2013年7月自考02325計算機結構系統(tǒng)試題及答案含解析

計算機系統(tǒng)結構年月真題

0232520137

1、【單選題】下列各項中能夠直接執(zhí)行微指令的是

匯編程序

編譯程序

A:

硬件

B:

固件

C:

答D:案：C

解析：參考1.1中圖1-1計算機系統(tǒng)的多級層次結構中，最下層微程序機器級，微指令由

硬件直接執(zhí)行。

2、【單選題】下列各項中對應用程序員不透明的是

先行進位鏈

乘法器

A:

指令緩沖器

B:

條件碼寄存器

C:

答D:案：A

解析：進位鏈是傳遞進位的邏輯電路。先行進位即高位進位和低位進位同時產(chǎn)生的進位。

先行進位有兩種，一種是組內(nèi)并行，組間串行進位鏈，另一種是組內(nèi)并行,組間并行進位

鏈，又稱并行進位。因此，應用程序員在編寫程序時要考慮超出范圍即溢出時如何計算，

這時要根據(jù)先行進位鏈的設計來決定，因此不透明。其他對應用程序員都透明，也就是程

序員管不到，也看不見。

3、【單選題】在相同的機器字長和尾數(shù)位數(shù)的情況下，浮點數(shù)尾數(shù)基值取小，可使浮點數(shù)

運算過程中數(shù)的精度損失降低

數(shù)在數(shù)軸上的分布變密

A:

可表示數(shù)的范圍增大

B:

可表示數(shù)的個數(shù)增多

C:

答D:案：B

解析：

浮點數(shù)的一般格式如下：浮點數(shù)可表示實數(shù)域中的值范圍如下所示：

浮點數(shù)尾數(shù)基值取小，意味著圖中的rm取小，即進制變小，那么1）可表

示的范圍變小，C錯誤2）可表示的個數(shù)變少，D錯誤3）數(shù)在軸上的分布變得緊密，B正

確4）可表示的精度更高，A錯誤5）運算中的精度損失越高6）運算速度變低。對應教材

2.1.4節(jié)，建議找一個例子，如16進制和2進制，進行對比分析，比較容易理解。

4、【單選題】IBM370的I/O處理機采用的方式是

程序控制I/O方式

DMA方式

A:

外圍處理機方式

B:

通道方式

C:

答D:案：D

解析：通道處理機是IBM公司首先提出來的一種I/O處理機方式，曾被廣泛用于

IBM360/370等系列機上。參考3.4.2節(jié)

5、【單選題】磁盤外部設備適合連接于

數(shù)組多路通道或選擇通道

字節(jié)多路通道或選擇通道

A:

數(shù)組多路通道或字節(jié)多路通道

B:

字節(jié)多路、數(shù)組多路通道或選擇通道

C:

答D:案：A

解析：一個設備控制器可控制多個同類的設備，只要這些設備是輪流正作的。通道處理器

中只運行輸入輸出控制程序。每個通道可以連接多個外圍設備，根據(jù)數(shù)據(jù)傳送方式，通道

可分成字節(jié)多路通道、選擇通道和數(shù)組多路通道三種類型。1)選擇通道對于高速的設備，

如磁盤等，要求較高的數(shù)據(jù)傳輸速度。對于這種高速傳輸，通道難以同時對多個這樣的設

備進行操作，只能一次對一個設備進行操作。這種通道稱為選擇通道，它與設備之間的傳

輸一直維持到設備請求的傳輸完成為止，然后為其他外圍設備傳輸數(shù)據(jù)。選擇通道的數(shù)據(jù)

寬度是可變的，通道中包含一個保存輸入輸出數(shù)據(jù)傳輸所需的參數(shù)寄存器。參數(shù)寄存器包

括存放下一個主存?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)存放位置的地址和對傳輸數(shù)據(jù)計數(shù)的寄存器。選擇通道的輸入

輸出操作啟動之后，該通道就專門用于該設備的數(shù)據(jù)傳輸直到操作完成。選擇通道的缺點

是設備申請使用通道的等待時間較長。2)數(shù)組多路通道（又稱成組多路通道）數(shù)組多路通

道以數(shù)組(數(shù)據(jù)塊)為單位在若干高速傳輸操作之間進行交叉復用。這樣可減少外設申請使

用通道時的等待時間。數(shù)組多路通道適用于高速外圍設備，這些設備的數(shù)據(jù)傳輸以塊為單

位。通道用塊交叉的方法，輪流為多個外設服務。當同時為多臺外設傳送數(shù)據(jù)時，每傳送

完一塊數(shù)據(jù)后選擇下一個外設進行數(shù)據(jù)傳送，使多路傳輸并行進行。數(shù)組多路通道既保留

了選擇通道高速傳輸?shù)膬?yōu)點，又充分利用了控制性操作的時間間隔為其它設備服務，使通

道的功能得到有效發(fā)揮，因此數(shù)組多路通道在實際系統(tǒng)中得到較多的的應用。特別是對于

磁盤和磁帶等一些塊設備，它們的數(shù)據(jù)傳輸本來就是按塊進行的。而在傳輸操作之前又需

要尋找記錄的位置，在尋找的期間讓通道等待是不合理的。數(shù)組多路通道可以先向一個設

備發(fā)出一個尋找的命令，然后在這個設備尋找期間為其他設備服務。在設備尋找完成后才

真正建立數(shù)據(jù)連接，并一直維持到數(shù)據(jù)傳輸完畢。因此采用數(shù)組多路通道可提高通道的數(shù)

據(jù)傳輸?shù)耐掏侣省?)字節(jié)多路通道字節(jié)多路通道用于連接多個慢速的和中速的設備，這些

設備的數(shù)據(jù)傳送以字節(jié)為單位。每傳送一個字節(jié)要等待較長時間，如終端設備等。因此，

通道可以以字節(jié)交叉方式輪流為多個外設服務，以提高通道的利用率。這種通道的數(shù)據(jù)寬

度一般為單字節(jié)。它的操作模式有兩種：字節(jié)交叉模式和猝發(fā)模式。在字節(jié)交叉模式中，

通道操作分成較短的段。通道向準備就緒的設備進行數(shù)據(jù)段的傳輸操作。傳輸?shù)男畔⒖捎?/p>

一個字節(jié)的數(shù)據(jù)以及控制和狀態(tài)信息構成。通道與設備的連接時間是很短的。如果需要傳

輸?shù)臄?shù)據(jù)量比較大，則通道轉(zhuǎn)換成猝發(fā)的工作模式。在猝發(fā)模式下，通道與設備之間的傳

輸一直維持到設備請求的傳輸完成為止。通道使用一種超時機制判斷設備的操作時間(即

邏輯連接時間)，并決定采用哪一種模式。如果設備請求的邏輯連接時間大于某個額定的

值，通道就轉(zhuǎn)換成猝發(fā)模式，否則就以字節(jié)交叉模式工作。字節(jié)多路通道和數(shù)組多路通道

都是多路通道，在一段時間內(nèi)可以交替地執(zhí)行多個設備的通道程序，使這些設備同時工

作。但兩者也有區(qū)別，首先數(shù)組多路通道允許多個設備同時工作，但只允許一個設備進行

傳輸型操作，而其他設備進行控制型操作；而字節(jié)多路通道不僅允許多個路同時操作；而

且允許它們同時進行傳輸型操作。其次，數(shù)組多路通道與設備之間的數(shù)據(jù)傳送的基本單位

是數(shù)據(jù)塊，通道必須為一個設備傳送完一個數(shù)據(jù)塊以后才能為別的設備傳送數(shù)據(jù)塊，而字

節(jié)多路通道與設備之間的數(shù)據(jù)傳送基本單位是字節(jié)。通道為一個設備傳送一個字節(jié)之后，

又可以為另一個設備傳送一個字節(jié)，因此各設備與通道之間的數(shù)據(jù)傳送是以字節(jié)為單位交

替進行的。

6、【單選題】Cache存儲器應用最廣泛的地址映像方式是

全相聯(lián)映像

直接映像

A:

組相聯(lián)映像

B:

段頁表映像

C:

答D:案：C

解析：Cache地址映像方式有：全相聯(lián)、直接相聯(lián)、組相聯(lián)全相聯(lián)硬件成本太高太復雜，

直接相聯(lián)簡單但沖突很大，實際Cache都采用多路組相聯(lián)方式。磁盤到主存的地址映像方

式有：頁式、段式、段頁式

7、【單選題】下列關于標量流水機的說明不正確的是

可對標量數(shù)據(jù)進行流水處理

不能對向量數(shù)據(jù)進行運算

A:

沒有向量數(shù)據(jù)表示

B:

C:

可以對向量、數(shù)組進行運算

答D:案：B

解析：標量流水機:超標量將一條指令分成若干個周期處理以達到多條指令重疊處理,從而

提高cpu部件利用率的技術?？梢杂糜谙蛄繑?shù)據(jù)的表示和流水處理以及標量、數(shù)組的運

算。

8、【單選題】多混洗交換網(wǎng)絡又稱為

移數(shù)網(wǎng)絡

STARAN網(wǎng)絡

A:

數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡

B:

omega網(wǎng)絡

C:

答D:案：D

解析：omega網(wǎng)絡稱為多混洗交換網(wǎng)絡；STARAN網(wǎng)絡多級立方體網(wǎng)絡

9、【單選題】在共享主存的多處理機中，為減少訪主存沖突，一般采用的方式是

并行多體交叉主存系統(tǒng)

虛擬存儲器

A:

共享Cache存儲器

B:

高速單主存系統(tǒng)

C:

答D:案：A

解析：使用并行多體交叉主存系統(tǒng)可以更好的提高主存訪問速度，也能滿足多個處理機并

行訪問主存。而B、C、D是一些優(yōu)化技術，但對于多處理機沒有專門優(yōu)化。

10、【單選題】IBM360/91屬于

向量流水機

標量流水機

A:

陣列流水機

B:

并行流水機

C:

答D:案：B

解析：參考5.2.3標量流水機中圖5-26，屬于典型的標量流水線

11、【問答題】實現(xiàn)軟件移植的主要途徑有統(tǒng)一高級語言、系列機、______和______。

答案：模擬、仿真

解析：實現(xiàn)軟件移植的主要途徑有1）統(tǒng)一高級語言2）系列機3）模擬、仿真參考1.4.1

節(jié)

12、【問答題】計算機系統(tǒng)層次結構中各機器級的實現(xiàn)主要靠______或______，或者是這兩

者的結合。

答案：翻譯、解釋

解析：所謂解釋程序是高級語言翻譯程序的一種，它將源語言(如BASIC)書寫的源程序作

為輸入，解釋一句后就提交計算機執(zhí)行一句，并不形成目標程序。就像外語翻譯中的“口

譯”一樣，說一句翻一句，不產(chǎn)生全文的翻譯文本。這種工作方式非常適合于人通過終端

設備與計算機會話，如在終端上打一條命令或語句，解釋程序就立即將此語句解釋成一條

或幾條指令并提交硬件立即執(zhí)行且將執(zhí)行結果反映到終端，從終端把命令打入后，就能立

即得到計算結果。這的確是很方便的，很適合于一些小型機的計算問題。但解釋程序執(zhí)行

速度很慢，例如源程序中出現(xiàn)循環(huán)，則解釋程序也重復地解釋并提交執(zhí)行這一組語句，這

就造成很大浪費。翻譯是把高級語言(如FORTRAN、COBOL、Pascal、C等)源程序作為輸

入，進行翻譯轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生出機器語言的目標程序，然后再讓計算機去執(zhí)行這個目標程序，

得到計算結果。翻譯程序工作時，先分析，后綜合，從而得到目標程序。所謂分析，是指

詞法分析和語法分析；所謂綜合是指代碼優(yōu)化，存儲分配和代碼生成。為了完成這些分析

綜合任務，編譯程序采用對源程序進行多次掃描的辦法，每次掃描集中完成一項或幾項任

務，也有一項任務分散到幾次掃描去完成的。下面舉一個四遍掃描的例子：第一遍掃描做

詞法分析；第二遍掃描做語法分析；第三遍掃描做代碼優(yōu)化和存儲分配；第四遍掃描做代

碼生成。

13、【問答題】數(shù)據(jù)結構要通過______變換成機器所具有的各種數(shù)據(jù)表示實現(xiàn)，數(shù)據(jù)表示是

數(shù)據(jù)結構的______。

答案：軟件映像、實現(xiàn)

解析：數(shù)據(jù)結構要通過軟件映像，變換成計算機中所具有的各種數(shù)據(jù)表示來實現(xiàn)的。參考

2.1.1節(jié)

14、【問答題】尋址方式在指令中的兩種指明方式是______指明和______指明。

答案：占用操作碼中的某些位來、在地址碼部分專門設置尋址方式位字段

解析：一種方式是占用操作碼中的某些位來指明。另一種方式是不占用操作碼，而是在地

址碼部分專門設置選址方式位字段指明。

15、【問答題】總線通信中，采用何種數(shù)據(jù)寬度與總線上各設備的特點、所用總線______和

______有關。

答案：控制方式、通信技術

解析：數(shù)據(jù)通路寬度是數(shù)據(jù)總線的物理寬度，即一個時鐘周期所傳送的信息量。采用何種

數(shù)據(jù)寬度，與總線上各設備的特點、所用總線控制方式和通信技術有關。參考3.3.4（1）

節(jié)

16、【問答題】Cache存儲器不但對______程序員是透明的，對______程序員也是透明的。

答案：應用、系統(tǒng)

解析：Cache存儲器由硬件來進行管理，對所有程序員都是透明的。

17、【問答題】頁面替換算法的確定主要看主存是否有高的______，也要看______是否便于

實現(xiàn)，輔助軟硬件成本是否低。

答案：命中率、算法

解析：要保證較高命中率才能保障系統(tǒng)效率，同時要盡量讓算法實現(xiàn)成本或代價較低。

18、【問答題】解決指令k和k+l重疊方式中操作數(shù)相關的兩種基本方法是：______和

______。

答案：加入停頓周期（加入氣泡Stall，推后K+1），定向技術（增加定向路徑，

bypass）

解析：（1）有操作數(shù)相關，就加入停頓周期（加入氣泡Stall，推后K+1），這樣會造成

性能損失（2）有操作數(shù)相關，可以通過增加定向路徑，將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)直接送到需要處來

解決。

19、【問答題】消除流水線瓶頸的方法有______和______兩種。

答案：細分瓶頸段，重復設置瓶頸段

解析：

20、【問答題】不同的多級互連網(wǎng)絡，在所用的交換開關、______和______上各有不同。

答案：控制方式、拓撲結構

解析：互連網(wǎng)絡具有三大要素，即結點間互連拓撲（包含連接通路）、開關元件和控制方

式。在不同的系統(tǒng)中，開關元件所處的物理位置可能是不同的。在采用集中式結構的系統(tǒng)

中，互連網(wǎng)絡可以是一個獨立的部件，由一組開關元件構成，位于被連接的處理機或功能

部件結點之間，在一定的控制方式作用下，按照互連拓撲的要求建立結點間的各條連接通

路，以實現(xiàn)各個結點對的相互通信。

21、【問答題】簡述軟件移植采用統(tǒng)一高級語言途徑的方法和存在的問題。

答案：（1）不同的用途要求語言的語法語義的結構不同（2）人們對基本語言的結構看法

不一（3）即使同一種高級語言在不同廠家的機器上也不能完全通用（4）受習慣視力的

阻撓人們不愿意拋棄慣用的語言因為熟悉有經(jīng)驗也不愿意拋棄長期積累的用原有的編寫

已被實踐證明是正確的軟件

22、【問答題】簡述設計RISC應遵循的一般原則。

答案：RISC（精簡指令集計算機）遵循的一般原則包括：(1)確定指令系統(tǒng)時，只選擇使

用頻度很高的那些指令，在此基礎上增加少量能有效支持操作系統(tǒng)和高級語言實現(xiàn)及其他

功能的最有用的指令，讓指令的條數(shù)大大減少，一般不超過100條。(2)大大減少指令系

統(tǒng)可采用的尋址方式的種類，一般不超過兩種。簡化指令的格式，使之也限制在兩種之

內(nèi)，并讓全部指令都具有相同的長度。(3)讓所有指令都在一個機器周期內(nèi)完成。(4)擴

大通用寄存器的個數(shù)，一般不少于32個寄存器，以盡可能減少訪存操作，所有指令中只

有存(STORE)、取(LOAD)指令才可訪存，其他指令的操作一律都在寄存器間進行。(5)為提

高指令執(zhí)行速度，大多數(shù)指令都采用硬聯(lián)控制實現(xiàn)，少數(shù)指令采用微程序?qū)崿F(xiàn)。(6)通

過精簡指令和優(yōu)化設計編譯程序，以簡單有效的方式來支持高級語言的實現(xiàn)。

23、【問答題】簡述集中式定時查詢方式的總線分配過程。

答案：

24、【問答題】簡述陣列處理機和多處理機在程序并行性方面的差別。

答案：(1)陣列處理機主要是針對向量、數(shù)組處理，實現(xiàn)向量指令操作級的并行，是開發(fā)

并行性中的同時性。多處理機實現(xiàn)的則是更高一級的作業(yè)或任務間的并行，是開發(fā)并行性

中的并發(fā)性。(2)程序并行性方面不同：陣列處理機是操作級并行，是并行性的同時性；

多處理機是作業(yè)、程序、任務級的并行，同時包含指令內(nèi)部操作間的并行，是并行性的并

發(fā)性。

25、【問答題】簡述數(shù)據(jù)流計算機存在的問題。

答案：(1)數(shù)據(jù)流機主要目的是為了提高操作級并行的開發(fā)水平，但如果題目本身數(shù)據(jù)相

關性很強，內(nèi)含并行性成分不多時，就會導致數(shù)據(jù)流機的效率反而不如傳統(tǒng)的VonNeumann

型機器的高。(2)在數(shù)據(jù)流機器中為了給數(shù)據(jù)建立標記并識別和處理該標記，需要花費較

多的輔助開銷和較大的存貯空間(可能比Neumann型的要大出2至3倍)。(3)數(shù)據(jù)流機

不保存數(shù)組。(4)數(shù)據(jù)流語言的變量代表數(shù)值而不是存貯單元位置，使程序員無法控制

存貯分配。為了能有效地回收不用的存貯單元，就增大了編譯程序設計的難度。(5)專門

適合于數(shù)據(jù)流機用的互連網(wǎng)絡的設計較困難，而且，對數(shù)據(jù)流機的輸入/輸出尚待完善。

(6)數(shù)據(jù)流機沒有程序計數(shù)器，給診斷和維護帶來困難。因此，數(shù)據(jù)流計算機難以批量生

產(chǎn)，仍需進一步改進。參考8.1.4節(jié)

26、【問答題】若機器共有5級中斷，中斷響應優(yōu)先次序為1→2→3→4→5，現(xiàn)要求其實際

的