計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模擬題

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）繼續(xù)教育學(xué)院2016年03課程考試第11頁(yè)(共11頁(yè))《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》模擬題（補(bǔ)）單項(xiàng)選擇題1.SIMD是指（）。A、單指令流單數(shù)據(jù)流

B、單指令流多數(shù)據(jù)流C、多指令流單數(shù)據(jù)流

D、多指令流多數(shù)據(jù)流2.磁盤外部設(shè)備適合于連接到（）。A．字節(jié)多路通道 B．?dāng)?shù)組多路通道或選擇通道C．選擇通道或字節(jié)多路通道 D．?dāng)?shù)組多路通道或字節(jié)多路通道3.下列（）存儲(chǔ)設(shè)備不需要編址。A.通用寄存器 B.主存儲(chǔ)器C.輸入輸出設(shè)備 D.堆棧4.多處理機(jī)的各自獨(dú)立型操作系統(tǒng)()。A.要求管理程序不必是可再入的 B.適合于緊耦合多處理機(jī)C.工作負(fù)荷較平衡 D.有較高的可靠性5.輸入輸出系統(tǒng)硬件的功能對(duì)()是透明的。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(jì)人員 D.機(jī)器語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)員6.實(shí)現(xiàn)匯編語(yǔ)言源程序變換成機(jī)器語(yǔ)言目標(biāo)程序是由（）。A．編譯程序解釋 B．編譯程序翻譯C．匯編程序解釋 D．匯編程序翻譯7.全相聯(lián)地址映象是指()。A.任何虛頁(yè)都可裝入主存中任何實(shí)頁(yè)的位置B.一個(gè)虛頁(yè)只裝進(jìn)固定的主存實(shí)頁(yè)位置C.組之間是固定的，而組內(nèi)任何虛頁(yè)可以裝入任何實(shí)頁(yè)位置D.組間可任意裝入，組內(nèi)是固定裝入8.()屬于MIMD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。A.各處理單元同時(shí)受同一個(gè)控制單元的管理B.各處理單元同時(shí)接受同一個(gè)控制單元送來(lái)的指令C.松耦合多處理機(jī)和多計(jì)算機(jī)D.陣列處理機(jī)9.設(shè)16個(gè)處理器編號(hào)分別為0，1，2，…，15用Cube3互聯(lián)函數(shù)時(shí)，第10號(hào)處理機(jī)與第()號(hào)處理機(jī)相聯(lián)。A.11B.8C.14D.210.若輸入流水線的指令既無(wú)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率惡化C.出現(xiàn)瓶頸 D.可靠性提高11．流水線的技術(shù)指標(biāo)不包括()。A.響應(yīng)比B.吞吐率C.加速比D.效率12．指令優(yōu)化編碼方法，就編碼的效率來(lái)講，方法最好是（）。A.固定長(zhǎng)度編碼 B.擴(kuò)展編碼法C.Huffman編碼法 D.以上編碼都不是13．RISC計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)集類型是()。A.堆棧型 B.累加器型C.寄存器—寄存器型 D.寄存器-存儲(chǔ)器型14．相聯(lián)存儲(chǔ)器的訪問方式是(

)。A．先進(jìn)先出順序訪問 B．按地址訪問C．無(wú)地址訪問 D．按內(nèi)容訪問15．存儲(chǔ)器讀寫速率越高，每位的成本也越高，存儲(chǔ)容量也小。解決這一問題的主要方法是采用()。A．多級(jí)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu) B．并行存儲(chǔ)器C．Cache D．緩沖技術(shù)16．計(jì)算機(jī)系統(tǒng)多級(jí)層次中，從下層到上層，各級(jí)相對(duì)順序正確的應(yīng)當(dāng)是（）。A.匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí)高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)B.微程序機(jī)器級(jí)傳統(tǒng)機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器級(jí)匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)C.傳統(tǒng)機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器級(jí)高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)D.匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)應(yīng)用語(yǔ)言機(jī)器級(jí)高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)17．對(duì)系統(tǒng)程序員不透明的是（）。A.Cache存儲(chǔ)器B.系列幾各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度C.指令緩沖寄存器D.虛擬存儲(chǔ)器18．在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，比較好的方法是（）。A.從上向下設(shè)計(jì)B.從下向上設(shè)計(jì)C.從兩頭向中間設(shè)計(jì)D.從中間開始向上、向下設(shè)計(jì)19．不同系列的機(jī)器之間，實(shí)現(xiàn)軟件移植的途徑不包括（）。A.用統(tǒng)一的高級(jí)語(yǔ)言B.用統(tǒng)一的匯編語(yǔ)言C.模擬D.仿真20．堆棧型機(jī)器比通用寄存器型機(jī)器優(yōu)越的是（）。A.支持先進(jìn)先出類接替算法的求解B.能更好地支持向量的運(yùn)算C.支持由逆波蘭表達(dá)式將高級(jí)語(yǔ)言多元賦值語(yǔ)句直接編譯生成堆棧指令程序D.能優(yōu)化存儲(chǔ)器的空間利用率21．下列說(shuō)法正確的是（）。A.Cache容量一般不大，命中率不會(huì)很高B.Cache芯片速度一般比CPU的速度慢數(shù)十倍C.Cache本身速度很快，但地址變換速度很慢D.Cache存儲(chǔ)器查映象表和訪問物理Cache其間可以流水，使速度與CPU匹配。22．在尾數(shù)下溢處理方法中，平均誤差最大的是（）。A.截?cái)喾˙.舍入法C.恒置“1”法D.ROM查表法23．ILLIACⅣ是一種（）。A.流水線處理機(jī)B.指令重疊處理機(jī)C.陣列處理機(jī)D.多處理機(jī)24．能實(shí)現(xiàn)作業(yè)、任務(wù)級(jí)并行的異構(gòu)型多處理機(jī)屬（）。A.MISDB.SIMDC.MIMDD.SISD25．非線性流水線是指（）。A.一次運(yùn)算中使用流水線中多個(gè)功能段B.一次運(yùn)算中要多次使用流水線中的某些功能段C.流水線中的某些功能段在各次運(yùn)算中的作用不同D.流水線中的各個(gè)功能段在各種運(yùn)算中有不同的組合26．流水機(jī)器對(duì)全局性的相關(guān)處理不包括（）。A.猜測(cè)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27．外部設(shè)備打印機(jī)適合于連接（）。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.選擇通道D.任意一種通道28．虛擬存儲(chǔ)器常用的地址映像方式是（）。A.全相聯(lián)B.段相聯(lián)C.組相聯(lián)D.直接29．下列關(guān)于虛擬存儲(chǔ)器的說(shuō)法，比較正確的是（）。A.訪主存命中率隨頁(yè)面大小增大而提高B.訪主存命中率隨貯存容量增加而提高C.更換替換算法能提高命中率D.在主存命中率低時(shí)，改用堆棧型替換算法，并增大主存容量，可提高命中率30．Cache存儲(chǔ)器常用的地址映像方式是（）。A.全相聯(lián)映象B.頁(yè)表法映象C.組相聯(lián)映象D.段頁(yè)表映象判斷題1.CPI是指每條指令執(zhí)行的平均時(shí)鐘周期數(shù)。（）2.并行性是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在同一時(shí)刻進(jìn)行多種運(yùn)算或操作。（）3．SIMD是多指令流多數(shù)據(jù)流。（）4．每條指令的功能應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，并在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成是RISC指令集結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則之一。（）5．線性流水線是指各段串行連接、沒有反饋回路的流水線。（）6．在存貯體系中，地址映象與地址變換實(shí)際上是一回事。（）7．虛擬存貯器內(nèi)部地址映象方式的選擇依據(jù)于是否有高的主存命中率。（）8.向后兼容是系列機(jī)的根本特征。（）9．對(duì)概率不等的事件用Huffman編碼，其具體編碼不唯一，但平均碼長(zhǎng)肯定是唯一的，且是最短的。（）10．I/O系統(tǒng)所帶外設(shè)種類數(shù)量多，速度差異大，適宜采用專用總線來(lái)作I/O總線。（）11．對(duì)標(biāo)量數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，并行主存系統(tǒng)的實(shí)際頻寬采用多體單字方式的要比采用單體單字方式組成的高。（）12．Cache組相聯(lián)映象的塊沖突概率比直接映象的高。（）13．指令的重疊解釋，即可加快程序的解釋，又能加快指令的解釋。（）14．為了使陣列機(jī)在包括向量、數(shù)組、標(biāo)量等各種題目上有盡可能高的速度性能，只需要在價(jià)格允許的情況下，盡可能增大處理單元數(shù)N即可。（）填空題1.程序訪問的局部性原理，包括時(shí)間局部性和局部性。2.指令的操作碼優(yōu)化編碼方法有_________和擴(kuò)展編碼。3.MIPS的中文含義：。4．流水線的效率是指流水線的利用率。5.Cache存儲(chǔ)器系統(tǒng)是由Cache和__________構(gòu)成的二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)。6．解釋一條機(jī)器指令的微操作可歸并成取指令、分析和三個(gè)部分。7.程序員編程用的地址是__________。8.實(shí)現(xiàn)程序移植的主要途徑有統(tǒng)一高級(jí)語(yǔ)言、系列機(jī)、模擬與___________。9.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)弗林分類法，把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分成單指令流單數(shù)據(jù)流(SISD)、單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD)、___________和多指令流單數(shù)據(jù)流四大類。10.吞吐率是流水線在

內(nèi)所完成的任務(wù)數(shù)或輸出結(jié)果的數(shù)量。11.在Cache存貯器中，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。12．虛擬存儲(chǔ)器主要是為解決主存_____________滿足不了要求發(fā)展出來(lái)的。13．Cache主要是解決主存_____________滿足不了要求發(fā)展出來(lái)的。14.并行性包括同時(shí)性和性二重含義。名詞解釋1．計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2．地址映象3．虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)4．互連函數(shù)5．Amdahl定律6．中斷輸入輸出方式7．Cache存儲(chǔ)系統(tǒng)8．頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器簡(jiǎn)答題1．計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按功能可劃分成哪幾級(jí)層次？2．提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的并行性的措施有哪些？3．頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器的主要有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？4．什么是流水線的速度瓶頸？消除這種瓶頸的方法有哪兩種？5．流水線的有哪些分類？6．RISC有哪些特點(diǎn)？綜合題1.有一指令流水線如下所示（1）求連續(xù)輸入10條指令，該流水線的實(shí)際吞吐率和效率；（2）該流水線的“瓶頸”在哪一段？請(qǐng)采取兩種不同的措施消除此“瓶頸”。對(duì)于你所給出的兩種新的流水線，連續(xù)輸入10條指令時(shí)，其實(shí)際吞吐率和效率各是多少？2．報(bào)文由A～K字符組成，其出現(xiàn)頻度依次為0.17,0.05,0.20,0.06,0.08,0.03,0.01,0.08,0.13,0.08,0.11。（1）各字符用等長(zhǎng)二進(jìn)制編碼，傳送200個(gè)字符時(shí)，需傳送多少個(gè)二進(jìn)制碼位？（2）構(gòu)造哈夫曼樹，寫出各字符的二進(jìn)制碼位數(shù)。（3）按哈夫曼編碼，計(jì)算字符的平均碼長(zhǎng)。（4）用哈夫曼碼傳送1000個(gè)字符，比定長(zhǎng)碼傳送可減少傳送的碼位數(shù)是多少？（5）設(shè)計(jì)一種平均碼長(zhǎng)最短的僅有兩種碼長(zhǎng)的擴(kuò)展操作碼編碼，并求出其平均碼長(zhǎng)。參考答案：一．單項(xiàng)選擇題12345678910BBDDBBDCDA11121314151617181920ACCDAADDBC21222324252627282930DACCBDBADC二．判斷題1234567√××√√××891011121314√√×√×××填空題1.空間2.哈夫曼編碼3.每秒百萬(wàn)條指令數(shù)4.設(shè)備5.主存6.執(zhí)行7.邏輯地址8．仿真9．多指令流多數(shù)據(jù)流10．單位時(shí)間11．寫直達(dá)12．容量13．速度14．并發(fā)四.名詞解釋1．計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu):是程序員所看到的計(jì)算機(jī)的屬性，即概念性結(jié)構(gòu)與功能特性。這實(shí)際上是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的外特性。2．地址映象：把虛擬地址空間映象到主存地址空間，具體地說(shuō)，就是把用戶用虛擬地址編寫的程序按照某種規(guī)則裝入到主存儲(chǔ)器中，并建立多用戶虛地址與主存實(shí)地址之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。3．虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)：虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)由主存儲(chǔ)器與聯(lián)機(jī)的外部存儲(chǔ)器構(gòu)成，采用硬件與軟件相結(jié)合的方法來(lái)調(diào)度。由于虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)需要通過(guò)操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理系統(tǒng)來(lái)調(diào)度，因此，對(duì)系統(tǒng)程序員來(lái)說(shuō)它是不透明的，但對(duì)于在操作系統(tǒng)之上編程的應(yīng)用程序員來(lái)說(shuō)是透明的。虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)的訪問速度與主存儲(chǔ)器很接近，存儲(chǔ)容量是一個(gè)很大的虛擬地址空間。4．互連函數(shù)：為了反映不同互連網(wǎng)絡(luò)的連接特性，每種互連網(wǎng)絡(luò)可用一組互連函數(shù)來(lái)描述。5．Amdahl定律：當(dāng)對(duì)一個(gè)系統(tǒng)中的某個(gè)部件進(jìn)行改進(jìn)后，所能獲得的整個(gè)系統(tǒng)性能的提高，受限于該部件的執(zhí)行時(shí)間占總執(zhí)行時(shí)間的百分比。6．中斷輸入輸出方式：當(dāng)出現(xiàn)來(lái)自系統(tǒng)外部，機(jī)器內(nèi)部，甚至處理機(jī)本身的任何例外的，或者雖然是事先安排的，但出現(xiàn)在現(xiàn)行程序的什么地方是事先不知道的事件時(shí)，CPU暫停執(zhí)行現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去處理這些事件，等處理完成后再返回來(lái)繼續(xù)執(zhí)行原先的程序。7．Cache存儲(chǔ)系統(tǒng)：由Cache和存儲(chǔ)器組成的系統(tǒng)，速度接近Cache，容量接近存儲(chǔ)器，每單位的價(jià)格跟存儲(chǔ)器相近，這個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)全部用硬件來(lái)調(diào)度，因此，它不僅對(duì)應(yīng)用程序員是透明的，而且對(duì)系統(tǒng)程序員也是透明的。8．頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器把虛擬地址空間和主存地址空間劃分成同樣大小的頁(yè)，程序調(diào)入、調(diào)出主存以頁(yè)為單位。目前一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，一頁(yè)的大小通常為1KB至16KB。五.簡(jiǎn)答題1．答：第0級(jí)為硬聯(lián)邏輯，是實(shí)現(xiàn)微指令本身的控制時(shí)序。第1級(jí)為微程序控制，是對(duì)機(jī)器指令進(jìn)行譯碼，對(duì)應(yīng)一個(gè)微指令序列，給出微指令信號(hào)。第2級(jí)為機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器。這一級(jí)的機(jī)器語(yǔ)言就是該機(jī)的指令系統(tǒng)。第3級(jí)為操作系統(tǒng)機(jī)器，為用戶提高一個(gè)操作系統(tǒng)，提高了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能和資源利用率。第4級(jí)是匯編語(yǔ)言機(jī)器。這一級(jí)的機(jī)器語(yǔ)言是匯編語(yǔ)言。第5級(jí)是高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器。這級(jí)的機(jī)器語(yǔ)言就是各種高級(jí)語(yǔ)言。第6級(jí)是應(yīng)用語(yǔ)言機(jī)器。這級(jí)的機(jī)器語(yǔ)言是應(yīng)用語(yǔ)言。2．答：（1）資源重復(fù)：空間上引入并行性概念，即重復(fù)設(shè)置硬件資源以提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能。（2）時(shí)間重疊：時(shí)間上引入并行性概念，即多個(gè)處理過(guò)程在時(shí)間上相互錯(cuò)開，輪流重疊使用同一套硬件的各個(gè)部件。（3）資源共享：利用軟件方法，使多個(gè)用戶分時(shí)使用同一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。3．答：優(yōu)點(diǎn)：（1）主存儲(chǔ)器的利用率比較高。（2）頁(yè)表相對(duì)比較簡(jiǎn)單。（3）地址映象和變換的速度比較快。（4）對(duì)輔存（磁盤存儲(chǔ)器）的管理比較容易。頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器的主要缺點(diǎn)有兩個(gè)：（1）程序的模塊化性能不好。（2）頁(yè)表很長(zhǎng)，需要占用很大的存儲(chǔ)空間。4．答：一個(gè)由若干段組成的流水線，在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后所獲得的吞吐率與其中延遲最大的那一段長(zhǎng)度有關(guān)，這一段就成為影響流水線速度的瓶頸。消除流水線速度瓶頸的方法主要有兩種：（1）盡量采取將瓶頸子過(guò)程再細(xì)分，使之接近于流水線其他段的工作速度。（2）將多個(gè)瓶頸子過(guò)程并聯(lián)。5．答：按流水技術(shù)用于系統(tǒng)的等級(jí)不同，分為部件級(jí)、處理機(jī)級(jí)、系統(tǒng)級(jí)3個(gè)級(jí)別。按流水線具有功能的多少，分為單功能和多功能2類。單功能流水線指流水線內(nèi)各段固定連接，只完成單一的一種功能。多功能流水線指流水線中各段可以有多種不同連接，實(shí)現(xiàn)多種不同功能。在多功能流水線的基礎(chǔ)上，又分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)流水線。靜態(tài)流水線指在流水線內(nèi)各段于同一時(shí)間里只能按其中的一種功能流水。動(dòng)態(tài)流水線的各段可以同時(shí)為不同功能服務(wù)。按流水線功能段之間有無(wú)反饋或越過(guò)，將其分為線性和非線性2類。線性流水線中的各段之間串行連接無(wú)反饋和跳越，每個(gè)任務(wù)流經(jīng)各段僅一次；反之，為非線性流水線。按流水處理機(jī)是否具有向量數(shù)據(jù)表示，分為向量流水機(jī)和標(biāo)量流水機(jī)2類。6．答：（1）指令系統(tǒng)中的大多數(shù)指令只執(zhí)行一個(gè)簡(jiǎn)單的和基本的功能，這些指令可以比較快地在單個(gè)周期內(nèi)執(zhí)行完成，并減少指令的譯碼和解釋所需要的開銷。（2）采用LOAD/STORE結(jié)構(gòu)。由于訪問存儲(chǔ)器指令需要的時(shí)間比較長(zhǎng)，因此，在指令系統(tǒng)中要盡量減少這類指令，