計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)考試題庫(kù)及答案

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試題及答案

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.（CPU周期、機(jī)器周期）是內(nèi)存讀取一條指令字的最短時(shí)間。

2.（多線程、多核）技術(shù)體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)并行處理中的空間并行。

3.（馮?諾伊曼、存儲(chǔ)程序）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。

4.（計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)）是機(jī)器語(yǔ)言程序員所看到的傳統(tǒng)機(jī)器級(jí)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。

5.（控制器）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(duì)指令操作碼譯碼分析，執(zhí)行指令操

作。

6.（流水線）技術(shù)體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)并行處理中的時(shí)間并行。

7.（數(shù)據(jù)流）是執(zhí)行周期中從內(nèi)存流向運(yùn)算器的信息流。

8.（指令周期）是取出并執(zhí)行一條指令的時(shí)間。

9.1958年開始出現(xiàn)的第二代計(jì)算機(jī)，使用（晶體管）作為電子器件。

10.1960年代中期開始出現(xiàn)的第三代計(jì)算機(jī)，使用（小規(guī)模集成電路、

中規(guī)模集成電路）作為電子器件。

11.1970年代開始出現(xiàn)的第四代計(jì)算機(jī)，使用（大規(guī)模集成電路、超

大規(guī)模集成電路）作為電子器件。

12.Cache存儲(chǔ)器在產(chǎn)生替換時(shí)，可以采用以下替換算法：（LFU算法、

LRU算法、隨機(jī)替換）。

13.Cache的功能由（硬件）實(shí)現(xiàn)，因而對(duì)程序員是透明的。

14.Cache是介于CPU和（主存、內(nèi)存）之間的小容量存儲(chǔ)器，能高

速地向CPU提供指令和數(shù)據(jù)，從而加快程序的執(zhí)行速度。

15.Cache由高速的（SRAM）組成。

16.CPU的基本功能包括（程序控制、操作控制、時(shí)間控制、數(shù)據(jù)加

工）。

17.CPU的控制方式通常分為：（同步控制方式、異步控制方式、聯(lián)合

控制方式）反映了時(shí)序信號(hào)的定時(shí)方式。

18.CPU的聯(lián)合控制方式的設(shè)計(jì)思想是：（在功能部件內(nèi)部采用同步控

制方式、在功能部件之間采用異步控制方式、在硬件實(shí)現(xiàn)允許的

情況下，盡可能多地采用異步控制方式）。

19.CPU的同步控制方式有時(shí)又稱為（固定時(shí)序控制方式、無應(yīng)答控

制方式）。

20.CPU的異步控制方式有時(shí)又稱為（可變時(shí)序控制方式、應(yīng)答控制

方式）。

21.EPROM是指（光擦可編程只讀存儲(chǔ)器）。

22.MOS半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中，（DRAM）可大幅度提高集成度，但由于（刷

新）操作，外圍電路復(fù)雜，速度慢。

23.MOS半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中，（SRAM）的外圍電路簡(jiǎn)單，速度（快），但

其使用的器件多，集成度不高。

24.RISC的幾個(gè)要素是（一個(gè)有限的簡(jiǎn)單的指令集、CPU配備大量的

通用寄存器、強(qiáng)調(diào)對(duì)指令流水線的優(yōu)化）。

25.奔騰CPU采用2條指令流水線，能在1個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)發(fā)射2條簡(jiǎn)

單的整數(shù)指令，也可發(fā)射（1）條浮點(diǎn)指令。

26.奔騰CPU的大多數(shù)簡(jiǎn)單指令用硬布線控制實(shí)現(xiàn)，在1個(gè)時(shí)鐘周期

內(nèi)執(zhí)行完畢。而對(duì)于用微程序?qū)崿F(xiàn)的指令，也在（2、3）個(gè)時(shí)鐘

周期內(nèi)執(zhí)行完畢。

27.奔騰CPU的外部中斷是由CPU的外部硬件信號(hào)引發(fā)的，包括（可

屏蔽中斷、非屏蔽中斷）。

28.奔騰CPU的異常中斷是由指令執(zhí)行引發(fā)的，包括（執(zhí)行異常、執(zhí)

行軟件中斷指令）。

29.奔騰CPU是Intel公司生產(chǎn)的一種（超標(biāo)量）流水處理器。

30.程序控制類指令的功能是（改變程序執(zhí)行的順序）。

31.從CPU來看，增加Cache的目的，就是在性能上使（主存、內(nèi)存）

的平均讀出時(shí)間盡可能接近Cache的讀出時(shí)間。

32.從執(zhí)行程序的角度看，最低等級(jí)的并行是（指令內(nèi)部）并行。

33.從執(zhí)行程序的角度看，最高等級(jí)的并行是（作業(yè)級(jí)、程序級(jí)）并

行。

34.存儲(chǔ)器堆棧是由程序員設(shè)置出來作為堆棧使用的一部分（主存儲(chǔ)

器）。

35.當(dāng)CPU和主存進(jìn)行信息交換，即CPU（向主存存入數(shù)據(jù)、從主存

讀出數(shù)據(jù)、從主存讀出指令）時(shí)，都要使用地址寄存器和數(shù)據(jù)寄

存器。

36.當(dāng)代總線分為（數(shù)據(jù)傳送總線、仲裁總線、中斷和同步總線、公

用線）。

37.當(dāng)代總線是一些標(biāo)準(zhǔn)總線，追求與（技術(shù)、結(jié)構(gòu)、CPU、廠家）無

關(guān)的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。

38.當(dāng)執(zhí)行指令時(shí)，CPU能自動(dòng)（遞增）程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容，使其始

終保持將要執(zhí)行的下一條指令的主存地址，為取下一條指令做好

準(zhǔn)備。

39.到目前為止，使用最為廣泛的計(jì)算機(jī)形態(tài)是：（嵌入式計(jì)算機(jī)）。

40.堆棧是一種特殊的數(shù)據(jù)尋址方式，基于（FILO.LIFO）原理。

41.堆棧尋址方式中，設(shè)A為累加器，SP為堆棧指示器，MSP為SP指

示的棧頂單元。如果進(jìn)棧操作的動(dòng)作順序是（A）-MSP,（SP）T-SP,

那么出棧操作的動(dòng)作順序應(yīng)為（（SP）+1-SP,（Ms）-A）。

42.馮?諾伊曼體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)具有共同的基本配置，即具有幾大部

件：運(yùn)算器、控制器、（I/O設(shè)備、存儲(chǔ)器）。

43.馮?諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是（使用二進(jìn)制數(shù)、存儲(chǔ)程

序）。

44.馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想是（存儲(chǔ)程序并按地址順序執(zhí)行）。

45.廣義地講，并行性中的并發(fā)性是指兩個(gè)以上事件在（同一時(shí)間間

隔內(nèi)）發(fā)生。

46.廣義地講，并行性中的同時(shí)性是指兩個(gè)以上事件在（同一時(shí)刻）

發(fā)生。

47.計(jì)算機(jī)的專用和通用是根據(jù)計(jì)算機(jī)的（效率、速度、價(jià)格、運(yùn)行

的經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性）來劃分的。

48.寄存器堆棧是（CPU）中設(shè)置的一組專門用于堆棧的寄存器。

49.具有相同（計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)）的計(jì)算機(jī)，可以采用不同的（計(jì)算

機(jī)組成）。

50.開發(fā)RISC系統(tǒng)的目標(biāo)是：（使處理器的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，更合理、提

高處理器的性能、提高處理器的執(zhí)行效率、降低處理器的開發(fā)成

本）。

51.流水CPU通常由（指令部件、指令隊(duì)列、執(zhí)行部件）等幾個(gè)部分

組成，這幾個(gè)功能部件可以組成一個(gè)多級(jí)流水線。

52.奇偶校驗(yàn)無法檢測(cè)（偶數(shù)個(gè)、偶數(shù)個(gè)）錯(cuò)誤，更無法識(shí)別錯(cuò)誤信

息的（位置、內(nèi)容）。

53.取出和執(zhí)行任何一條指令所需的最短時(shí)間為（2）個(gè)CPU周期。

54.世界上第一臺(tái)通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC使用（電子管）作為電

子器件。

55.適配器的作用是保證（I/O設(shè)備）用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)特性所要求的形

式發(fā)送或接收信息。

56.雙端口存儲(chǔ)器是一種高速工作的存儲(chǔ)器，指同一個(gè)存儲(chǔ)器具有兩

組相互獨(dú)立的（讀寫）控制線路，可以對(duì)存儲(chǔ)器中（任何）位置

上的數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立的存取操作。

57.通用計(jì)算機(jī)可分為（超級(jí)計(jì)算機(jī)、大型機(jī)、服務(wù)器、工作站）、微

型機(jī)和單片機(jī)。

58.微程序控制器的基本思想是：將微操作控制信號(hào)按一定規(guī)則進(jìn)行

編碼，形成（微指令），存放到一個(gè)只讀存儲(chǔ)器里。當(dāng)機(jī)器運(yùn)行時(shí)一,

一條又一條地讀出它們，從而產(chǎn)生全機(jī)所需要的各種操作控制信

號(hào)，使相應(yīng)部件執(zhí)行所規(guī)定的操作。

59.為了解決多個(gè)主設(shè)備同時(shí)（競(jìng)爭(zhēng)）總線（控制）權(quán)的問題，必須

具有總線仲裁部件，以某種方式選擇其中一個(gè)主設(shè)備作為總線的

下一次主方。

60.為了提高浮點(diǎn)數(shù)的表示精度，當(dāng)尾數(shù)不為（0）時(shí)，通過修改階碼

并移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)，使尾數(shù)域的最高有效位為（1）,這稱為浮點(diǎn)數(shù)的

規(guī)格化表示。

61.為了執(zhí)行任何給定的指令，必須對(duì)指令操作碼進(jìn)行測(cè)試，以便識(shí)

別所要求的操作，CPU中的（指令譯碼器）就是完成這項(xiàng)工作的。

62.相對(duì)于硬布線控制器，微程序控制器的優(yōu)點(diǎn)在于（結(jié)構(gòu)比較規(guī)整、

復(fù)雜性和非標(biāo)準(zhǔn)化程度較低、增加或修改指令較為容易）。

63.相聯(lián)存儲(chǔ)器是以（關(guān)鍵字、內(nèi)容）來訪問存儲(chǔ)器的。

64.虛擬存儲(chǔ)器可看作是一個(gè)容量非常大的（邏輯）存儲(chǔ)器，有了它，

用戶無需考慮所編程序在（主存）中是否放得下或放在什么位置

等問題。

65.虛擬地址空間的大小實(shí)際上受到（輔助存儲(chǔ)器）容量的限制。

66.虛擬地址由（編譯程序）生成。

67.一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以在不同的并行等級(jí)上采用流水線技術(shù)。按照

流水的級(jí)別，流水線可分類為（算術(shù)流水線、指令流水線、處理

機(jī)流水線、宏流水線）。

68.一條機(jī)器指令是由若干條（微指令）組成的序列來實(shí)現(xiàn)的，而機(jī)

器指令的總和便可實(shí)現(xiàn)整個(gè)指令系統(tǒng)。

69.一條機(jī)器指令是由若干條微指令組成的序列（通常叫做（微程序））

來實(shí)現(xiàn)的，而機(jī)器指令的總和便可實(shí)現(xiàn)整個(gè)指令系統(tǒng)。

70.一條指令中的操作數(shù)地址，可以有（0、1、2、3）個(gè)。

71.一種（計(jì)算機(jī)組成）可以采用多種不同的（計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)）。

72.以下4種類型指令中，執(zhí)行時(shí)間最長(zhǎng)的是（SS型指令）。

73.以下4種類型指令中，執(zhí)行時(shí)間最短的是（RR型指令）。

74.以下關(guān)于流水線技術(shù)的描述中，正確的是（就一條指令而言，其

執(zhí)行速度沒有加快、就程序執(zhí)行過程的整體而言，程序執(zhí)行速度

大大加快、適合于大量的重復(fù)性的處理）。

75.以下句子中，正確的是（CPU中的微程序是可重寫的、可以通過

修改成品CPU來改變CPU的譯碼方式）。

76.以下句子中，正確的是（各條指令的取指階段所用的CPU周期是

完全相同的、由于各條指令的功能不同，指令的執(zhí)行階段所用的

CPU周期是各不相同的）。

77.以下句子中，正確的是（一條指令的取出階段需要1個(gè)CPU周期

時(shí)間、一條指令的執(zhí)行階段需要至少1個(gè)CPU周期時(shí)間）。

78.以下指令存在哪些類型的數(shù)據(jù)相關(guān)？（RAW相關(guān)、WAW相關(guān)）

LADR6,B；M（B）玲R6,M（B）是存儲(chǔ)器單元

MULR6,R7；（R6）X（R7）玲R6

79.以下指令存在哪些類型的數(shù)據(jù)相關(guān)？（WAR相關(guān)）

STAM（x）,R3；（R3）->M（x）,M（x）是存儲(chǔ)器單元

ADDR3,R4,R5；（R4）+（R5）->R3

80.以下指令存在哪些類型的數(shù)據(jù)相關(guān)？（WAW相關(guān)）

MULR3,RI,R2；（RI）X（R2）->R3

ADDR3,R4,R5；（R4）+（R5）->R3

81.硬布線控制器的特點(diǎn)是（設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，且代價(jià)很大、調(diào)試非常

復(fù)雜，且代價(jià)很大、速度較快，主要取決于邏輯電路的延遲）。

82.運(yùn)算型指令的尋址與轉(zhuǎn)移型指令的尋址，其不同點(diǎn)在于（前者取

操作數(shù)，后者決定程序轉(zhuǎn)移地址）。

83.在（定點(diǎn)）運(yùn)算中，為了判斷溢出是否發(fā)生，可采用雙符號(hào)位檢

測(cè)法。不論溢出與否，其（最高）符號(hào)位始終指示正確的符號(hào)。

84.在CPU中，操作控制器的功能就是根據(jù)指令操作碼和時(shí)序信號(hào)，

產(chǎn)生各種操作控制信號(hào)，以便正確地建立數(shù)據(jù)通路，從而完成（取

指令、執(zhí)行指令、分析指令、取操作數(shù)）的控制。

85.在CPU中，程序計(jì)數(shù)器用來保存（下一條指令的地址）。

86.在CPU中，跟蹤指令后繼地址的寄存器是（程序計(jì)數(shù)器）。

87.在CPU中，控制器通常由（程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼

器、時(shí)序發(fā)生器）和操作控制器組成。

88.在CPU中，數(shù)據(jù)寄存器用來暫時(shí)存放（由主存讀出的一條指令、

由主存讀出的一個(gè)數(shù)據(jù)字、向主存存入的一條指令、向主存存入

的一個(gè)數(shù)據(jù)字）。

89.在CPU中，運(yùn)算器的主要功能是進(jìn)行（算術(shù)運(yùn)算、邏輯測(cè)試、邏

輯運(yùn)算）。

90.在CPU中，運(yùn)算器通常由（算術(shù)邏輯單元、累加寄存器、數(shù)據(jù)寄

存器、狀態(tài)條件寄存器）組成。

91.在CPU中，指令寄存器用來保存（當(dāng)前指令）。

92.在CPU中，狀態(tài)條件寄存器（PSW）用來保存（標(biāo)志位、條件碼

、中斷信息、狀態(tài)信息）。

93.在IEEE754標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)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（1.M）,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（1）,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)（24）位。

94.在操作控制器中，（微程序控制器）是采用存儲(chǔ)邏輯來實(shí)現(xiàn)的。

95.在定點(diǎn)二進(jìn)制運(yùn)算器中，減法運(yùn)算一般通過（補(bǔ)碼運(yùn)算的二進(jìn)制

加法器）來實(shí)現(xiàn)。

96.在對(duì)RISC機(jī)器基本概念的描述中，正確的是（RISC機(jī)器一定是

流水CPU）o

97.在對(duì)流水CPU基本概念的描述中，正確的是（流水CPU是一種非

常經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的時(shí)間并行技術(shù)）。

98.在計(jì)算機(jī)的流水處理過程中，要使流水線具有良好的性能，必須

使流水線暢通流動(dòng)，不發(fā)生斷流。但由于流水過程中會(huì)出現(xiàn)（資

源相關(guān)、數(shù)據(jù)相關(guān)、控制相關(guān)）等相關(guān)沖突，實(shí)現(xiàn)流水線的不斷

流是困難的。

99.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，（高級(jí)語(yǔ)言級(jí)、匯編語(yǔ)言級(jí)）采用符

號(hào)語(yǔ)言O(shè)

100.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，（微程序設(shè)計(jì)級(jí)、操作系統(tǒng)級(jí)、

機(jī)器語(yǔ)言級(jí)）采用二進(jìn)制數(shù)語(yǔ)言。

101.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，屬于軟件級(jí)的是（高級(jí)語(yǔ)言級(jí)、

匯編語(yǔ)言級(jí)）。

102.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，屬于軟硬件混合級(jí)的是（操作系

統(tǒng)級(jí)）。

103.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，屬于硬件級(jí)的是（微程序設(shè)計(jì)級(jí)、

機(jī)器語(yǔ)言級(jí)）。

104.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，CPU管理外圍設(shè)備的方式，除了程序查詢之

外，還包括（程序中斷、DMA、通道、PPU）。

105.在計(jì)算機(jī)中，（CPU對(duì)主存的讀取、CPU對(duì)主存的寫入、輸入

設(shè)備與主存的數(shù)據(jù)交換、輸出設(shè)備與主存的數(shù)據(jù)交換）一般都采

用異步控制方式，以保證執(zhí)行時(shí)的高速度。

106.在流水CPU中，為了解決執(zhí)行段的速度匹配問題，一般采用的

方法包括：（將執(zhí)行部件分為定點(diǎn)執(zhí)行部件和浮點(diǎn)執(zhí)行部件兩個(gè)可

并行執(zhí)行的部分，分別處理定點(diǎn)運(yùn)算指令和浮點(diǎn)運(yùn)算指令、在浮

點(diǎn)執(zhí)行部件中，包括浮點(diǎn)加法部件和浮點(diǎn)乘/除部件，它們可以同

時(shí)執(zhí)行不同的指令、浮點(diǎn)運(yùn)算部件以流水線方式工作）。

107.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（取指令、指令譯碼、計(jì)算操作數(shù)地址、取操作數(shù)）等幾

個(gè)過程段組成。

108.在流水過程中存在的相關(guān)沖突中，（控制相關(guān)）是由轉(zhuǎn)移指令

引起的。

109.在流水過程中存在的相關(guān)沖突中，（數(shù)據(jù)相關(guān)）是由于指令之

間存在數(shù)據(jù)依賴性而引起的。

110.在流水過程中存在的相關(guān)沖突中，（資源相關(guān)）是指多條指令

進(jìn)入流水線后在同一機(jī)器周期內(nèi)爭(zhēng)用同一個(gè)功能部件所發(fā)生的沖

突。

111.在流水計(jì)算機(jī)中采用多體交叉存儲(chǔ)器，其目的是（解決存儲(chǔ)器

的速度匹配問題、使存儲(chǔ)器的存取時(shí)間能與流水線中其他過程段

的速度相匹配）。

112.在奇偶校驗(yàn)中，只有當(dāng)數(shù)據(jù)中包含有（偶數(shù)、奇數(shù)）個(gè)1時(shí)-，偶

校驗(yàn)位C=（0、Do

113.在一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，宏流水線是指程序步驟的并行，是（處

理機(jī)）級(jí)流水線。

114,在一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，算術(shù)流水線是指運(yùn)算操作步驟的并行，

是（部件）級(jí)流水線。

115.在一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，指令流水線是指指令步驟的并行，是（處

理器）級(jí)流水線。

116.在主存與Cache間建立地址映射，有幾種不同的地址映射方

式，它們是（全相聯(lián)映射方式、直接映射方式、組相聯(lián)映射方式）。

117.在總線仲裁方式中，（集中式）仲裁需要（中央仲裁器）。

118.指令的順序?qū)ぶ贩绞?，是指下一條指令的地址由（程序計(jì)數(shù)器）

給出。

119.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，（程序計(jì)數(shù)器）的內(nèi)容必須相應(yīng)改變，以便及時(shí)跟蹤

新的指令地址。

120.指令格式就是（指令字）用二進(jìn)制代碼表示的結(jié)構(gòu)形式。

121.指令格式中的（操作碼）字段，用來表征指令的操作特性與功

能。

122.指令格式中的地址碼字段，通常用來指定參與操作的（操作數(shù)）

或其地址。

123.指令流是取指周期中從內(nèi)存流向（控制器）的信息流。

124.中央處理器包括（運(yùn)算器、控制器、Cache）。

125.狀態(tài)條件寄存器（PSW）通常保存（運(yùn)算結(jié)果進(jìn)/借位標(biāo)志、運(yùn)

算結(jié)果溢出標(biāo)志、運(yùn)算結(jié)果為零標(biāo)志、運(yùn)算結(jié)果符號(hào)標(biāo)志）和運(yùn)

算結(jié)果為負(fù)標(biāo)志。

總線的特性包括（物理特性、功能特性、電氣特性、時(shí)間特性）。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（本大題共20小題，每小題2分，共20分）

1.以下正確的是（）。

A）機(jī)箱是計(jì)算機(jī)的外特性，屬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究范圍

B）集成電路芯片的設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)組成原理的研究范圍

C）加法器的設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的研究?jī)?nèi)容

D）計(jì)算機(jī)性能評(píng)價(jià)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究范圍

2.在流水線相關(guān)處理中，采用（）會(huì)產(chǎn)生“寫-寫”相關(guān)和“先讀后寫”相關(guān)。

A）猜測(cè)法B）順序流動(dòng)

C）異步流動(dòng)

D）相關(guān)專用通路

3.非線性流水線是指（)

A）存在分叉連接的流水線B）存在反向連接的流水線

C）一個(gè)任務(wù)使用多個(gè)功能段的流水線D）動(dòng)態(tài)連接的流水線

4.網(wǎng)絡(luò)直徑與網(wǎng)絡(luò)的（）有關(guān)

A)度B）鏈路總數(shù)

C）結(jié)點(diǎn)間通信經(jīng)過的最多鏈路數(shù)D）通信延遲

5.下列關(guān)于存儲(chǔ)器的描述，哪個(gè)是正確的（）

A）多體交叉存儲(chǔ)器主要解決擴(kuò)充容量問題

B）Cache的功能全由硬件完成

C）Cache與主存統(tǒng)一編址，即主存空間的某一部分屬于Cache

D）“主存一外存”的存儲(chǔ)層次是為了彌補(bǔ)主存速度的不足

6.在單指令流多數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)中各處理單元必須（）。

A）以同步方式在同一時(shí)間內(nèi)執(zhí)行不同的指令

B）以同步方式在同一時(shí)間內(nèi)執(zhí)行相同的指令

C）以異步方式在同一時(shí)間內(nèi)執(zhí)行相同的指令

D）以異步方式在同一時(shí)間內(nèi)執(zhí)行不同的指令

7.虛擬存儲(chǔ)器地址變換是指（）。

A）多用戶虛地址與實(shí)地址如何一一對(duì)應(yīng)

B）程序的邏輯地址變換成主存實(shí)地址

C）程序執(zhí)行時(shí)將虛地址變換成對(duì)應(yīng)的實(shí)存地址

D）指令的符號(hào)地址變換成二進(jìn)制地址

8.反映網(wǎng)絡(luò)在理想通信模式下通信帶寬的特性是（）

A）度B）直徑C）帶寬總和D）等分帶寬

9.依據(jù)MichaelJ.Flynn提出的按指令流和數(shù)據(jù)流的多倍性對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分類，Illiac

IV計(jì)算機(jī)屬于（）

A）SISDB）SIMDC）MISDD）MIMD

10.全相聯(lián)地址映象是指（）。

A）任何主存頁(yè)都可裝入Cache中任何頁(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)任何主存頁(yè)可以裝入任何Cache頁(yè)位置

D）組間可任意裝入，組內(nèi)是固定裝入

二、名詞解釋題（本大題共5小題，每小題4分，共20分）解釋每小題所給名詞的含義,

若解釋正確則給分，若解釋錯(cuò)誤則無分，若解釋不準(zhǔn)確或不全面，則酌情扣分。

1.目錄表

2.阻塞網(wǎng)絡(luò)

3.寫直達(dá)法

4.亂序流動(dòng)

5.向量鏈接技術(shù)

三、簡(jiǎn)答題（本大題共4小題，共25分）

1.（5分）存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī)（馮氏機(jī)）在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是什么？

2.（5分）在cache容量一定的情況下,增加cache中的塊大小能否達(dá)到提高cache命中率

的效果?為什么？

3.（5分）解釋數(shù)據(jù)相關(guān)（局部相關(guān)）與控制相關(guān)（全局相關(guān)）。

4.（10分）有哪幾種向量處理方式？它們對(duì)向量處理機(jī)的結(jié)構(gòu)要求有何不同？

四、綜合題（本大題共4小題，共35分）

1.（5分）某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用浮點(diǎn)運(yùn)算部件后使浮點(diǎn)運(yùn)算速度提高到原來的20倍,

而系統(tǒng)運(yùn)行一程序的整體性能提高到原來的10倍，試計(jì)算該程序中浮

點(diǎn)操作所占的比例。

2.（5分）（1）使用終端標(biāo)記法標(biāo)出Q網(wǎng)絡(luò)（見下圖）的從2號(hào)輸入端到6號(hào)輸出端網(wǎng)絡(luò)連

接以及從6號(hào)輸入端到4號(hào)輸出端從的網(wǎng)絡(luò)連接。

（2）上題的網(wǎng)絡(luò)連接之間是否會(huì)產(chǎn)生沖突？如有，請(qǐng)指出沖突所在。

3.(10分)有一個(gè)Cache存儲(chǔ)器,主存有8塊(0-7),Cache有4塊(0-3),采用組相聯(lián)映像,

組內(nèi)塊數(shù)為2塊。采用LRU(近期最久未使用)替換算法。

(1)指出主存各塊與Cache各塊之間的映像關(guān)系。

(2)某程序運(yùn)行過程中，訪存的主存塊地址流為：

2,3,4,1,0,7,5,3,6,1,5,2,3,7,1

說明該程序訪存對(duì)Cache的塊位置的使用情況，計(jì)算Cache命中率。

4.(15分)有一條靜態(tài)多功能流水線由5段組成(如下圖所示)，加法用1、3、

4、5段，乘法用1、2、5段，第2段的時(shí)間為其余各段時(shí)間均

為△/,而且流水線的輸出可以直接返回輸入端或暫存于相應(yīng)的流水線

寄存器中。若在該流水線上計(jì)算戶+A2*B2+A3*B3+A4*B4,

(1)畫出處理過程的時(shí)空?qǐng)D；

(2)計(jì)算其吞吐率、加速比和效率；

(3)該流水線的瓶頸段是哪一的？可用哪幾種方法消除該瓶頸？畫出改進(jìn)后的

流水線。

乘法

計(jì)算機(jī)科學(xué)系《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》期末考試試卷（A卷）

得分-單選題：（10分，每題1分）

m

1、啟動(dòng)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(duì)（B）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

3、全相聯(lián)地址映象是指（A）

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.組之間固定，組內(nèi)任何虛頁(yè)可裝入任何實(shí)頁(yè)位置D.組間可任意裝入，組內(nèi)是固定裝入

4x（0屬于MIMD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

A.各處理單元同時(shí)受一個(gè)控制單元的管理B.各處理單元同時(shí)受同個(gè)控制單元送來的指令

C.松耦合多處理機(jī)和多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)D.陣列處理機(jī)

5、多處理機(jī)上兩個(gè)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(jì)算機(jī)使用的語(yǔ)言是（B）

A.專屬軟件范疇，與計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)無關(guān)B.分屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個(gè)層次

C.屬于用以建立一個(gè)用戶的應(yīng)用環(huán)境D.屬于符號(hào)化的機(jī)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(jī)器校驗(yàn)中斷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(chǔ)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(jī)對(duì)全局性相關(guān)的處理不包括（C）

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

得分

-填空題：（20分，每題2分）

評(píng)分人

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(jì)算機(jī)仿真用—微程序—解釋，計(jì)算機(jī)模擬用—機(jī)器語(yǔ)言—解釋

3、陣列處理機(jī)按存貯器的組成方式可分為兩種構(gòu)形,分別為:一分布式存儲(chǔ)器

和—集中共享式o

4、按弗林的觀點(diǎn)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可分為—SISD、SIMD

MISD和MIMD四大類

5、浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)的下溢處理方法有：一截?cái)喾?，舍入法，恒?法，查表舍入

法_o

6、流水線消除速度瓶頸的方法有瓶頸子過程一拆分一和瓶頸子過程一并聯(lián)一

兩種。

7、具有相同“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”（如指令系統(tǒng)相同）的計(jì)算機(jī)可以因?yàn)樗俣纫蟮纫蛩?/p>

的不同而采用—計(jì)算機(jī)組成

8.在非線性流水線機(jī)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)—O

8、互連網(wǎng)絡(luò)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(luò)

多采用—線—交換，多處理機(jī)常采用—包—交換。

9、Cache存儲(chǔ)器寫操作時(shí)，只寫入Cache,僅當(dāng)需要塊替換時(shí)，才將其寫回

主存，稱這種修改主存塊內(nèi)容的方法為一寫回法—o

得分三簡(jiǎn)答題：（40分，每題4分）

評(píng)分人

1.計(jì)算機(jī)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(duì)傳統(tǒng)機(jī)器級(jí)界面的確定。

2.計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)有什么關(guān)系？

計(jì)算機(jī)組成指的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)指的是計(jì)算機(jī)組成的物理

實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)關(guān)系密切，有人將它們和稱為計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。

3.器件的發(fā)展對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響？

器件的發(fā)展改變了邏輯設(shè)計(jì)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(jìn)了算法、語(yǔ)言和軟件的發(fā)展。

4.解決計(jì)算機(jī)主存與CPU的速度差對(duì)機(jī)器性能的影響，可采用哪些解決方法？

設(shè)置Cache,采用并行主存系統(tǒng)

5.簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)RISC結(jié)構(gòu)使用的基本技術(shù)。

（1）按設(shè)計(jì)RISC的一般原則來設(shè)計(jì)（2）邏輯實(shí)現(xiàn)上采用硬聯(lián)和微程序相結(jié)合（3）設(shè)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）優(yōu)化設(shè)計(jì)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(tái)機(jī)器移植到另一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行

7.請(qǐng)解釋說明常用的4種基本單級(jí)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò).

立方體單級(jí)網(wǎng)絡(luò)，PM2I網(wǎng)絡(luò)，混洗交換單級(jí)網(wǎng)絡(luò)，蝶形單級(jí)網(wǎng)絡(luò)

8.什么是中斷響應(yīng)次序和處理次序？

中斷響應(yīng)次序是在同時(shí)發(fā)生多個(gè)不同種類的中斷請(qǐng)求時(shí)，中斷響應(yīng)硬件中排隊(duì)器所決

定的響應(yīng)次序.處理次序是各個(gè)中斷請(qǐng)求實(shí)際被處理完畢的順序.

9.請(qǐng)解釋存儲(chǔ)系統(tǒng)和存儲(chǔ)體系的區(qū)別.

存儲(chǔ)系統(tǒng)是將多種不同工藝的存儲(chǔ)器組織在一起，但從邏輯上還不能成為一個(gè)整體.

而存儲(chǔ)體系就是從程序員角度來看，各種不同工藝的存儲(chǔ)器在邏輯上是一個(gè)整體.

10.請(qǐng)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(shè)置相關(guān)通路

得分四計(jì)算題：（30分，每題6分）

評(píng)分人

1.經(jīng)統(tǒng)計(jì)，某機(jī)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.請(qǐng)分別求出用等長(zhǎng)碼，哈夫曼碼，只

有兩種碼長(zhǎng)的擴(kuò)展操作碼的操作碼平均碼長(zhǎng)。

等長(zhǎng)碼碼長(zhǎng)為4位，哈夫曼碼平均碼長(zhǎng)為3.38位，兩種碼長(zhǎng)的擴(kuò)展操作碼的操作

碼平均碼長(zhǎng)為3.4位

2.設(shè)有兩個(gè)向量C和D,各有4個(gè)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(shè)每個(gè)流水線所經(jīng)過的時(shí)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(yīng)的緩沖寄存器中，

其延遲時(shí)間和功能切換所需要的時(shí)間都可以忽略不計(jì)。求：該流水線的實(shí)際吞吐率TP

和效率n。

A

5

4

3

2

1

012345678910111213141516時(shí)間At

實(shí)際吞吐率TP=7/(15At)

T)=32%

3.在一個(gè)5段的流水線處理機(jī)上需經(jīng)9拍才能完成一個(gè)任務(wù)，其預(yù)約表如下表所

7J\o

⑴分別寫出延遲禁止表F、初始沖突向?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={10110001）.

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(shè)一個(gè)系統(tǒng)有四個(gè)中斷級(jí)，中斷響應(yīng)次序?yàn)?->2->3->4?，F(xiàn)要求中斷處理次

序改為1->4->3->2,（1）請(qǐng)畫出中斷級(jí)屏蔽位表。（2）如果在運(yùn)行用戶程序的過程

中同時(shí)發(fā)生了1,2,3,4級(jí)中斷，請(qǐng)畫出此程序運(yùn)行過程示意圖。（3）如果在運(yùn)行

用戶程序的過程中同時(shí)發(fā)生了2,3級(jí)中斷，而在3級(jí)中斷未處理完畢又發(fā)生了4級(jí)

中斷，最后回到用戶程序時(shí)又同時(shí)發(fā)生了1,2級(jí)中斷，請(qǐng)畫出此程序運(yùn)行過程示

意圖。

F

5.計(jì)算多級(jí)立方體互連網(wǎng)絡(luò)。見圖N=8多級(jí)立方體互連網(wǎng)絡(luò)，求當(dāng)輸入端級(jí)控制信

號(hào)為S2S1S0=010時(shí)，輸入端為01234567時(shí)，輸出端為：23016745。

0f

2->

3f

4-

5—>

6->

7f

sOsis2

計(jì)算機(jī)科學(xué)系《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》期末考試試卷（B卷）

年級(jí)：專業(yè)：班級(jí)：_學(xué)號(hào)：姓名：

題號(hào)—三四五總分簽名

得分

注：1、共100分，考試時(shí)間120分鐘。

2、此試卷適用于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)。

-單選題：（10分，每題1分）

11、.計(jì)算機(jī)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(kuò)展操作碼

12、對(duì)系統(tǒng)程序員不透明的應(yīng)當(dāng)是（B）

A.Cache存儲(chǔ)器B.虛擬存儲(chǔ)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(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.組之間固定，組內(nèi)任何虛頁(yè)可裝入任何實(shí)頁(yè)位置D.組間可任意裝入，組內(nèi)是固定裝入

14、（C）屬于MIMD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

A.各處理單元同時(shí)受一個(gè)控制單元的管理B.各處理單元同時(shí)受同個(gè)控制單元送來的指令

C.松耦合多處理機(jī)和多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)D.陣列處理機(jī)

15、多處理機(jī)上兩個(gè)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(jī)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(zhēng)向上兼容D.向后兼容，力爭(zhēng)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(jī)器校驗(yàn)中斷C.程序性中斷D.外部中斷

18、在Cache存儲(chǔ)器中常用的地址映象方式是（C）

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

19、組相聯(lián)映象、LRU替換的Cache存儲(chǔ)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(jī)對(duì)全局性相關(guān)的處理不包括（D）

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

得分

二填空題：（20分，每題2分）

評(píng)分人

10、數(shù)據(jù)寬度就是I/。設(shè)備取得I/。總線后所傳送數(shù)據(jù)的總

11、計(jì)算機(jī)仿真用—微程序-解釋，計(jì)算機(jī)模擬用—機(jī)器語(yǔ)言—解釋

12、固件就是-種具有軟件功能的硬

件.

13、按弗林的觀點(diǎn)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可分為SISD、

SIMD、

MISD和MIMD四大類

14、浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)的下溢處理方法有：截?cái)喾?，舍入法，恒?法，查表舍

入法o

15、實(shí)現(xiàn)軟件移植的基本技術(shù)有同一高級(jí)語(yǔ)言，采用系列機(jī)，模擬和

仿真。

16、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(chǔ)

Oo

17、在非線性流水線機(jī)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)o

18、互連網(wǎng)絡(luò)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(luò)多采用_線—交換，多處理機(jī)常采用一包—交換。

19、Cache存儲(chǔ)器寫操作時(shí)，在寫入Cache的同時(shí)將其寫回主存，稱這種

修改主存塊內(nèi)容的方法為一寫直達(dá)法—o

得分三簡(jiǎn)答題：（40分，每題4分）

評(píng)分人

5.計(jì)算機(jī)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(duì)傳統(tǒng)機(jī)器級(jí)界面的確定。

6.計(jì)算機(jī)組成設(shè)計(jì)要解決的問題是什么？

在所希望能達(dá)到的性能和價(jià)格比的前提下，怎樣最佳'最合理地把各種設(shè)備和部件組

織成為一臺(tái)計(jì)算機(jī)，以實(shí)現(xiàn)所確定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

7.舉例說明幾種指令級(jí)高度并行的超級(jí)處理機(jī)？

超標(biāo)量處理機(jī)、超長(zhǎng)指令字處理機(jī)、超流水線處理機(jī)、超標(biāo)量超流水線處理機(jī)

8.解決計(jì)算機(jī)主存與CPU的速度差對(duì)機(jī)器性能的影響，可采用哪些解決方法？

設(shè)置Cache,采用并行主存系統(tǒng)

11.CISC指令系統(tǒng)的含義？

復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，即機(jī)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(tái)機(jī)器移植到另一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行

13.請(qǐng)解釋說明常用的4種基本單級(jí)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò).

立方體單級(jí)網(wǎng)絡(luò)，PM2I網(wǎng)絡(luò)，混洗交換單級(jí)網(wǎng)絡(luò)，蝶形單級(jí)網(wǎng)絡(luò)

14.什么是并行