計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)題(含參考答案)

1、02325計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)題10/7一、單項選擇題1多處理機上兩個程序段之間同時有先讀后寫和先寫后讀兩種數(shù)據(jù)相關(guān)，則（C）A交換串行B.不能并行執(zhí)行C必須并行執(zhí)行D.順序串行2 輸入輸岀系統(tǒng)硬件的功能對下面哪一類人員是透明的（A）A應(yīng)用程序員B操作系統(tǒng)程序員C機器語言程序設(shè)計員D系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計人員3 輸入流水線的指令既無局部性相關(guān)也沒有全局性相關(guān)，則（B）A岀現(xiàn)瓶頸B可獲得高的吞吐率和效率C可靠性提咼D流水線的效率和吞吐率惡化4 相對較好的處理浮點數(shù)尾數(shù)的下溢的方法是（D）A舍入法B恒置1法C截斷法D查表舍入法5 以下屬于操作級并行SIMD計算機的是（A）A陣列處理機B多處理機C超標(biāo)量處理機D

2、超流水線處理機6 數(shù)據(jù)表示的含義是A程序中的數(shù)據(jù)格式B數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C硬件能直接識別引用的數(shù)據(jù)類型D數(shù)據(jù)類型7下面不是流水機器全局相關(guān)的處理方法的是A采取延遲轉(zhuǎn)移B堆棧法C猜測法D加快短循環(huán)程序的處理8面向堆棧的尋址（D）A能更好地支持向量的運算B比面向寄存器的尋址訪問速度快C能更好地支持矩陣運算D有利于子程序嵌套、遞歸調(diào)用參數(shù)、返回地址及現(xiàn)場的保存和恢復(fù)9中斷的優(yōu)先級由高到低的是A. 程序性丿/0T機器校驗B外部T重新啟動T程序性C.I/OT程序性T掉電d.通路錯T程序性Ti/oT重新啟動10多端口存儲器適合于連接A機數(shù)很多的多處理機B機數(shù)可變的多處理機C緊耦合多處理機D松耦合多處理機11關(guān)于歸約

3、機的描述正確的是A歸約機不是基于數(shù)據(jù)流的計算模型B歸約機采用需求驅(qū)動，執(zhí)行的操作序列取決于對數(shù)據(jù)的需求C歸約機不是以函數(shù)式語言為機器語言D歸約機采是VonNeumann型計算機12關(guān)于靜態(tài)流水線的描述正確的是A某一時間內(nèi)各段只能按一種功能聯(lián)接流水的多功能流水線B功能固定的流水線C. 各段之間的連接是固定不變D. 某一時間內(nèi)可執(zhí)行多種功能13.多處理機機間互連采用總線形式的優(yōu)點是（A）A結(jié)構(gòu)簡單、造價低、可擴充性好B適用于處理機機數(shù)較多的場合C.系統(tǒng)增減模塊不方便D沒有訪問公用總線的沖突14 位片處理是指計算機采用方式對數(shù)據(jù)進行處理。（C）A字并位并B字串位并C字并位串D字串位串15 在主存一C

4、ache地址變換過程中塊沖突率最低的是（B）A直接映像及其變換B全相聯(lián)映像和變換C.組相聯(lián)映像及其變換D都不是16 關(guān)于頁面替換算法描述正確的是（D）AFIFO能正確反映程序的局部性BFIFO不是根據(jù)過去使用情況預(yù)估未來C隨機算法的主存命中率很高DLRU能正確反映程序的局部性17計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)由高到低分別為（A）A高級語言機器級，匯編語言機器級，傳統(tǒng)機器語言機器級，微程序機器級B高級語言機器級，應(yīng)用語言機器級，匯編語言機器級，微程序機器級C應(yīng)用語言機器級，傳統(tǒng)機器語言機器級，匯編語言機器級，操作系統(tǒng)機器級D應(yīng)用語言機器級，操作系統(tǒng)機器級，微程序機器級，傳統(tǒng)機器語言機器級陣列處理B1218

5、.除了分布處理、MPP和機群系統(tǒng)外，并行處理計算機按其基本結(jié)構(gòu)特征可分為流水線計算機，機，多處理機和（D）A.計算機網(wǎng)絡(luò)B.控制流計算機C.機群系統(tǒng)D.數(shù)據(jù)流計算機19在23x23Delta網(wǎng)絡(luò)中需要2X2交叉開關(guān)模塊個數(shù)為（B）A6C24D6420通道程序執(zhí)行結(jié)束時引起的中斷是（A）AI/O中斷B訪管中斷C程序性中斷D外部中斷21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(yīng)用環(huán)境D. 屬于符號化的機器指令22動態(tài)數(shù)據(jù)流機最突出的特點是使（C）A. 數(shù)據(jù)流令牌無標(biāo)號B. 需要程序記數(shù)器來實現(xiàn)C. 令牌帶上標(biāo)號D.

6、同步由門（Latch）寄存器來實現(xiàn)23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24.多處理機的各自獨立型操作系統(tǒng)(D)A. 要求經(jīng)管程序不必是可再入的B. 適合于緊耦合多處理機C. 工作負(fù)荷較平衡D. 有較高的可靠性25輸入輸出系統(tǒng)硬件的功能對是透明的。(B)A. 操作系統(tǒng)程序員B. 應(yīng)用程序員C. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計人員D. 機器語言程序設(shè)計員26.“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27.全相聯(lián)地址映象是指(A)

7、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. 組之間是固定的，而組內(nèi)任何虛頁可以裝入任何實頁位置D. 組間可任意裝入，組內(nèi)是固定裝入28. 屬于MIMD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。(C)A. 各處理單元同時受同一個控制單元的經(jīng)管B. 各處理單元同時接受同一個控制單元送來的指令C. 松耦合多處理機和多計算機D. 陣列處理機29. 設(shè)16個處理器編號分別為0,1,2,-,15用Cubes互聯(lián)函數(shù)時，第10號處理機與第(D)號處理機相聯(lián)。A.11B.8C.14D.230.若輸入流水線的指令既無局部性相關(guān),也不存在全局性相關(guān),則A. 可獲得高的吞吐率和效率B. 流水線的效率和吞吐

8、率惡化C. 岀現(xiàn)瓶頸D. 可靠性提高31.“從中間開始”設(shè)計的“中間”目前多數(shù)在A.傳統(tǒng)機器語言機器級與操作系統(tǒng)機器級之間B.傳統(tǒng)機器語言機器級與微程序機器級之間C.微程序機器級與匯編語言機器級之間D.操作系統(tǒng)機器級與匯編語言機器級之間32.計算機中優(yōu)化使用的操作碼編碼方法是(D)A.哈夫曼編碼B.ASCII碼C.BCD碼D.擴展操作碼33.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外部中斷34.以下不屬于堆棧型替換算法的是(C)A.近期最少使用算法B.近期最久未用過算法C. 先進先出算法D.頁面失效頻率算法35. 以下與虛擬存儲器的等效訪問速度無

9、關(guān)的是（D）A.頁地址流B.頁面調(diào)度策略C.主存的容量D.輔存的容量36. 以下說法不正確的是（D）A.線性流水線是單功能流水線B.動態(tài)流水線是多功能流水線C.靜態(tài)流水線是多功能流水線D.動態(tài)流水線只能是單功能流水線37. 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(shè)置相關(guān)專用通路38. 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用多級立方體網(wǎng)絡(luò)，二功能交換單元，級控制方式，這種網(wǎng)絡(luò)稱為（B）A.Omega網(wǎng)絡(luò)B.交換網(wǎng)絡(luò)C.間接二進制n方體網(wǎng)絡(luò)D.數(shù)據(jù)變換網(wǎng)絡(luò)39. 能實現(xiàn)作業(yè)、任務(wù)級并行的異構(gòu)型多處理機屬（C）A.SIMDB.MISDC.MIMDD.SISD40. 系統(tǒng)

10、程序員不透明的應(yīng)當(dāng)是（B）A.Cache存儲器B.虛擬存儲器C.指令緩沖寄存器D.系列機各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度三、填空題1引起中斷的各種事件稱為_中斷源_，中斷源向中斷系統(tǒng)發(fā)出請求中斷的申請，稱為_中斷請求。2邏輯地址是程序員編程用的地址，_主存物理_是程序在主存中的實際地址。3輸入輸出系統(tǒng)包括輸入輸出設(shè)備、設(shè)備_控制器_及與輸入輸出操作有關(guān)的_硬、軟_件。5多功能流水線指的是同一流水線的各個階段之間可以有多種不同的連接方式以實現(xiàn)多種不同的_運算和功能。6集中式總線控制根據(jù)優(yōu)先次序的不同可以有串行連接、定時查詢和_獨立訪問三種不同方式。7頁式虛擬存儲器中，影響命中率的主要因素有頁面大小_訪問頁

11、地址流、替換算法和分配給該程序的_實頁數(shù)。8解決重疊方式相關(guān)處理的兩種基本方法是推后分析_和設(shè)置_相關(guān)專用通路。9按流水處理的級別可分為_部件級、處理機級和系統(tǒng)級。10多處理機互聯(lián)一般采用_總線形式_、環(huán)形互聯(lián)、交叉開關(guān)或_多端口存儲器_等幾種形式。11衡量流水線處理機的性能主要是_吞吐率、加速比和效率。12. 輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了3個階段，相應(yīng)對應(yīng)于3種方式，即程序控制1/0_，直接存儲器訪問（DMA）及_I/O處理機方式。13. N個結(jié)點的混洗交換網(wǎng)絡(luò)中，最遠的兩個入、出端的二進制編號是全“0”_和_全“1”_,其最大距離為2n-1。14. 按弗林（MichaelJ.Flynn）的觀點

12、，計算機系統(tǒng)可分為_單指令流單數(shù)據(jù)流_單指令流多數(shù)據(jù)流、多指令流單數(shù)據(jù)流和_多指令流多數(shù)據(jù)流_四大類。15標(biāo)志符與每個數(shù)據(jù)相連，合存于一同一存儲單元一，用于描述單個數(shù)據(jù)的一類型特征16總線仲裁算法有：靜態(tài)優(yōu)先級算法、固定時間片算法、動態(tài)優(yōu)先級算法和先來先服務(wù)算法。17與重疊機器一樣，流水機器在遇到轉(zhuǎn)移指令，尤其是條件轉(zhuǎn)移指令時，效率也會顯著下降。18自定義數(shù)據(jù)表示包括標(biāo)志符數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)描述符兩類。19在滿足通道設(shè)計流量不低于設(shè)備工作時的最大流量時，為使微觀上不丟失設(shè)備信息，可以加設(shè)一定容量的緩沖器或動態(tài)提高響應(yīng)的_優(yōu)先級來彌補。20流水線消除速度瓶頸的方法有瓶頸子過程再細(xì)分和瓶頸子過程重復(fù)設(shè)

13、置多套瓶頸段兩種。四、簡答題1 簡述計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成和實現(xiàn)三者的相互關(guān)系。皿結(jié)構(gòu)旳成、實規(guī)三者互不棚此但又相互形*t相同結(jié)構(gòu)I如捂令系統(tǒng)ft!同)的計算機、可以因遠度不同面采用不同的組成同驛卜一種規(guī)成可有多種不同的實現(xiàn)。反過來組成也會也響結(jié)構(gòu)，徴程序控制就忌”個典型的例子通過改變控制存儲器中的恠稈序就町改變系疣的機器指令.改蠻結(jié)構(gòu)'血果沒有組成技術(shù)的進步+結(jié)構(gòu)的進展是不可能的t正因為如此療兢結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須結(jié)令應(yīng)用考慮為軟件ftffs的實現(xiàn)雖供呃務(wù)更好的支持，同時考應(yīng)可能采用和襪搭采用的組成技術(shù).縱成設(shè)計上血決定T緒構(gòu)下面受醺于實現(xiàn)技術(shù)'然而它們是可以實規(guī)折衷權(quán)幣的。結(jié)構(gòu)，組

14、成和實現(xiàn)所包含的具休內(nèi)容SS不同時期及不同的計算機系統(tǒng)冇菱舁"在篥荃系St中作為結(jié)初的內(nèi)容，底另一陛系統(tǒng)中町懈是殂成和實現(xiàn)的內(nèi)容匚軟件的換化用變件的軟化都反映了這一事實乜2 簡述頁式虛擬存儲器中的頁面失效和頁面爭用，并說明什么時候兩者同時發(fā)生，什么時候兩者不同時發(fā)生。答：要訪問的虛頁不在實際主存中時，就會發(fā)生頁面失效。當(dāng)頁面調(diào)入主存，主存中的頁面位置全部已被其它虛頁占用時，就會發(fā)生頁面爭用。當(dāng)分配給程序的內(nèi)存區(qū)已被全部占用之后，只要發(fā)生頁面失效，就一定會發(fā)生頁面爭用。反之，發(fā)生頁面失效，并不會發(fā)生頁面爭用。3簡述多處理機的基本特點答：多處理機具有兩臺以上的處理機，在操作系統(tǒng)控制下通過

15、共享的主存或輸入/輸出子系統(tǒng)或高速通訊網(wǎng)絡(luò)進行通訊結(jié)構(gòu)上多個處理機用多個指令部件分別控制，通過機間互連網(wǎng)絡(luò)通訊。算法上不只限于處理向量數(shù)組，還要實現(xiàn)更多通用算法中的并行。系統(tǒng)經(jīng)管上要更多地依靠軟件手段，有效解決資源分配和經(jīng)管，特別是任務(wù)分配，處理機調(diào)度，進程的同步和通訊等問題。4簡述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和機器的數(shù)據(jù)表示之間的關(guān)系答：數(shù)據(jù)表示是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的組成元素，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要通過軟件映像變換成計算機所具有的各種數(shù)據(jù)表示來實現(xiàn)。不同的數(shù)據(jù)表示可為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)提供不同的支持，表現(xiàn)在實現(xiàn)效率和方便性上不同。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)表示是軟件和硬件之間的交界面。5.簡述采用RISC結(jié)構(gòu)后可以帶來的好處(P93)答:采用RIS

16、C結(jié)構(gòu)后可以帶來的好處主要有以下幾個方面：(1) 、簡化指令系統(tǒng)設(shè)計，適合VLSI實現(xiàn)。(2) 、提高計算機的執(zhí)行速度和效率。(3) 、降低設(shè)計成本，提高系統(tǒng)的可靠性。(4) 、可直接支持高級語言的實現(xiàn)，簡化編譯程序的設(shè)計。6簡述在現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中，中斷系統(tǒng)的軟硬件功能是怎樣分配的？為什么這樣分配？答：中斷響應(yīng)的速度要求快，所以一般用硬件實現(xiàn)。中斷的處理過程比較多樣化，有的可能比較復(fù)雜，所以一般用軟件來實現(xiàn)，但可以增加某些硬件支持。在中斷響應(yīng)過程中，中斷現(xiàn)場的保存和恢復(fù)用硬件實現(xiàn)(只保存最重要、最基本通用的硬件狀態(tài))，以保證有較快的中斷響應(yīng)速度。另一部分現(xiàn)場，需要根據(jù)中斷處理要求保存的內(nèi)容及中

17、斷的具體處理等用軟件實現(xiàn)，以提高靈活性。7簡述為實現(xiàn)指令重疊解釋所采取的辦法并簡單分析其特點。答：為實現(xiàn)指令重疊解釋所采取的辦法主要有：方法1：讓操作數(shù)和指令分別存放在兩個獨立編址且可同時訪問的存儲器中。優(yōu)點：有利于實現(xiàn)指令的保護。缺點：主存總線控制復(fù)雜，軟件設(shè)計麻煩。方法2：指令和操作數(shù)混存在多體交叉主存結(jié)構(gòu)中，只要指令和操作數(shù)不在一個分體時就在一個主存周期取得。優(yōu)點：實現(xiàn)上簡單，開銷少。缺點：當(dāng)指令和操作數(shù)在同一體時無法重疊。方法3：增設(shè)FIFO工作的指令緩沖寄存器。當(dāng)主存空閑時預(yù)取下幾條指令到指緩。優(yōu)點：微操作可分成分析指令和執(zhí)行指令兩部分。缺點：數(shù)據(jù)相關(guān)問題。8簡述標(biāo)志符數(shù)據(jù)表示的主要

18、優(yōu)點。答：(1)簡化了指令系統(tǒng)和程序設(shè)計；(2)簡化了編譯程序；(3)便于實現(xiàn)一致性校驗；(4)能由硬件自動變換數(shù)據(jù)類型；(5)支持?jǐn)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實現(xiàn)與數(shù)據(jù)類型無關(guān)的要求；(6)為軟件調(diào)試和應(yīng)用軟件開發(fā)提供了支持。9簡述控制驅(qū)動的控制流方式的特點?答：控制驅(qū)動的控制流方式的特點是：通過訪問共享存儲單元讓數(shù)據(jù)在指令之間傳遞；指令的執(zhí)行順序隱含于控制流中，可以顯式地使用專門的控制操作符來實現(xiàn)并行處理，指令執(zhí)行順序受程度計數(shù)器的控制，即受控制令牌所支配。10.對于采用級控制的三級立方體網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)?shù)趇級(0V二iv=2)為直連狀態(tài)時，不能實現(xiàn)哪些結(jié)點之間的通信？為什么？答：處理器編號二進制碼P2PiP0(0V=iV=2)當(dāng)?shù)趇級(0二iv=2)為直連狀態(tài)時，不能在P2PiPo的Pi取反的入、岀端處