈_，然后设法消除它。16.阵列处理机主要通过_资源
41、重复_实现空间上的并行；多处理机主要通过_资源共享_实现时间和空间上的异步并行。17.动态数据流计算机最主要的特点是让令牌带上_标记_，使得在任意给定的时刻，数据流程序图任一条弧上允许出现多个带不同_标记_的令牌。18.中断响应就是允许其中断 CPU_现行程序_运行，转去对该请求进行预处理，包括保存好_断点和现场_，调出有关处理该中断服务程序，准备运行。19.设多体单字低位交叉的存贮器，单体容量为 I 的 m 个分体，其 Mj 的编址模式为 mi+j,其中i=0,1,，I-1;j=_0,1,2,.,m-1_，如 m=4,M2 体对应二进制地址码最低二位的状态为_10_。20.自定义数据表示包括
42、标志符数据表示和_数据描述符_两类，标志符应由编绎程序建立，对_高级语言_程序透明，以减轻应用程序员的负担。三、简答题(本大题共 5 小题，每小题 6 分，共 30 分)21.简述哈夫曼压缩概念的基本思想。22.RISC 存在不足表现在哪些方面?23.简述 SIMD 系统的互连网络的设计目标。24.CPU 写 Cache 时，会发生 Cache 与主存的对应复本内容不一致的现象，解决这个问题有哪些方法?各需要增加什么开销?25.简述计算机系统“由中间开始”设计的基本思想。四、简单应用题(本大题共 2 小题，每小题 10 分，共 20 分)26.试分析通过何种方法可以解决通用寄存器组数相关的问题
43、?27.某机器有 5 级中断，中断响应次序为 12345，现要求中断处理次序为 23154。(1) 设计各级中断处理程序的中断屏蔽位的状态，令“0”为开放， “1”为屏蔽。(见下表)中断级屏蔽位中断处理程序级别 1 级 2 级 3 级 4 级 5 级第 1 级第 2 级第 3 级第 4 级第 5 级(2)若在运行用户程序时，同时发生 1、3 级中断请求，而在 1 级中断服务未完成时，又发生 2、3、4、5级中断，请画出处理机执行程序的全过程示意图(标出交换 PSW 的时间)。五、综合应用题(本大题共 2 小题，每小题 10 分，共 20 分)28.有表达式：a(b+cd+efg+h)计算机系统
44、结构自考 20022012 真题及答案17在多处理机上，要求利用减少树高的方法加速运算。(1)画出并行算法的树形流程图；(2)确定处理机机数 P、单台处理机顺序 (串行)运算级数 T1、P 台处理机的运算级数 Tp、加速比 Sp 和效率Ep 各值。29.某虚拟存储器共 8 个页面，每页为 1024 个字，实际主存为 4K 个字，采用页表法进行地址映象。映象表的内容如下表所示。实页号 装入位3 11 12 03 02 11 00 10 0(1)求出会发生页面失效的全部虚页号；(2)求出虚地址为：0，3728，1023，1024，7800，6800 的主存实地址。计算机系统结构自考 2002201
45、2 真题及答案18计算机系统结构自考 20022012 真题及答案19全国 2005 年 7 月计算机系统结构试题一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 1 分，共 10 分）1对于挂有速度较低而优先级较高的设备总线，适合于采用的数据宽度是（ B ）A定长块 B单字节 C可变长块 D单字加定长块2计算机系统多级层次结构中，操作系统机器级的直接上层是（ D ）A传统机器级 B高级语言机器级 C应用语言机器级 D汇编语言机器级3以下属于计算机系统结构的是（ C ）A主存的逻辑设计 B主存应选定何种器件C确定是否需要乘法指令 D确定是否要用专门的高速乘法器实现乘法指令4从计算机系统执行程序的角
46、度看，并行性等级由低到高分为四级（ A ）A指令内部指令之间 进程之间程序之间 B指令之间指令内部 进程之间程序之间C进程之间指令之间 指令内部程序之间 计算机系统结构自考 20022012 真题及答案20D程序之间进程之间 指令之间指令内部5以下不是设计 RISC 的原则的是（ B ）A指令多用硬联控制实现 B指令条数多，通常超过 100 条C指令寻址方式一般不超过两种 D所有指令都在一个机器周期内完成6当采用异步流水时，不可能出现（ A ）A读读相关 B写写相关 C先读后写相关 D先写后读相关78 个处理器编号为 07，当采用 PM2+1 单级网络互连时，与 3 号处理器相连的处理器号是（ D ）A2 B3 C4 D58以下不属于多处理机操作系统类型的是（ A ）ADOS 操作系统 B主从型操作系统 C浮动型操作系统 D
