?計算機系統(tǒng)結構自考2010年4月真題

計算機系統(tǒng)結構自考2010年4月真題及答案解析

本試卷為選擇題型，填空題，簡答題，應用題等題型。

一、單項選擇題在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。 (本大題共10小題，每小題1分，共10分)

1.在計算機系統(tǒng)結構設計中，提高軟件功能實現(xiàn)的比例可( )

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

2.浮點數(shù)表示的尾數(shù)的基=16，尾數(shù)長度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)存儲空間為隱含尋址方式的是( )

A.CPU中的通用寄存器
B.主存儲器
C.I/O接口中的寄存器
D.堆棧

4.當計算機系統(tǒng)執(zhí)行通道程序完成輸入輸出工作時，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

5.下列有關中斷的敘述正確的是( )

A.中斷響應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.中斷響應的次序是可靈活改變的

6.與虛擬存儲器的等效訪問速度無關的是( )

A.訪存頁地址流
B.頁面替換算法
C.主存的容量
D.輔存的容量

7.非線性流水線的特征是( )

A.一次運算中使用流水線中的多個功能段
B.一次運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算中的作用不同
D.流水線的各功能段在不同的運算中可以有不同的連接

8.屬于集中式共享存儲器結構的SIMD計算機是( )

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

9.指令執(zhí)行結果出現(xiàn)異常而引起的中斷是( )

A.程序性中斷
B.I/O中斷
C.機器校驗中斷
D.外部中斷

10.下列關于脈動陣列機的描述，錯誤的是( )

A.脈動陣列機是由一組內(nèi)部結構相同的處理單元構成的陣列
B.脈動陣列機結構簡單、規(guī)整，模塊化強，可擴充性好
C.脈動陣列機不適用于要求計算量大的信號/圖像的處理
D.脈動陣列機各PE間數(shù)據(jù)通信距離短、規(guī)則，使數(shù)據(jù)流和控制流的設計、同步控制等均簡單、規(guī)整

二、填空題(本大題共10題，每空1分，共20分)

11.使用多處理機的主要目的是用多個處理機__________執(zhí)行多個任務來提高__________。

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

13.在可表示浮點數(shù)的負數(shù)區(qū)間，規(guī)格化浮點數(shù)的最大負數(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)歷了三個階段，對應于三種方式，即__________、直接存儲器 訪問(DMA)及__________方式。

15.若是通道的設備選擇時間，是通道傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送時間，P為通道連接的外設臺數(shù)，n為每臺外設需要傳送的字節(jié)數(shù)，那么，字節(jié)多路通道完成數(shù)據(jù)傳送的時間=__________，選擇通道完成數(shù)據(jù)傳送的時間=__________。

16.Cache存儲器系統(tǒng)是由__________和__________構成的二級存儲系統(tǒng)。

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

18.分布式存儲器結構的并行處理機的每個處理單元PE都有自己的__________存儲器，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)對數(shù)據(jù)令牌處理方式的不同，可以把數(shù)據(jù)流計算機的結構分成______和_____兩類。

三、簡答題(本大題共5小題，每小題6分，共30分)

21.簡述實現(xiàn)軟件移植的統(tǒng)一高級語言途徑存在的問題。

22.簡述設計RISC結構采用的基本技術。

23.設某系統(tǒng)的中斷源的中斷請求優(yōu)先級分為4級，從高到低為l、2、3、4。設中斷級屏蔽位為“1”，對應屏蔽;中斷級屏蔽位為“0”，對應開放。要求中斷處理次序與中斷響應次序相同，請給出各級中斷處理程序中斷級屏蔽位的設置。(要求：先進行文字說明，再畫出中斷級屏蔽位表)

24.設指令由取指、分析、執(zhí)行和存結果四個子部件組成，每個子部件經(jīng)過時間為t，連續(xù)執(zhí)行12條指令。畫出在度m為3的超流水線處理機上工作的時空圖。

25.畫出ILLIAC IV處理單元的互連結構，用表示第i個處理單元(i=0，l，…，63)。

四、簡答應用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)

31.設有一條3段流水線，各段執(zhí)行時間依次為Δt、3Δt和Δt。(1)分別計算連續(xù)輸入3條指令和連續(xù)輸入30條指令時的實際吞吐率和效率。(2)將瓶頸段細分為3個獨立段，各子段執(zhí)行時間均為At，分別計算改進后的流水線連續(xù)輸入3條指令和連續(xù)輸入30條指令時的實際吞吐率和效率。(3)比較(1)和(2)的結果，給出結論。

32.在多處理機上，給定表達式為：E=a(b+c(d+e(f+gh)))，利用減少樹高來盡可能加快運算速度，求(1)畫出在3臺處理機上并行運算的樹形流程圖。(2)當處理機數(shù)P=3時，確定運算級數(shù)T_P、單處理機級數(shù)T₁、加速比S_P和效率E_P的值。

五、綜合應用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)

41.一個由高速緩沖存儲器與主存儲器組成的二級存儲系統(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到10，計算主存的存取周期。

42.具有N=2n個輸入端mega網(wǎng)絡，采用單元控制。(1)N個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)絡一次，可以實現(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，計算omega網(wǎng)絡只使用一次能實現(xiàn)的置換連接數(shù)占全部可能的置換連接數(shù)的百分比。