計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)期末考試試題及其答案匯編

1、學習-好資料學習-好資料計算機科學系計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)期末考試試卷（A卷）題號一二二四五總分簽名得分注：1、共100分，考試時間120分鐘。2、此試卷適用于計算機科學與技術(shù)本科專業(yè)。單選題：（10分，每題1分）1、."啟動I/O”指令是主要的輸入輸出指令，是屬于（ B ）A.目態(tài)指令B.管態(tài)指令C.目態(tài)、管態(tài)都能用的指令 D.編譯程序只能用的指令2、輸入輸出系統(tǒng)硬件的功能對 （B ）是透明的A.操作系統(tǒng)程序員B.應用程序員 C.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計人員D.機器語言程序設計員3、全相聯(lián)地址映象是指（A）A.任何虛頁都可裝入主存中任何實頁的位置B.一個虛頁只裝進固定的主存實頁位置C.組之間固定，組內(nèi)

2、任何虛頁可裝入任何實頁位置D.組間可任意裝入，組內(nèi)是固定裝入4、（ C ） 屬于MIMD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)A.各處理單元同時受一個控制單元的管理 B.各處理單元同時受同個控制單元送來的指令C.松耦合多處理機和多計算機系統(tǒng) D. 陣列處理機5、多處理機上兩個程序段之間若有先寫后讀的數(shù)據(jù)相關(guān)，則（ B ）A.可以并行執(zhí)行 B.不可能并行 C.任何情況均可交換串行D.必須并行執(zhí)行6、計算機使用的語言是（B）A.專屬軟件范疇，與計算機體系結(jié)構(gòu)無關(guān)B.分屬于計算機系統(tǒng)各個層次C.屬于用以建立一個用戶的應用環(huán)境D.屬于符號化的機器指令7、指令執(zhí)行結(jié)果出現(xiàn)異常引起的中斷是（ C ）A.輸入/輸出中斷B.機器校驗中斷

3、C.程序性中斷 D.外部中斷8、塊沖突概率最高的 Cache地址映象方式是（A ）A.直接 B .組相聯(lián) C .段相聯(lián) D .全相聯(lián)9、組相聯(lián)映象、LRU替換的Cache存儲器，不影響 Cache命中率的是（B ）A.增大塊的大小B .增大主存容量 C .增大組的大小 D .增加Cache中的塊數(shù)10、流水處理機對全局性相關(guān)的處理不.包括（C）A.猜測法B.提前形成條件碼 C.加快短循環(huán)程序的執(zhí)行D.設置相關(guān)專用通路得分評分人填空題:（20分，每題2分）1、數(shù)據(jù)通路寬度就是_數(shù)據(jù)總線上一次并行傳送的信息位數(shù)_。2、計算機仿真用 微程序 解釋，計算機模擬用 _機器語言解釋3、陣列處理機按存貯器的

4、組成方式可分為兩種構(gòu)形,分別為二分布式存儲器和集中共享式。4、按弗林的觀點，計算機系統(tǒng)可分為 SISD、 SIMD、MISD和 MIMD 四大類5、浮點數(shù)尾數(shù)的下溢處理方法有：截斷法，舍入法，恒置1法，查表舍入法 _06、流水線消除速度瓶頸的方法有瓶頸子過程拆分和瓶頸子過程并聯(lián)兩種。7、具有相同“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”（如指令系統(tǒng)相同）的計算機可以因為速度要求等因素 的不同而采用 計算機組成 。8 .在非線性流水線機器中，可能發(fā)生的數(shù)據(jù)相關(guān)有：先讀后寫相關(guān)，寫寫相關(guān)和先寫后讀相關(guān)。8、互連網(wǎng)絡的交換方法主要有線路交換、包交換、線路/包交換，SIMD互連網(wǎng)絡多采用 線交換，多處理機常采用包 交換。9 、 C

5、ache存儲器寫操作時，只寫入 Cache,僅當需要塊替換時，才將其寫回主 存，稱這種修改主存塊內(nèi)容的方法為_寫回法。簡答題：（40分，每題4分）1 .計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的是什么？軟、硬件之間的功能分配以及對傳統(tǒng)機器級界面的確定。2 .計算機組成和計算機實現(xiàn)有什么關(guān)系？計算機組成指的是計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實現(xiàn)。計算機實現(xiàn)指的是計算機組成的物理實現(xiàn)。計算機組成和計算機實現(xiàn)關(guān)系密切，有人將它們和稱為計算機實現(xiàn)。3 .器件的發(fā)展對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響？器件的發(fā)展改變了邏輯設計的傳統(tǒng)方法。器件的發(fā)展也使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的“下移”速度加快。器件的發(fā)展還促進了算法、語言和軟件的發(fā)展。4 .解決計算機主存與 CPU的速度

6、差對機器性能的影響，可采用哪些解決方法？設置Cache,采用并行主存系統(tǒng)5 .簡述設計RISC結(jié)構(gòu)使用的基本技術(shù)。（1）按設計RISC的一般原則來設計 （2）邏輯實現(xiàn)上采用硬聯(lián)和微程序相結(jié)合 （3）設置 大量工作寄存器并采用重疊寄存器窗口（4）指令用流水和延遲轉(zhuǎn)移 （5）采用Cache （6）更多精品文檔學習-好資料優(yōu)化設計編譯系統(tǒng)6 .什么是軟件的可移植性 ？軟件不修改或只經(jīng)少量修改就可由一臺機器移植到另一臺機器上運行7 .請解釋說明常用的 4種基本單級互聯(lián)網(wǎng)絡.立方體單級網(wǎng)絡，PM2I網(wǎng)絡，混洗交換單級網(wǎng)絡,蝶形單級網(wǎng)絡8 .什么是中斷響應次序和處理次序？中斷響應次序是在同時發(fā)生多個不同種

7、類的中斷請求時，中斷響應硬件中排隊器所決定的響應次序.處理次序是各個中斷請求實際被處理完畢的順序9 .請解釋存儲系統(tǒng)和存儲體系的區(qū)別.存儲系統(tǒng)是將多種不同工藝白存儲器組織在一起，但從邏輯上還不能成為一個整體而存儲體系就是從程序員角度來看，各種不同工藝的存儲器在邏輯上是一個整體.10 .請說明一次重疊中通用寄存器組相關(guān)的處理辦法處理辦法有推后讀和設置相關(guān)通路計算題：（30分，每題6分）1 .經(jīng)統(tǒng)計，某機器14條指令的使用頻率分別為：0.01,0.15, 0.12, 0.03, 0.02,0.04, 0.02,0.04, 0.01, 0.13, 0.15, 0.14, 0.11,0.03有兩種碼長

8、的擴展操作碼的操作碼平均碼長。請分別求出用等長碼，哈夫曼碼，只等長碼碼長為4位， 哈夫曼碼平均碼長為3. 3 8位，兩種碼長的擴展操作碼的操作碼平均碼長為3 . 4位2 .設有兩個向量 C和D,各有4個元素，在圖中的靜態(tài)雙功能流水線上工作。其中，1->2->3->5組成加法流水線，1->4->5組成乘法流水線。設每個流水線所經(jīng)過的時間均為A t ,而且流水線的輸出結(jié)果可以直接返回到輸入或暫存于相應的緩沖寄存器中, 延遲時間和功能切換所需要的時間都可以忽略不計。求：該流水線的實際吞吐率苴TP和時間A t學習-好資料實際吞吐率 TP=7/ (15At)r =32%3

9、.在一個5段的流水線處理機上需經(jīng)9拍才能完成一個任務，其預約表如下表所示。(1)分別寫出延遲禁止表 F、初始沖突向量 C; (2)畫出流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；(3)求出 最小平均延遲、調(diào)度最佳方案。分別寫出延遲禁止表 F = 1, 5, 6, 8, 初始沖突向量 C = 1 0 1 1 0 0 0 1 ,流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖最小平均延遲：3.5拍調(diào)度最佳方案 (3 , 4 )4 .如果設一個系統(tǒng)有四個中斷級，中斷響應次序為1->2->3->4?，F(xiàn)要求中斷處理次序改為1->4->3->2, (1)請畫出中斷級屏蔽位表。(2)如果在運行用戶程序的過程中同時發(fā)生了 1,2,

10、3,4 級中斷，請畫出此程序運行過程示意圖。(3)如果在運行用戶程 序的過程中同時發(fā)生了 2,3級中斷，而在3級中斷未處理完畢又發(fā)生了4級中斷,最后回到用戶程序時又同時發(fā)生了1,2級中斷，請畫出此程序運行過程示意圖。(1)更多精品文檔學習-好資料中斷處理 嚶序級別中所繪屏帳也1 ta2級3轂*鍛弟】級0°0n帚2級1Q11第3級1301第i級I口 100(3 )(2)中斷 用也身便交甑足里程序4*9更多精品文檔5 .計算多級立方體互連網(wǎng)絡。見圖N=8多級立方體互連網(wǎng)絡，求當輸入端級控制信號為S2S1S0=010時，輸入端為 0 1 2 3 4 5 6 7時，輸出端為： 2301674

11、501234567s0sis2計算機科學系計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)期末考試試卷（B卷）年級：專業(yè)： 班級：_ 學號：姓名：題號一二二四五總分簽名得分注：1、共100分，考試時間120分鐘。2、此試卷適用于計算機科學與技術(shù)本科專業(yè)。單選題：（10分，每題1分）計算機中優(yōu)化使用的操作碼編碼方法是A.哈夫曼編碼 B. ASCII 碼C. BCD碼D.擴展操作碼12、 對系統(tǒng)程序員不透明的應當是（B ）A. Cache存儲器B.虛擬存儲器C.指令緩沖寄存器 D.數(shù)據(jù)通路寬度13、 全相聯(lián)地址映象是指（A）A.任何虛頁都可裝入主存中任何實頁的位置B.一個虛頁只裝進固定的主存實頁位置C.組之間固定，組內(nèi)任何虛頁可裝

12、入任何實頁位置D.組間可任意裝入，組內(nèi)是固定裝入14、 （ C ） 屬于MIMD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)A.各處理單元同時受一個控制單元的管理B.各處理單元同時受同個控制單元送來的指令C.松耦合多處理機和多計算機系統(tǒng)D.陣列處理機15、 多處理機上兩個程序段之間若有先寫后讀的數(shù)據(jù)相關(guān)，則（ B ）A.可以并行執(zhí)行 B.不可能并行 C.任何情況均可交換串行D.必須并行執(zhí)行16、 系列機軟件必須保證（C ）A.向前兼容，并向上兼容B.向前兼容，并向下兼容C.向后兼容，力爭向上兼容D.向后兼容，力爭向下兼容17、 指令執(zhí)行結(jié)果出現(xiàn)異常引起的中斷是（ C ）A.輸入/輸出中斷B.機器校驗中斷 C.程序性中斷 D.外部

13、中斷18、 在Cache存儲器中常用的地址映象方式是（ C ）A.全相聯(lián)映象 B .頁表法映象 C .組相聯(lián)映象 D .段頁表映象19、 組相聯(lián)映象、LRU替換的Cache存儲器，不影響 Cache命中率的是（B ）A.增大塊的大小 B .增大主存容量 C .增大組的大小 D .增加Cache中的塊數(shù)20、 流水處理機對全局性相關(guān)的處理不包括（D）A.猜測法B.提前形成條件碼 C.加快短循環(huán)程序的執(zhí)行D.設置相關(guān)專用通路得分10、11、 數(shù)據(jù)寬度就是 I / o設備取得I / o總線后所傳送數(shù)據(jù)的總 < 。12、13、 計算機仿真用微程序 _解釋，計算機模擬用_機器語言解釋14、 固件就

14、是 一 種具有軟件功能的硬 件。15、 按弗林的觀點，計算機系統(tǒng)可分為 SISD、SIMD、MISD和 MIMD 四大類16、17、 浮點數(shù)尾數(shù)的下溢處理方法有：截斷法，舍入法，恒置1法，查表舍入性。18、19、 實現(xiàn)軟件移植的基本技術(shù)有同一高級語言，采用系列機，模擬和仿真。20、21、 并行主存系統(tǒng)包括單體多字，多體單字和多體多字交叉存儲量 。22、 在非線性流水線機器中，可能發(fā)生的數(shù)據(jù)相關(guān)有：先讀后寫相關(guān)， 寫寫相關(guān) 和先寫后讀相關(guān)。23、 互連網(wǎng)絡的交換方法主要有線路交換、包交換、線路 /包交換，SIMD互連網(wǎng)絡多采用_線交換，多處理機常采用包交換。24、 Cache存儲器寫操作時，在寫

15、入Cache的同時將其寫回主存， 稱這種修改主存塊內(nèi)容的方法為_寫直達法。得分評分人簡答題：（40分，每題4分）5 .計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的是什么？軟、硬件之間的功能分配以及對傳統(tǒng)機器級界面的確定。6 .計算機組成設計要解決的問題是什么？在所希望能達到的性能和價格比的前提下，怎樣最佳、最合理地把各種設備和部件組織學習-好資料學習-好資料成為一臺計算機，以實現(xiàn)所確定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。7 .舉例說明幾種指令級高度并行的超級處理機？超標量處理機、超長指令字處理機 、超流水線處理機、超標量超流水線處理機8 .解決計算機主存與 CPU的速度差對機器性能的影響，可采用哪些解決方法？設置Cache,采用并行主存系統(tǒng)

16、11 . CISC指令系統(tǒng)的含義？復雜指令系統(tǒng)計算機，即機器指令系統(tǒng)變得越來越龐雜，這就是所謂的CISC指令系統(tǒng)。12 .什么是軟件的可移植性 ？軟件不修改或只經(jīng)少量修改就可由一臺機器移植到另一臺機器上運行13 .請解釋說明常用的 4種基本單級互聯(lián)網(wǎng)絡.立方體單級網(wǎng)絡，PM2I網(wǎng)絡，混洗交換單級網(wǎng)絡，蝶形單級網(wǎng)絡14 .什么是并行性？只要在同一時刻或是在同一時間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同或不同的工作，它們在時間上能相互重疊，都體現(xiàn)了并行性。15 .請解釋存儲系統(tǒng)和存儲體系的區(qū)別.存儲系統(tǒng)是將多種不同工藝的存儲器組織在一起，但從邏輯上還不能成為一個整體.而存儲體系就是從程序員角度來看，各種

17、不同工藝的存儲器在邏輯上是一個整體.16 .請說明一次重疊中通用寄存器組相關(guān)的處理辦法處理辦法有推后讀和設置相關(guān)通路計算題：（30分，每題6分）1.設一臺模型機有 7條指令，其使用頻度為:指令I1使用頻度0.03|I40.05指令使用頻度I20.03|I50.15I30.04|I60.3| I70.4H=222.設有兩個向量 C和D,各有4個元素，在圖中的靜態(tài)雙功能流水線上工作。其中，1->2->3->5組成加法流水線，1->4->5組成乘法流水線。設每個流水線所經(jīng)過的時間均為At,而且流水線的輸出結(jié)果可以直接返回到輸入或暫存于相應的緩沖寄存器中，其延遲時間和功能

18、切換所需要的時間都可以忽略不計。求：該流水線的實際吞吐率TP和效率Y)。5 J . J 口 4:"j:=3 i -=*=Z=2!;： ；1_-I -0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16時間 A t實際吞吐率 TP=7/ (15At)r =32%3 .在一個5段的流水線處理機上需經(jīng)9拍才能完成一個任務，其預約表如下表所示。(1)分別寫出延遲禁止表 F、初始沖突向量 C; (2)畫出流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；(3)求出 最小平均延遲、調(diào)度最佳方案。柏號FI分別寫出延遲禁止表 F = 1, 5, 6, 8, 初始沖突向量 C = 1 0 1 1 0 0 0 1 ,流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖最小平均延遲：3.5拍調(diào)度最佳方案（3,4）4 .若機器共有5級中斷，中斷響應優(yōu)先次序為1一2一3一4一 5,現(xiàn)要求其實際的中斷處理次序為