计算机系统结构习题.docx

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计算机系统结构习题

1、选择题

系统多级层次中，从下层到上层，各级相对顺序正确的是（B）

A汇编语言机器级——操作系统机器级——高级语言机器级

B微程序机器级——传统机器语言机器级——汇编语言机器级

C传统机器语言机器级——高级语言机器级——汇编语言机器级

D汇编语言机器级——应用语言机器级——高级语言机器级

2、汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是经（）来实现的。

A编译程序解释B汇编程序解释C编译程序翻译D汇编程序翻译

3、对系统程序员不透明的应当是（ ）

A、CACHE存储器  B、系列机各档不同的数据通路宽度  C、指令缓冲寄存器  D、虚拟存储器

4、计算机系统结构不包括（ ）

A、主存速度  B、机器工作状态  C、信息保护  D、数据表示

5、系列机软件应做到（）

A向前兼容，并向上兼容

B向后兼容，力争向上兼容

C向前兼容，并向下兼容

D向后兼容，力争向下兼容

6、在计算机系统设计中，比较好的方法是（ ）。

A、从上向下设计  B、从下向上设计  C、从两头向中间设计  D、从中间开始向上、向下设计

7、软件和硬件在实质上是完全不同的，但他们在（）上是逻辑等价的。

A性能B功能C系统结构D价格

8、在相同的机器字长和尾数位数的情况下，浮点数尾数基值取小，可使浮点数（B）

A．运算过程中数的精度损失降低

B．数在数轴上的分布变密

C．可表示数的范围增大

D．可表示数的个数增多

9、浮点数尾数基值rm=8，尾数数值部分长6位，可表示的最小正尾数为（C）

A．0.5B.0.25C.0.125D.1/64

10、在尾数下溢处理方法中，平均误差最大的是（A）

A．截断法B.舍入法

C．恒置“1”法D.ROM查表法

11、IBM370系统中断响应优先级级别最低的是（D）

A．机器校验中断B.外中断

C．I/O中断D.重新启动中断

12、不属于堆栈型替换算法的是（C）

A．近期最少使用法B.近期最久未用法

C．先进先出法D.页面失效频率法

13、下列关于虚拟存贮器的说法，比较正确的应当是（D）

A．访主存命中率随页面大小增大而提高

B．访主存命中率随页面容量增加而提高

C．更换替换算法能提高命中率

D．在主存命中率低时，改用堆栈型替换算法，并增大主存

容量，可提高命中率

14、采用组相联映像的Cache存贮器，为提高其等效访问速度应（B）

A．增大主存容量（Cache大小不变）

B．增加Cache块数（块大小不变）

C．减小组的大小（块大小不变）

D．减小块的大小（组的大小不变）

15、浮点数尾数基值rm=16，除尾符之外的尾数机器位数为8位时，可表示的规格化最大正尾数为（D）

A．1/2B.15/16C.1/256D.255/256

16、总线控制机构为解决N个部件使用总线时有限次序的裁决，集中式定时查询，需另外增加控制线根数为（C）

A．3B.2N＋1C.2＋┌

┐D.N＋2

17、计算机组成设计不考虑（B）

A．专用部件设置B.功能部件的集成度

C．控制机构的组成D.缓冲技术

18、属计算机系统结构考虑的应是（C）

A．主存采用MOS还是TTLB.主存采用多体交叉还是单体

C．主存容量和编址方式D.主存频宽的确定

19、与全相联相比，组相联映象的优点是（A）

A目录表小B块冲突概率低C命中率高D主存利用率高

20、同时性指两个或多个事件在同一时刻发生，并发性指两个或多个事件在（A）发生。

A、同一时间间隔B、同一时刻C、不同时刻D、不同时间间隔

21、打印机适合连接到（B）

A、选择通道B、字节多路通道C、数组多路通道D、任意一种通道

22、与流水线最大吞吐率高低有关的是（C）

A各个子过程的时间B最快子过程的时间

C最慢子过程的时间D最后子过程的时间

23、ILLIAC

是一种（C）

A、流水线处理机B指令重叠处理机C阵列处理机D多处理机

24、BSP处理机属于（B）

A、SISD系统B、SIMD系统C、MISD系统D、MIMD系统

25、同时性指两个或多个事件在同一时刻发生，并发性指两个或多个事件在（A）发生。

A、同一时间间隔B、同一时刻C、不同时刻D、不同时间间隔

二、填空题

1、实现软件移植的主要途径有统一高级语言、系列机、和。

2、操作级并行的阵列机，按指令流和数据流的多倍性划分属于类型的计算机。

3、自定义数据表示又可分为带标志符数据表示和两类。

4、传统机器级所具有的属性是高级语言程序员所（）的，即对高级语言程序员是（）的。

5、标志符与每个数据相连，合存于同一存储单元，用于描述_________的类型特征

6、计算机仿真用微程序解释，计算机模拟用_________解释。

7、评价存储器性能的基本要求是大容量、和低价格。

8、程序的局部性包括上的局部性和上的局部性

9、输入输出控制器的管理方式有三种：

、和

10、输入输出系统包括输入输出设备、及与输入输出操作有关的。

11、非专用总线控制方式中确定优先序可有、和独立请求等三种方式。

12、数据表示指能由机器直接识别和引用的。

数据结构要通过

映像变幻成机器中的各种数据表示来实现。

13、研究流水线调度主要针对流水线

14、异步流动流水线会出现顺序流动流水线不可能发生的“”相关和“”相关。

15、向量机中对向量的各种运算常用的加工方式为、和纵横向加工。

16、8个节点的混洗网络，其混洗函数为Shuffle（P2P1P0）=

三、判断题（对的用R，错的用E）

1、系统是否设浮点运算指令，对计算机系统结构是透明的。

（）

2、对概率不等的事件用Huffman编码，其具体编码不唯一，但平均码长肯定是唯一的，且是最短的。

（）

3、开发并行性的资源重复计数途径是开发时间的并行性，也是提高系统可靠性的有效措施。

（）

4、哈夫曼编码或扩展操作码，只要短码不是长码的前缀，就能够保证唯一地解码和立即解码。

（）

5、计算机仿真不适合在两种结构差距大的计算机运用（）

6、定时查询和独立请求均可用软件方法动态改变总线分配的优先级。

（）

7、SIMD计算机的结构是指有n个处理单元，按n条不同指令的要求对多个数据流及其中间结果进行不同的处理，一个处理单元的输出作为另一个处理单元的输人。

（）

8、由于Cache存储器的地址变换和块替换算法是用软件实现的，因此Cache存储器对

应用程序员是透明的，而且Cache对处理机和主存间的信息交往也是透明的。

（）

9、在总线中，若按功能和传送方向实施线的组合能减少所需的线数，如性质相似、方

向相反且不同时发生的两根单向线，可以用一根全双向线代替。

（）

10、中断系统的软、硬件功能分配，实际上是中断处理的软件和中断处理的硬件的功能分配。

（）

11、指令的重叠解释，既可加快程序的解释，又能加快指令的解释。

（）

12、要使线性流水线的实际吞吐率接近于理想的最大吞吐率，应将子过程数分得越多越好。

（）

13、流水机器处理中断应着眼于解决断点现场如何保存和恢复，并不在于如何缩短断流的时间，去追求流水的高吞吐率和高效率。

（）

14、组相联映像的cache存储器共分为256组，每组4块，用完全的比较对法实现cache块替换，替换算法为LRU，cache存储器总共需要设置的比较对触发器个数为1024个。

（）

15、多处理机中，两个程序段之间若同时有先写后读和先读后写二种相关，以交换数据为目的时，则必须并行执行，读写要完全同步，允许顺序串行和交换串行。

（）

四、简答题

1、试以实例简要说明计算机系统结构,计算机组成,与计算机实现的相互关系与影响. 

2、通道分为那3种类型？

各适合连接什么类型的设备？

满负荷时，设备对通道要求的实际流量与所连设备有什么关系？

3、提高计算机系统并行性的技术途径有哪三个？

简要解释并各举一系统类型的例子。

4、什么是流水线的速度瓶颈？

消除流水线速度瓶颈的方法有哪两种？

举例示意说明。

5、简述SIMD阵列机的主要特征。

6、简述采用系列机方法,适用场合,好处,存在问题和应采取的策略. 

五、应用题

1、N=—1.5，它的单精度格式表示为什么？

2、某机有10条指令，使用频度分别为0.01，0.15，0.12，0.07，0.08，0.13，0.15，0.03，0.17，0.09。

（1）构造Huffman树；

（2）写出Huffman的一种编码，并计算其平均码长；

（3）只有二种码长，求平均码长最短的扩展操作码编码及其平均码长。

3、有一个页式虚拟存贮器，若分配给该道程序的主存有3页，采用LRU替换算法表示这3页的使用和替换过程。

已知它在运行过程中访问程序空间的页地址流为：

2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2

4、有一个Cache存储器。

主存共分8个块（0~7）,Cache为4个块（0~3）,采用组相联映象，组内块数为2块，替换算法为近期最少使用算法（LRU）。

（1）画出主存、Cache地址的各字段对应关系（标出位数）图;

（2）画出主存、Cache空间块的映象对应关系示意图;

（3）对于如下主存块地址流：

1,2,4,1,3,7,0,1,2,5,4,6,4,7,2,如主存中内容一开始未装入Cache中，请列出Cache中各块随时间的使用状况;

（4）对于（3）,指出块失效又发生块争用的时刻;

（5）对于（3）,求出此期间Cache的命中率。

5、中断级屏蔽位“1”对应于开放，“0”对应于屏蔽，各级中断处理程序的中断级屏蔽位设置如下：

中断处理程序级别

中断级屏蔽位

1级

2级

3级

4级

第1级

0

0

0

0

第2级

1

1

1

0

第3级

1

0

0

0

第4级

1

0

1

0

（1）当中断响应优先次序为1→2→3→4时，其中断处理次序是什么?

（2）如果所有的中断处理都各需3个单位时间，中断响应和中断返回时间相对中断处理时间少得多。

当机器正在运行用户程序时，同时发生第2，3级中断请求，过两个单位时间，又同时发生第1，4级中断请求，试画出程序运行过程示意图。

6、一个字节多路通道连接有4台外围设备，每台设备发出输入输出服务请求的时间间隔，他们的服务优先级和发出第一次服务请求的时刻如下表所示：

设备名称D1D2D3D4

发服务请求间隔10µs75µs15µs50µs

服务优先级1423

发第一次请求时刻0µs70µs10µs20µs

（1）计算这个字节多路通道的实际流量和工作周期

（2）在数据传送期间，如果通道选择一次设备的时间为3µs，传送一个字节的时间为2µs，画出这个字节多路通道响应各设备请求和为设备服务的时间关系图。

8、有一个乘、加双功能的静态流水线，“乘”由1→2→3→4完成，“加”由1→5→4完成，各段延时均为Δt，输出可直接返回输入或存入缓冲器缓冲。

现要求计算长度为8的A、B

两个向量逐对元素求和的连乘积S=∏（Ai+Bi）。

（1）画出流水线完成此运算的时空图。

（2）完成全部运算所需多少个Δt？

此期间流水线的实际吞吐率、加速比和效率是多少？

9、有一个3段的流水线，预约表如下表所示。

（1）写出禁止表和冲突向量

（2）画冲突向量状态转移图并确定最佳调度方案。

时钟

段号

T1

T2

T3

T4

S1

S2

S3

√

√

√

√

√

10、向量D=A*（B+C），各向量元素个数均为N，参照CRAY-1方式分解为3条向量指令：

V3←存储器{访存取A送入V3寄存器组}

V2←V0+V1{B+C→K}

V4←V2*V3{K*A→D}

当采用下列3种方式工作时各需多少拍才能得到全部结果？

（1）

、

、

串行执行；

（2）

和

并行执行完后，在执行

；

（3）采用链接技术

11、阵列机有0—7共8个处理单元互连，要求按（0，5），（1，4），（2，7），（3，6）配对通信。

（1）写出实现此功能的互连函数的一般式。

（2）画出用3级立方体网络实现该互连函数的互联网络拓扑结构图，并标出各控制开关状态。

12、现有16个PE（编号0~F）与网络连接，程序在某个时刻需实现下列通信配对：

7←→D、6←→C、5←→F、4←→E、3←→9、2←→8、1←→B、0←→A。

（1）写出实现此功能的互连函数的一般式。

（2）画出用3级立方体网络实现该互连函数的互联网络拓扑结构图，并标出各控制开关状态。