上海交通大學(xué)（上海交大）計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)習(xí)題試卷

一 選擇題（50分，每題2分，正確答案可能不只一個(gè)，可單選或復(fù)選）1. 到目前為止，使用最為廣泛的計(jì)算機(jī)形態(tài)是： 。CA超級計(jì)算機(jī)B個(gè)人計(jì)算機(jī)C嵌入式計(jì)算機(jī)D服務(wù)器2. 1970年代開始出現(xiàn)的第四代計(jì)算機(jī)，使用 作為電子器件。CDA小規(guī)模集成電路B中規(guī)模集成電路C大規(guī)模集成電路D超大規(guī)模集成電路3. 體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)把程序及其操作數(shù)據(jù)一同存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器里。ADA馮諾伊曼B哈佛（Harvard）C ZuseD存儲(chǔ)程序4. 的基本任務(wù)是按照程序所排的指令序列，從存儲(chǔ)器取出指令操作碼到控制器中，對指令操作碼譯碼分析，執(zhí)行指令操作。BA. I/O設(shè)備B. 控制器C. 寄存器D. 存儲(chǔ)器5. 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中， 采用二進(jìn)制數(shù)語言。ABDA微程序設(shè)計(jì)級B操作系統(tǒng)級C匯編語言級D 機(jī)器語言級6. 是機(jī)器語言程序員所看到的傳統(tǒng)機(jī)器級所具有的屬性，其實(shí)質(zhì)是確定計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中軟硬件的界面。CA計(jì)算機(jī)組成B計(jì)算機(jī)組織C計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)D計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)7. 在IEEE 754標(biāo)準(zhǔn)中，對于一個(gè)規(guī)格化的32位浮點(diǎn)數(shù)，其尾數(shù)域所表示的值是 ，這是因?yàn)橐?guī)格化的浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)域最左（最高有效位）總是 ，故這一位經(jīng)常不予存儲(chǔ)，而認(rèn)為隱藏在小數(shù)點(diǎn)的左邊，這可以使尾數(shù)表示范圍多一位，達(dá) 位。CA. 0.M、0、23B. 0.M、1、24C. 1.M、1、24D. 1.M、0、238. 在 運(yùn)算中，為了判斷溢出是否發(fā)生，可采用雙符號位檢測法。不論溢出與否,其 符號位始終指示正確的符號。AA 定點(diǎn)、最高B 定點(diǎn)、最低C 浮點(diǎn)、最高D 浮點(diǎn)、最低9. Cache由高速的 組成。BA. DRAMB. SRAM C.ROMD. Flash10. 虛擬地址由 生成。CA. 操作系統(tǒng)B. CPU地址引腳C. 編譯程序D. 用戶程序11. 指令的跳躍尋址方式，是指下一條指令的地址由本條指令直接給出，因此， 的內(nèi)容必須相應(yīng)改變，以便及時(shí)跟蹤新的指令地址。DA. 數(shù)據(jù)寄存器B. 堆棧指示器C. 狀態(tài)寄存器D. 程序計(jì)數(shù)器12. 堆棧是一種特殊的數(shù)據(jù)尋址方式，基于 原理。BCA. FIFOB. FILOC. LIFOD. LILO13. 在CPU中，控制器通常由 和操作控制器組成。ABCDA程序計(jì)數(shù)器B指令寄存器C指令譯碼器D時(shí)序發(fā)生器14. 在CPU中，運(yùn)算器通常由 組成。ABCDA算術(shù)邏輯單元B累加寄存器C數(shù)據(jù)寄存器D狀態(tài)條件寄存器15. 為了執(zhí)行任何給定的指令，必須對指令操作碼進(jìn)行測試，以便識別所要求的操作，CPU中的 就是完成這項(xiàng)工作的。BA指令編碼器B指令譯碼器C指令寄存器D指令緩沖器16. 在操作控制器中， 是采用存儲(chǔ)邏輯來實(shí)現(xiàn)的。AA. 微程序控制器B. 硬布線控制器C. 程序控制器D. 門陣列控制器17. CPU的控制方式通常分為： ，其實(shí)質(zhì)反映了時(shí)序信號的定時(shí)方式。ABDA同步控制方式B異步控制方式C隨機(jī)控制方式D聯(lián)合控制方式18. 廣義地講，并行性中的同時(shí)性是指兩個(gè)以上事件在 發(fā)生。AA. 同一時(shí)刻B. 不同時(shí)刻C. 同一時(shí)間間隔內(nèi)D. 不同時(shí)間間隔內(nèi)19. 以下關(guān)于流水線技術(shù)的描述中，正確的是 。ACDA 就一條指令而言，其執(zhí)行速度沒有加快B 就一條指令而言，其執(zhí)行速度大大加快C 就程序執(zhí)行過程的整體而言，程序執(zhí)行速度大大加快D 適合于大量的重復(fù)性的處理20. 在流水CPU中，指令部件本身又構(gòu)成一個(gè)流水線，即指令流水線，由等幾個(gè)過程段組成。ABCDA取指令B指令譯碼C計(jì)算操作數(shù)地址D取操作數(shù)21. 在流水過程中存在的相關(guān)沖突中，是由轉(zhuǎn)移指令引起的。DA. 資源相關(guān)B. 數(shù)據(jù)相關(guān)C. 性能相關(guān)D. 控制相關(guān)22. 奔騰CPU是Intel公司生產(chǎn)的一種 流水處理器。CA. 標(biāo)量B. 矢量C. 超標(biāo)量D. 超矢量23. 總線的特性包括 。ABCDA物理特性B功能特性C電氣特性D時(shí)間特性24. 奔騰CPU的異常中斷是由指令執(zhí)行引發(fā)的，包括 。CDA可屏蔽中斷B非屏蔽中斷C執(zhí)行異常D執(zhí)行軟件中斷指令25. 從執(zhí)行程序的角度看，最低等級的并行是 并行。AA 指令內(nèi)部B 指令級C 過程級D 程序級二 簡答題（20分，每題4分）1. 請簡述現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的多級存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)。【解】為了解決對存儲(chǔ)器要求容量大、速度快、成本低三者之間的矛盾，目前在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，通常采用多級存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)，即使用高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器。2. 在主存與Cache間為什么要建立地址映射？請簡述3種不同的地址映射方式。【解】與主存容量相比，Cache的容量很小，它保存的內(nèi)容只是主存內(nèi)容的一個(gè)子集。為了把主存塊放到Cache中，必須應(yīng)用某種方法把主存地址定位到Cache中，稱作地址映射。地址映射方式有全相聯(lián)方式、直接方式和組相聯(lián)方式三種：全相聯(lián)映射方式：將主存的一個(gè)塊直接拷貝到Cache中的任意一行上。直接映射方式：一個(gè)主存塊只能拷貝到Cache的一個(gè)特定行位置上去。組相聯(lián)映射方式：將Cache分成u組，每組v行，主存塊存放到哪個(gè)組是固定的，至于存到該組哪一行則是靈活的。3. 什么是虛擬存儲(chǔ)器中的段頁式管理？【解】采用分段和分頁結(jié)合的方法。程序按模塊分段，段內(nèi)再分頁，進(jìn)入主存仍以頁為基本信息傳送單位，用段表和頁表進(jìn)行兩級定位管理。4. 請簡述計(jì)算機(jī)并行處理技術(shù)中的時(shí)間并行和空間并行。【解】時(shí)間并行：讓多個(gè)處理過程在時(shí)間上相互錯(cuò)開，輪流重疊地使用同一套硬件設(shè)備的各個(gè)部分，以加快硬件周轉(zhuǎn)而贏得速度。時(shí)間并行性概念的實(shí)現(xiàn)方式就是采用流水處理部件，是一種非常經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的并行技術(shù)，能保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有較高的性能價(jià)格比?？臻g并行：以“數(shù)量取勝”為原則來大幅度提高計(jì)算機(jī)的處理速度。空間并行技術(shù)主要體現(xiàn)在多處理器系統(tǒng)和多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。5. 如何區(qū)分選擇型DMA控制器和多路型DMA控制器？【解】選擇型DMA控制器在物理上可以連接多個(gè)設(shè)備，而在邏輯上只允許連接一個(gè)設(shè)備，在某一段時(shí)間內(nèi)只能為一個(gè)設(shè)備服務(wù)。多路型DMA控制器不僅在物理上可以連接多個(gè)外圍設(shè)備，而且在邏輯上也允許這些外圍設(shè)備同時(shí)工作。三 若浮點(diǎn)數(shù)的IEEE-754標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)格式為(41D4C000)16，求該浮點(diǎn)數(shù)的十進(jìn)制值，要求給出具體過程。（10分）【解】將16進(jìn)制數(shù)展開后，可得二進(jìn)制數(shù)格式為 (41D4C000)16 = 0 100 0001 1 101 0100 1100 0000 0000 0000 S=0，E=1000 0011=131，M=指數(shù)e=E-127=131-127=(4)10包括隱藏位1的尾數(shù)1.M=1.于是有=(-1)s1.M2e=(1.)24=11010.10011=(26.59375)10 四 主存容量為256MB，虛存容量為2GB，則虛擬地址和物理地址各為多少位？如頁面大小為4KB，則頁表長度是多少？（10分）【解】 2 GB = 231 B 虛擬地址為31位 256 MB = 228 B 物理地址為28位頁表長度 = 虛存容量/頁面大小 = 2 GB / 4 KB = 512 K五 (1)某總線在一個(gè)總線周期中并行傳送32位數(shù)據(jù)，假設(shè)一個(gè)總線周期等于一個(gè)總線時(shí)鐘周期，總線時(shí)鐘頻率為50MHz，總線帶寬是多少? (2)如果一個(gè)總線周期中并行傳送64位數(shù)據(jù)，總線時(shí)鐘頻率升為100MHz，總線帶寬是多少? （10分）【解】設(shè)