計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自考2014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(yīng)用題等題型。

一、單項(xiàng)選擇題在每小題列出的四個備選項(xiàng)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.以下能夠直接執(zhí)行微指令的是 ( )

A.匯編程序
B.編譯程序
C.硬件
D.固件

2.系列機(jī)軟件應(yīng)做到 ( )

A.向前兼容，并向上兼容
B.向后兼容，力爭向上兼容
C.向下兼容，并向前兼容
D.向后兼容，力爭向下兼容

3.在浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)下溢處理時，最大誤差最大，但下溢處理不需要時間，平均誤差又趨于0的方法是 ( )

A.截斷法
B.舍入法
C.ROM查表法
D.恒置“l(fā)”法

4.在IBM370系統(tǒng)中，支持操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多進(jìn)程公用區(qū)管理最有效的指令是 ( )

A.“測試與置定”指令
B.“比較與交換”指令
C.“執(zhí)行”指令
D.“程序調(diào)用”指令

5.采用組相聯(lián)映像、LRU替換算法的Cache存儲器，不影響Cache命中率的方法是 ( )

A.增加Cache中的塊數(shù)
B.增大組的大小
C.增大主存容量
D.增大塊的大小

6.采用組相聯(lián)映像的Cache存儲器，可用于地址變換的方法是 ( )

A.目錄表法
B.比較對法
C.頁表法
D.堆棧法

7.ILLIAC-IV陣列處理機(jī)中，PE之間所用的互連函數(shù)是 ( )

A.

PM2_±0和PM2_±3

Cube₀和Cube_l

PM2_±2

8.并行處理機(jī)有16個處理單元，編號為0～l5，采用shuffle單級網(wǎng)絡(luò)互連，與13號處理單元相連的處理單元的編號是 ( )

A.15
B.11
C.9
D.7

9.間接二進(jìn)制n方體網(wǎng)絡(luò)是一種 ( )

A.多級混洗交換網(wǎng)絡(luò)
B.單級立方體網(wǎng)絡(luò)
C.多級全排列網(wǎng)絡(luò)
D.多級立方體網(wǎng)絡(luò)

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

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

二、填空題(本大題共10題，每小題2分，共20分)

11.從計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序的角度看，并行性等級由低到高可分為________、________、任務(wù)或進(jìn)程間和作業(yè)或程序間四級。

12.浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)基值增大，可使運(yùn)算中的精度損失________，可表示數(shù)的精度________。

13.中斷系統(tǒng)軟硬件功能分配實(shí)質(zhì)是中斷________軟件和中斷________硬件的功能分配。

14.數(shù)據(jù)寬度是指I/O設(shè)備取得________后所傳送數(shù)據(jù)的總量;數(shù)據(jù)通路寬度是________的物理寬度。

15.虛擬存儲器主要是為解決主存________滿足不了要求發(fā)展出來的;Cache存儲器是為了解主存________滿足不了要求發(fā)展出來的。

16.虛擬存儲器對________程序員是透明的，對________程序員是不透明的。

17.解決重疊相關(guān)處理的兩種基本方法是推后________和設(shè)置________。

18.按多功能流水線的各段能否允許同時用于多種不同功能連接流水，可把流水線分為________流水線和________流水線。

19.N個處理單元的混洗交換網(wǎng)絡(luò)中，最遠(yuǎn)的兩個人入、出端的二進(jìn)制編號是________和________，其最大距離為2log2N—1。

110.松耦合多處理機(jī)可以有________型和________型兩種構(gòu)形。

三、簡答題(本大題共5小題，每小題6分，共30分)

21.簡述通道的3種類型各適合連接什么類型設(shè)備，說明各種類型通道在滿負(fù)荷時的實(shí)際流量與所連接設(shè)備的關(guān)系。

22.簡述并行性從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的角度劃分的四個等級，并各舉一例。

23.簡述透明性概念，說明下列哪些對于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是透明的。浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示;字符串運(yùn)算指令;陣列運(yùn)算部件;通道是采用結(jié)合型還是獨(dú)立型;訪問方式保護(hù);數(shù)據(jù)總線寬度;Cache存儲器;存儲器的最小編址單位;存儲器的模M交叉存取，串行、重疊還是流水控制方式。

24.簡述數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系及引入高級數(shù)據(jù)表示的基本原則。

25.簡述實(shí)現(xiàn)指令的重疊解釋必須在計(jì)算機(jī)組成上滿足的要求。

四、簡答應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)

31.機(jī)器有5級中斷，中斷響應(yīng)次序?yàn)?→2→3→4→5，現(xiàn)要求實(shí)際中斷處理次序?yàn)?→3→1→5→4。(1)設(shè)計(jì)各級中斷處理程序的中斷級屏蔽位的狀態(tài)，令“0”為開放，“l(fā)”為屏蔽;(2)若運(yùn)行用戶程序時，同時發(fā)生1、3級中斷請求，而在l級中斷服務(wù)未完成時，又發(fā)生2、3、4、5級中斷，請畫出處理機(jī)執(zhí)行程序全過程的示意圖(標(biāo)出交換PSW的時間)。

32.求A1、A2、…、A8的累加和，有如下程序。S1 A1=A1+A2S2 A3=A3+A4S3 A5=A5+A6S4 A7=A7+A8S5 A1=A1+A3S6 A5=A5+A7S7 A1=A1+A5寫出用FORK、JOIN語句表示其并行任務(wù)的派生和匯合關(guān)系的程序，以假想使此程序能在多處理機(jī)上運(yùn)行。

五、綜合應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)

41.有一個4段的單功能非線性流水線，其預(yù)約表如題28表：(1)分別寫出延遲禁止表F，沖突向量C，并畫出沖突向量的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖;(2)寫出其流水線的最佳調(diào)度方案及此時的最大吞吐率。

42.有一個虛擬存儲器，主存有4個實(shí)頁，頁號為0~3，程序有8個虛頁，頁號為0~7，采用全相聯(lián)映像和FIFO替換算法。給出如下程序頁地址流：2、3、5、2、4、0、1、2、4、6。(1)假設(shè)程序的2、3、5頁已先后裝入主存的第3、2、0頁位置，請畫出上述頁地址流工作過程中，主存各頁位置上裝入程序各頁號的變化過程圖，標(biāo)出命中時刻;(2)求出此期間主存的命中率H。