計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自考2013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(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯(cuò)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.對匯編語言程序員透明的是 ( )

A.程序性中斷
B.浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示
C.訪問方式保護(hù)
D.I/O方式中的DMA訪問方式

2.下列不屬于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開發(fā)并行性途徑的是 ( )

A.時(shí)間重疊
B.空間重疊
C.資源重復(fù)
D.資源共享

3.在相同的機(jī)器字長和尾數(shù)位數(shù)的情況下，浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)基值取小，可使浮點(diǎn)數(shù) ( )

A.可表示的個(gè)數(shù)增多
B.可表示的范圍增大
C.在數(shù)軸上的分布變密
D.運(yùn)算過程中精度損失降低

4.磁盤適合于連接到 ( )

A.數(shù)組多路通道或選擇通道
B.字節(jié)多路通道或選擇通道
C.數(shù)組多路通道或字節(jié)多路通道
D.字節(jié)多路通道或數(shù)組多路通道或選擇通道

5.Cache存儲器常用的地址映像方式是 ( )

A.全相聯(lián)映像
B.頁表法映像
C.組相聯(lián)映像
D.段頁表映像

6.下列對流水線功能描述不正確的是 ( )

A.線性流水線是單功能流水線
B.動態(tài)流水性是多功能流水線
C.靜態(tài)流水線是多功能流水線
D.動態(tài)流水線是單功能流水線

7.在流水機(jī)器中，全局性相關(guān)是指 ( )

A.指令相關(guān)
B.先讀后寫相關(guān)
C.先寫后讀相關(guān)
D.由轉(zhuǎn)移指令引起的相關(guān)

8.16個(gè)處理器編號為0～15，采用單級網(wǎng)絡(luò)互連，互連函數(shù)為Shuffle，則第12號處理器將 連到的處理器的編號是 ( )

A.3
B.6
C.5
D.12

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

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

10.利用時(shí)間重疊概念實(shí)現(xiàn)并行處理的是 ( )

A.多處理機(jī)
B.陣列處理機(jī)
C.流水處理機(jī)
D.相聯(lián)處理機(jī)

二、填空題(本大題共12題，每空1分，共20分)

11.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)由高到低分別為應(yīng)用語言機(jī)器級、高級語言機(jī)器級、匯編語言機(jī)器級、______機(jī)器級、傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級和______機(jī)器級。

12.陣列處理機(jī)是以__________途徑開發(fā)的向量處理機(jī)。

13.設(shè)計(jì)RISC系統(tǒng)時(shí)，可以從面向______、面向______、面向操作系統(tǒng)三個(gè)方面的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)來考慮。

14.在滿足通道設(shè)計(jì)流量不低于設(shè)備工作時(shí)的最大流量時(shí)，為使微觀上不丟失設(shè)備信息，可以加設(shè)______或動態(tài)改變設(shè)備響應(yīng)的______來彌補(bǔ)。

15.在高級數(shù)據(jù)表示中，自定義數(shù)據(jù)表示包括______和______兩類。

16.尋址分別有面向主存、_____和____等三種方式。

17.在Cache存儲器中，CPU每次寫Cache的同時(shí)，也寫入主存，稱這種更新主存塊內(nèi)容的方法為______法。

18.流水線消除速度瓶頸的方法有瓶頸子過程______和瓶頸子過程____兩種。

19.不同的多級互連網(wǎng)絡(luò)反映在所用的交換開關(guān)的功能多少、______和______上各有不同。

110.級控制多級立方體網(wǎng)絡(luò)能實(shí)現(xiàn)______函數(shù)的功能。

111.緊耦合多處理機(jī)實(shí)現(xiàn)多處理機(jī)機(jī)間通信靠的是共享______。

112.脈動陣列結(jié)構(gòu)是由一組處理單元PE構(gòu)成的陣列，陣列中的輸入數(shù)據(jù)流和______數(shù)據(jù)流可各自沿多個(gè)方向______地向前推進(jìn)。

三、簡答題(本大題共5小題，每小題6分，共30分)

21.簡述CISC存在的問題。

22.簡述多處理機(jī)機(jī)間互連的形式。

23.簡述中斷處理次序和中斷響應(yīng)次序的不同點(diǎn)。

24.簡述在采用頁式虛擬存儲器的系統(tǒng)中，頁面失效頻率(PFF)算法的思想。

25.簡述SIMD系統(tǒng)互連網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

四、簡答應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)

31.設(shè)通道在數(shù)據(jù)傳送期內(nèi)，選擇設(shè)備需 4.9 s，傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)需 0.1 s。(1)某低速設(shè)備每隔250 s發(fā)出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送請求，問至多可接幾臺這種低速設(shè) 備?(2)對于如下5種高速設(shè)備A~E，要求字節(jié)傳送請求的時(shí)間間隔如題28表所示。若一 次通信傳送的字節(jié)數(shù)不少于1024字節(jié)，問哪些設(shè)備可以掛在此通道上?哪些不能?                                          題28表

32.向量A和B各有6個(gè)元素，計(jì)算向量點(diǎn)積A·B=。(1)若在順序方式下，一次“加”需4 t，Δ一次“乘”需3Δt，求執(zhí)行完A·B所需的時(shí)間;(2)在如題29圖所示的靜態(tài)雙功能流水線上計(jì)算A·B，其中，l→2→3→5為加法流水線，1→4→5為乘法流水線，輸出可直接返回輸入，延遲時(shí)間和功能切換的時(shí)間忽略不計(jì)。設(shè)計(jì)合理的算法，使完成A·B的時(shí)間最少。畫出流水時(shí)空圖，并標(biāo)出全部算完的時(shí)間。                                  題29圖

五、綜合應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)

41.有表達(dá)式A*(B+C*(D+E*F))+G*H*D，在多處理機(jī)上，要求利用減少樹高的辦法加速運(yùn)算。(1)畫出并行算法的樹形流程圖;(2)求處理機(jī)數(shù)P、運(yùn)算級數(shù)T_p、單處理機(jī)級數(shù)T₁、加速比S_p和效率E_p等的值。

42.頁式虛擬存儲器共有9頁空間準(zhǔn)備分配給A、B兩道程序。已知若給B道程序分配4頁時(shí)，命中率為8/15;而若分配5頁時(shí)，命中率可達(dá)10/15?，F(xiàn)給出A道程序執(zhí)行中的頁 地址流為2,3,2,1，5，2，4，5，3，2，5,2,1，4，5。(1)畫出用堆棧對A道程序頁地址流的模擬過程圖，分別統(tǒng)計(jì)給其分配4頁和5頁時(shí)的命中率;(2)根據(jù)已知條件和上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果，給A、B兩道程序各分配多少實(shí)頁，可使系統(tǒng)效率最高?