全国2009年4月02325计算机系统结构自考试题
全国2009年4月高等教育自学考试
计算机系统结构试题
课程代码：02325
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。
1.下列对系统程序员不透明的是( )
A.乘法器 B.先行进位链 C.指令缓冲器 D.条件码寄存器
2.“从中间开始”设计的“中间”目前多数是在( )
A.微程序机器级与汇编语言机器级之间
B.操作系统机器级与汇编语言机器级之间
C.传统机器语言机器级与微程序机器级之间
D.传统机器语言机器级与操作系统机器级之间
3.计算机中优化使用的操作码编码方法是( )
A.BCD码 B.ASCⅡ码 C.扩展操作码 D.哈夫曼编码
4.通道程序执行结束后引起的中断是( )
A.外中断 B.I／O中断 C.程序性中断 D.机器校验中断
5.下列说法正确的是( )
A.Cache容量一般不大，命中率不会很高
B.Cache本身速度很快，但地址变换速度很慢
C.Cache芯片速度一般比CPU的速度慢数十倍
D.Cache存贮器查映象表和访问物理Cache其间可以流水，使速度与CPU匹配
6.与虚拟存贮器的等效访问速度无关的是( )
A.页地址流 B.页表法映象 C.段页表映象 D.组相联映象
7.“一次重叠”中消除“指令相关”最好的方法是( )
A.不准修改指令 B.设相关专用通路 C.推后分析下条指令 D.推后执行下条指令
8.下列CRAY-1的两条向量指令的执行方式，叙述正确的是( )
V1←V2+V3
V4←V1*V5
A.有源Vi冲突，只能串行 B.没有源Vi冲突，可以交换执行顺序
C.没有功能部件冲突，有Vi冲突，但可以链接 D.没有功能部件冲突和源Vi冲突，可以并行
9.ILLIAC IV是一种( )
A.多处理机 B.阵列处理机 C.流水线处理机 D.指令重叠处理机
10.在多处理机上，两个程序段既能顺序串行、交换串行，又能并行，则这两个程序段之间必须是( )
A.只有数据相关 B.只有源数据相关 C.只有数据反相关 D.只有数据输出相关
二、填空题(本大题共20空，每空1分，共20分)
请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
11.器件的发展是系统结构和组成技术发展的关键因素。同一型号机器一般是先用_______或现场片实现，等机器成熟取得用户信任后，再改用______________实现。
12.提高计算机系统并行性的主要技术途径有时间重叠、_______和______。
13.自定义数据表示又分为带_______表示和_______两类。
14.尽管中断响应次序由硬件排队器固定好，但中断实际处理完的次序是可以通过_______修改各中断级处理程序的_______位，而动态改变。
15.程序在空间上的局部性主要是因为程序通常是_______地存贮和_______执行。
16.页式虚拟存贮器把_______空间和_______空间都机械等分成相同大小的页面。
17.按多功能流水线的各段能否允许同时用于多种不同功能联接流水，可把流水线分为_______流水线和_______流水线。
18.推后“分析k+1”和设置“_______”是解决重叠方式相关处理的两种基本方法。前者是以_______为代价，使设备基本上不增加。
19.N个结点的PM2I单级网络的最短距离为_______。
20.在多处理机上，有效计算的执行时间E与处理机机间的通讯辅助开销时间C的比值较小时，任务宜采用_______粒度。
21.智能机是具有智能的高性能计算机，有三个重要的组成部分，分别为______、_______和智能接口处理机。
三、简答题(本大题共5小题，每小题6分，共30分)
22.设计指令系统时，以乘法运算为例，简述系统结构设计、计算机组成设计、计算机实现各应考虑的问题。
23.简述设计RISC的一般原则。
24.CPU写Cache时，会发生Cache与主存的对应内容不一致的现象，简述解决这个问题的两种方法及各需要增加什么开销。
25.简述在流水机器中全局性相关的概念及处理全局性相关的方法。
26.简述全排列网络的概念及实现全排列网络的两种方法。
四、简单应用题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)
27.浮点数表示,阶码用二进制表示,除阶符之外的阶码位数p=3,尾数基值用十进制表示,除尾符外的尾数二进制位数m=8,计算非负阶、规格化、正尾数时，
（1）可表示的最小尾数值；
（2）可表示的最大值；
（3）可表示的尾数个数。
28.有一个虚拟存贮器，主存有0～3四页位置，程序有0～7八个虚页，采用全相联映象和FIFO替换算法。给出如下程序页地址流；2，3，5，2，4，0，1，2，4，6。
（1）假设程序的2，3，5页已先后装入主存的第3、2、0页位置，请画出上述页地址流工作过程中，主存各页位置上所装程序各页页号的变化过程图，标出命中时刻。
（2）求出此期间虚存总的命中率H。
五、综合应用题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)
29.在多处理机上求解
x=a(b+c(d+e))+f(g+h·1)
利用减少树高来尽可能加快运算速度。
（1）画出在3台处理机上并行运算的树形流程图。
（2）当p=3时，求运算级数Tp，单处理机串行级数T1，加速比SP和效率EP的值。
30.有一个3段的单功能非线性流水线，预约表如下表所示。
（1）写出冲突向量，画冲突向量状态转移图并确定最佳调度方案。
（2）按最佳调度方案输入5个任务，画出流水的时空图，求出此时的吞吐率和效率。
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计算机系统结构试题
课程代码：02325
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。
1.下列对系统程序员不透明的是( )
A.乘法器 B.先行进位链 C.指令缓冲器 D.条件码寄存器
2.“从中间开始”设计的“中间”目前多数是在( )
A.微程序机器级与汇编语言机器级之间
B.操作系统机器级与汇编语言机器级之间
C.传统机器语言机器级与微程序机器级之间
D.传统机器语言机器级与操作系统机器级之间
3.计算机中优化使用的操作码编码方法是( )
A.BCD码 B.ASCⅡ码 C.扩展操作码 D.哈夫曼编码
4.通道程序执行结束后引起的中断是( )
A.外中断 B.I／O中断 C.程序性中断 D.机器校验中断
5.下列说法正确的是( )
A.Cache容量一般不大，命中率不会很高
B.Cache本身速度很快，但地址变换速度很慢
C.Cache芯片速度一般比CPU的速度慢数十倍
D.Cache存贮器查映象表和访问物理Cache其间可以流水，使速度与CPU匹配
6.与虚拟存贮器的等效访问速度无关的是( )
A.页地址流 B.页表法映象 C.段页表映象 D.组相联映象
7.“一次重叠”中消除“指令相关”最好的方法是( )
A.不准修改指令 B.设相关专用通路 C.推后分析下条指令 D.推后执行下条指令
8.下列CRAY-1的两条向量指令的执行方式，叙述正确的是( )
V1←V2+V3
V4←V1*V5
A.有源Vi冲突，只能串行 B.没有源Vi冲突，可以交换执行顺序
C.没有功能部件冲突，有Vi冲突，但可以链接 D.没有功能部件冲突和源Vi冲突，可以并行
9.ILLIAC IV是一种( )
A.多处理机 B.阵列处理机 C.流水线处理机 D.指令重叠处理机
10.在多处理机上，两个程序段既能顺序串行、交换串行，又能并行，则这两个程序段之间必须是( )
A.只有数据相关 B.只有源数据相关 C.只有数据反相关 D.只有数据输出相关
二、填空题(本大题共20空，每空1分，共20分)
请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
11.器件的发展是系统结构和组成技术发展的关键因素。同一型号机器一般是先用_______或现场片实现，等机器成熟取得用户信任后，再改用______________实现。
12.提高计算机系统并行性的主要技术途径有时间重叠、_______和______。
13.自定义数据表示又分为带_______表示和_______两类。
14.尽管中断响应次序由硬件排队器固定好，但中断实际处理完的次序是可以通过_______修改各中断级处理程序的_______位，而动态改变。
15.程序在空间上的局部性主要是因为程序通常是_______地存贮和_______执行。
16.页式虚拟存贮器把_______空间和_______空间都机械等分成相同大小的页面。
17.按多功能流水线的各段能否允许同时用于多种不同功能联接流水，可把流水线分为_______流水线和_______流水线。
18.推后“分析k+1”和设置“_______”是解决重叠方式相关处理的两种基本方法。前者是以_______为代价，使设备基本上不增加。
19.N个结点的PM2I单级网络的最短距离为_______。
20.在多处理机上，有效计算的执行时间E与处理机机间的通讯辅助开销时间C的比值较小时，任务宜采用_______粒度。
21.智能机是具有智能的高性能计算机，有三个重要的组成部分，分别为______、_______和智能接口处理机。
三、简答题(本大题共5小题，每小题6分，共30分)
22.设计指令系统时，以乘法运算为例，简述系统结构设计、计算机组成设计、计算机实现各应考虑的问题。
23.简述设计RISC的一般原则。
24.CPU写Cache时，会发生Cache与主存的对应内容不一致的现象，简述解决这个问题的两种方法及各需要增加什么开销。
25.简述在流水机器中全局性相关的概念及处理全局性相关的方法。
26.简述全排列网络的概念及实现全排列网络的两种方法。
四、简单应用题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)
27.浮点数表示,阶码用二进制表示,除阶符之外的阶码位数p=3,尾数基值用十进制表示,除尾符外的尾数二进制位数m=8,计算非负阶、规格化、正尾数时，
（1）可表示的最小尾数值；
（2）可表示的最大值；
（3）可表示的尾数个数。
28.有一个虚拟存贮器，主存有0～3四页位置，程序有0～7八个虚页，采用全相联映象和FIFO替换算法。给出如下程序页地址流；2，3，5，2，4，0，1，2，4，6。
（1）假设程序的2，3，5页已先后装入主存的第3、2、0页位置，请画出上述页地址流工作过程中，主存各页位置上所装程序各页页号的变化过程图，标出命中时刻。
（2）求出此期间虚存总的命中率H。
五、综合应用题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)
29.在多处理机上求解
x=a(b+c(d+e))+f(g+h·1)
利用减少树高来尽可能加快运算速度。
（1）画出在3台处理机上并行运算的树形流程图。
（2）当p=3时，求运算级数Tp，单处理机串行级数T1，加速比SP和效率EP的值。
30.有一个3段的单功能非线性流水线，预约表如下表所示。
（1）写出冲突向量，画冲突向量状态转移图并确定最佳调度方案。
（2）按最佳调度方案输入5个任务，画出流水的时空图，求出此时的吞吐率和效率。
 时钟段号 |
t1 | t2 | t3 | t4 |
| S1 | √ | √ | ||
| S2 | √ | √ | ||
| S3 | √ |
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全国2009年4月02325计算机系统结构自考试题 |