計算機系統(tǒng)結構自考2011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。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.下列屬于計算機系統(tǒng)結構研究范疇的是( )

A.指令系統(tǒng)的確定
B.可靠性技術
C.數據通路寬度
D.乘法器的物理實現(xiàn)

2.對機器語言程序員透明的是( )

A.中斷字寄存器
B.條件碼寄存器
C.通用寄存器
D.乘法器

3.按弗林(Flynn)提出的計算機系統(tǒng)分類方法，陣列處理機屬于( )

A.SISD
B.SIMD
C.MISD
D.MIMD

4.下列四種浮點數尾數下溢處理方法中，平均誤差可以調節(jié)的是( )

A.截斷法
B.舍入法
C.恒置“1”法
D.查表舍入法

5.非專用總線的總線控制方式采用集中式定時查詢方式，若部件的數量N=8，則需要的控制線線數是( )

A.3
B.4
C.5
D.8

6.計算機系統(tǒng)中采用Cache存儲器的主要目的是( )

A.增大容量
B.提高速度
C.降低價格
D.既提高速度又降低價格

7.下列關于陣列處理機與流水線處理機特點的描述，不正確的是( )

A.陣列處理機利用并行性中的同時性，而流水線處理機利用的是時間重疊
B.陣列處理機提高速度主要靠縮短時鐘周期，流水線處理機主要靠增大處理單元數
C.陣列處理機使用互連網絡來確定處理單元間的連接，而流水線處理機則不是
D.與流水線處理機不同，陣列處理機的結構是和所采用的并行算法緊密聯(lián)系的

8.編號為0、1、2、……、15的16個處理器，用單級互連網絡互連，用Cubeo互連函數時，與第9號處理器相連的處理器編號是( )

A.8
B.10
C.11
D.12

9.編號為0、1、2、……、15的16個處理器，用單級互連網絡互連，用Shuffle互連函數時，與第7號處理器相連的處理器編號是( )

A.10
B.12
C.14
D.15

10.陣列處理機主要實現(xiàn)( )

A.程序段的并行
B.主存操作的并行
C.作業(yè)、任務間并行
D.操作級并行

二、填空題(本大題共11題，每空1分，共20分)

11.用____________解釋實現(xiàn)軟件移植的方法稱為模擬;用_______________直接解釋另一 種機器指令系統(tǒng)的方法稱為仿真。

12.引入數據表示的原則，一看系統(tǒng)的效率是否提高，即是否減少了實現(xiàn)時間和____________，其次看其____________和利用率是否高。

13.主存物理地址是程序在主存中的實際地址，_____________是程序員編程用的地址。

14.開發(fā)并行性的途徑有____________、____________和資源共享等。

15.陣列處理機根據存儲器的組成方式不同分為_______________存儲器的陣列處理機構形和____________存儲器的陣列處理機構形。

16.通過控制機構同時解釋兩條、多條機器指令可以加快機器語言程序的解釋。其中_____________和____________是常用的指令解釋方式。

17.超標量處理機利用資源重復實現(xiàn)并行處理，超流水線處理則著重開發(fā)________________的并行性。

18.非專用總線的集中式總線控制方式有____________、定時查詢和____________三種不同方式。

19.根據所用的存儲映象算法，虛擬存儲器管理方式主要有____________頁式和_____________三種。

110.多處理機的操作系統(tǒng)有____________、______________和浮動型三類。

111.從語義上講，數據流是基于____________和____________的一種計算模型。

三、簡答題(本大題共5小題，每小題6分，共30分)

21.簡述尋址方式在指令中的兩種指明方式，并說明它們的優(yōu)缺點。

22.簡述RISC的優(yōu)缺點。

23.簡述全排列網絡的含義及實現(xiàn)全排列網絡的兩種方式。

24.簡述對中斷進行分級的原因以及分級方法。

25.簡述機群系統(tǒng)與傳統(tǒng)的并行處理系統(tǒng)相比所具有的優(yōu)點。

四、簡答應用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)

31.若指令的解釋分取指、分析與執(zhí)行3個階段，每階段的時間相應為t_取指、t_分析、t_執(zhí)行。分別寫出采用以下解釋方式，執(zhí)行完100條指令所需時間的一般關系式;并計算當t_取指=5、 t_分析=3_、t_執(zhí)行=2時的具體結果。(1)順序方式;(2)僅“執(zhí)行_k”，“分析_k+1”，“取指_k+2”重疊;(3)僅“執(zhí)行_k”與“取指_k+1”重疊。

32.用霍納法則給定的表達式如下：E=a(b+c(d+ef))+g利用減少樹高的辦法加速運算，要求：(1)畫出樹形流程圖;(2)計算運算級數T_P，處理機機數P、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.某字節(jié)多路通道連接5臺外設，數據傳送速率分別如下表所示：(1)計算所有設備都工作時的通道實際最大流量;(2)如果設計的通道工作周期使通道極限流量恰好與通道最大實際流量相等，以滿足流量設計的基本要求，同時讓傳送速率越高的設備響應的優(yōu)先級越高。從5臺設備同時發(fā)出請求開始，畫出此通道響應和處理各設備請求的時間示意圖。

42.若主存有4個頁，每頁256個字，現(xiàn)有一個2008個字的程序，其訪問虛存的地址流為40、80、534、580、180、800、2000、300、320、1560、1600，現(xiàn)采用FIFO算法進行頁面替換。(1)請按訪存的各個時刻，畫出頁面替換過程模擬圖并標出命中情況;(2)計算主存的命中率H。