重庆自考计算机系统结构科目习题.docx

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重庆自考计算机系统结构科目习题

一、填空题

1.评价存储系统的指标包括、和。

2并行性包括同时性和【】性二重含义。

3.在Cache存储器中，用比较对法实现LRU替换算法时，当Cache的块数为8时，需要的触发器个数为【】。

4.计算机硬件和软件在上是等效的，在上是不同的。

5.多处理机采用的是多指令流操作方式，一个程序中可能存在多个并发的程序段，需要专门的指令来表示它们的并发关系以控制它们的并发执行，以便一个任务开始被执行时就能派生出可与它并行执行的另一些任务，这个过程称为【】。

6.系列机的软件兼容可分为、、和兼容，其中兼容是软件兼容的根本特性。

7.按时间交叉技术途径发展的典型结构是【】处理机。

8.虚拟存储器发生页面失效时，需要进行外部地址变换，把虚地址变换为【】。

9.评价存储系统的指标包括、和。

10.计算机系统设计方法有、和。

其中软硬件结合较好的是的设计方法。

11.有一个“主存—辅存”层次，采用组相联映象。

主存共1024个页面，分为S组。

当S=时，则成为全相联映象，当S=时，则成为直接映象。

12.BSP计算机的并行处理机的共享存储器采用【】存储器。

13.用差分法求解三维拉普拉斯方程时，任意一个网格点的函数值是【】的平均值。

14.I/O控制方式可分为、和。

15.并行处理提高并行性的途径是【】。

16.多处理机系统的2种基本结构分别是【】和分布式存储器多处理机结构。

17.在通道方式I/O传输过程中，用户经由指令来使用外设，进管后要编制。

CPU在执行完指令后，通道就可以与其并行工作。

18.在通道方式I/O传输过程中，用户经由指令来使用外设，进管后要编制。

CPU在执行完指令后，通道就可以与其并行工作。

19.Cache块的调度算法通常有和两种。

20.在基于总线互连的多处理机中，采用【】协议来解决Cache一致性问题。

21.从计算机执行程序的并行性来看，由低到高的并行性等级，可以有【】、指令之间、任务或进程之间和作业或程序之间等4级。

22.按资源重复技术途径发展的同构型多处理机系统的典型结构是【】处理机。

23.Cache块的调度算法通常有和两种

24.精确断点指令是指已进入流水线的指令序列中的【】指令。

25.不精确断点指令是指已进入流水线的指令序列中的【】指令。

26.I/O控制方式可分为、和。

27.当2个虚页要求装入同一主存页面的位置时，称为【】。

28.当发生页面失效，同时又发生【】时，需要页面替换。

29.存储器速度性能可用存储器的【】衡量，它是存储器单位时间能访问的信息量。

30.在Cache存储器中，一般采用组相联映像和LRU替换算法。

若组内块数为p，用比较对法实现LRU算法所需的比较对触发器的个数为【】。

31.计算机系统设计方法有、和。

其中软硬件结合较好的是的设计方法。

32.BSP计算机采用16个处理单元组成的处理阵列、17个存储体组成的并行存储器和2套对准网格组成【】结构，大大提高了系统的处理性能。

33.S2MP系统采用【】协议来维护Cache的一致性。

二、判断题

1.在多级互连网络中，级间的控制方式有级控、单元控制和部分级控。

其中部分级控是指第Ⅰ级都采用Ⅰ个控制信号。

【】

2.并行处理机特别适合于求解向量、矩阵类的计算问题。

【】

3.计算机性能是硬件、软件、可靠性、可用性等多种指标的综合。

【】

4.磁盘设备在传送数据时，其数据宽度宜采用单字或单字节方式。

【】

5.在页式虚拟存储器中，地址映像与地址变换是同一概念。

【】

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6.并行处理机的并行执行效率，取决于数据的分布和并行算法的实现。

【】

7.在Cache存储器中，如果采用直接映像与变换，则没有替换算法的问题。

【】

8.多台计算机通过通道或通讯线路相连，共享外围设备，这种连接称为紧耦合。

【】

9.对于同一计算机系统结构，可有多种不同的计算机组成和计算机实现。

【】

10.总线设计时一般都采用单总线结构，因为其传输流量比专用总线要大。

【】

11.一旦进入了中断响应排队器的中断源，就不可能改变它们的处理次序。

【】

12.开发并行性的主要目的是为了能实现并行处理，以提高解决问题的速度。

【】

13设置中断屏蔽位是为了能够让操作系统动态地改变中断处理的优先级。

【】

14.为了使通道工作过程中永不丢失数据，可在设备内设置一定容量的缓冲器。

【】

15.互联网络连接的结构越复杂越好，这是互连网络的设计目标之一。

【】

16.“数据宽度”是指I/O设备取得总线使用权后，一次完成传送的信息量。

【】

17.计算机中指令是采用重叠还是流水方式执行，对于计算机系统结构设计者是不透明的。

【】

18.在页式虚拟存储器中，如果增加主存中的页面数，其命中率一定会提高。

【】

19.由同一厂家生产的，系统结构相同的，但组成和实现不同的所有计算机，称为兼容机。

【】

20.在组相联的Cache存储器中，主存是按Cache的容量大小分区的。

【】

三、单项选择题

1.汇编语言程序经（）翻译成机器语言程序。

【】

A.应用程序包B.编译程序C.汇编程序D.作业控制程序

2.在浮点数据表示中，当机器的字长和其他条件不变时，对于非负阶、正尾数的规格化数，随着尾数基值rm增大，可表示数的个数（）。

【】

A.不变B.减少C.增多D.不定

3.设一流水线由3个子过程组成，1、3、4子过程时间为Δt，2子过程时间为3Δt，则流水线每隔（）流出一结果。

【】

A.ΔtB.2ΔtC.3ΔtD.4Δt

4.操作码优化的主要目的是（）。

【】

A.缩短指令字长B.减少程序总位数

C.增加指令字表示的信息D.A、B和C

5.不属于专用总线优点的是（）。

【】

A.流量大B.控制简单C.可靠性高D.连接线数多

6.分配给某道程序主存容量增大，命中率（）。

【】

A.不变B.降低C.提高D.不定

7.高速缓冲存储器可存放N条指令，N越大，则指令相关的概率（）。

【】

A.越高B.越低C.不变D.不定

8.Cache和主存之间的信息传送由（）实现。

【】

A.软件B.硬件C.软件和硬件D.软件或硬件

9.为解决主存的数据相关，只有推后“分析K+1”的读，常用办法是给读数和写数安排不同的优先级，应该是（）。

【】

A.读的优先级高于写的优先级B.读的优先级低于写的优先级

C.读的优先级等于写的优先级D.读的优先级和写的优先级关系不定

10.重叠方式的机器在程序中应尽量减少使用（）指令，否则重叠效率会降低。

【】

A.循环B.条件转移C.加法D.减法

11.数据相关可以发生在（）。

【】

A.主存B.通用寄存器C.通道D.A和B

12.推后“分析K+1”方法解决通用寄存器数相关是以（）为代价。

【】

A.降低速度B.增加设备C.A或BD.A和B

13.设一M段流水线各段经过时间为Δt，则完成N个任务的解释时，流水线实际吞吐率为（）。

【】

A.1/ΔtB.2/MΔtC.1/NΔtD.N/（M+N-1）Δt

14.微指令由（）直接执行。

【】

A.微指令程序B.硬件C.汇编程序D.编译程序

15.命中率最高的置换算法是（）。

【】

A.RANDB.FIFOC.LRUD.OPT

16.最早的冯·诺依曼结构计算机是以（）为中心。

【】

A.运算器B.控制器C.存储器D.I/O设备

17.以rm为尾数基值的浮点数，当其尾数右移一个rm进制数位时，为保持数值不变，阶码应为（）。

【】

A.+1B.+mC.+rmD.-1

18.并行处理机与流水线处理机相比，通用性（），灵活性（）。

【】

A.好差B.差好C.好好D.差差

19.编号为0～F的16个处理器采用PM2+3单级网络互连，第13号处理器与第（）号处理器相连。

【】

A.4B.5C.6D.7

20.在多级PM2I网络中，将每一级处理单元分成两组，各自进行控制，这种多级PM2I网络称之为（）。

【】

A.多级混洗网络B.多级立方体网络

C.数据变换网络D.强化数据变换网络

21.并行处理机中的控制部件CU一般由（）构成。

【】

A.小型机B.中型机C.大型机D.巨型机

22.在多级网络中，灵活性由高到低的次序为（）。

【】

A.STARAN网络、间接二进制n方体网络、Omega网络、ADM网络

B.ADM网络、Omega网络、间接二进制n方体网络、STARAN网络

C.Omega网络、ADM网络、STARAN网络、间接二进制n方体网络

D.间接二进制n方体网络、Omega网络、STARAN网络、ADM网络

23.多处理机系统属于（）。

【】

A.SISDB.SIMDC.MISDD.MIMD

24.构成存储层次的主要依据是（）。

【】

A.时间局限性B.空间局限性C.A或BD.A和B

25.一般不直接采用相联目录表构成页表是因为（）。

【】

A.查找速度慢B.命中率低C.实现困难D.都不是

26.多处理机系统的并行性存在于指令（）。

【】

A.外部B.内部C.操作码D.地址码

27.紧耦合多处理机系统是指处理机之间通过（）相互通讯。

【】

A.共享主存B.消息传递系统

C.I/O通道D.脱机I/O设备

28.最常用的页眉置换算法是（）。

【】

A.RANDB.FIFOC.LRUD.OPT

29.对两程序段之间的数据相关，（）。

【】

A.可以并行B.可以交换串行

C.有条件可以并行D.有条件可以交换串行

30.当N=8时，全混洗函数表达式为（）。

【】

A.f（x2x1x0）=x2x0x1B.f（x2x1x0）=x2x1x0

C.f（x2x1x0）=x1x0x2D.f（x2x1x0）=x0x1x2

31.任务粒度过大，并行度会（），系统效率会（）。

【】

A.低高B.低低C.高高D.高低

32.并行处理发展通过（）的途径形成了分布处理系统。

【】

A.提高主频B.时间重叠C.资源重复D.资源共享

33.在表达式计算的树型图中，顺序运算级数（T1）与P台处理机运算的级数（Tp）之比称为（）。

【】

A.效率B.加速比C.响应比D.流量比

34.当尾数的机器位数为m时，相当于rm进制的尾数有m’个位数，其中m’的值是（）。

【】

A.mB.rmC.「log2rm」D.m/「log2rm」

35.在浮点数据表示中，当机器的字长和其他条件不变时，对于非负阶、正尾数的规格化数，随着尾数基值rm增大，可表示数的范围（）。

【】

A.增大B.减小C.不变D.不定

36通用寄存器中的操作数在（）时形成。

【】

A.分析周期前半段B.分析周期末尾

C.分析周期后半段D.执行周期末尾

37.并行处理机上执行并行算法的效率与并行处理机上（）有着重要关系。

【】

A.指令的执行B.数据的分布

C.存储器的结构D.互连网络

38.造成代码生成效率不高的主要原因是（）。

【】

A.高级语言种类多B.高级语言与机器语言语义差距大

C.指令系统不灵活D.A和B

39.现代计算机的输入输出操作应该面向（）。

【】

A.用户程序B.操作系统C.系统结构D.高级语言

40.在集中式总线控制方式中，串行链接最突出的优点表现在以下（）方面。

【】

A.优先权分配的灵活性B.系统的可扩展性

C.实现电路的可靠性D.总线的分配速度

41.机器内浮点数包含阶码和尾数两部分，其中尾数的位数主要影响（）。

【】

A.表示数的精度B.表示数的范围

C.表示数的范围和精度D.表示数在数轴上的离散程度

42.数据宽度是指（）。

【】

A.一个时钟周期传送的信息量B.取得总线后传送数据的总量

C.数据的最小存储宽度D.数据传送的最小宽度

43.多处理机系统的并行是在（）。

【】

A.操作级B.指令级C.作业级D.数据级

44.中断响应次序由（）实现。

【】

A.中断向量B.软件查寻C.硬件排队器D.中断级屏蔽位

45.高级语言程序经（）翻译成机器语言程序。

【】

A.应用程序包B.编译程序C.汇编程序D.作业控制程序

46.在计算机系统的多级层次结构中，单条指令执行速度最快的一级是（）。

【】

A.M5（应用语言）级B.M0（微程序）级

C.M1（机器语言）级D.M2（操作系统）级

47.机器内浮点数包含阶码和尾数两部分，其中阶码的位数主要影响（）。

【】

A.表示数的精度B.表示数的范围

C.表示数的范围和精度D.表示数在数轴上的离散程度

48.Cache存储器对（）透明。

【】

A.系统程序员B.应用程序员

C.系统结构设计者D.A和B

49按某档机器编制的软件，不用修改就可运行在比它高档的机器上，这被称为（）。

【】

A.向上兼容B.向下兼容C.向前兼容D.向后兼容

50.可用（）来评价存储层次的主要性能。

【】

A.命中率B.等效访问时间

C.每位价格D.A、B和C

51.数据通路宽度指（）。

【】

A.一个时钟周期传送的信息量B.取得总线后一次传送数据的总量

C.数据的最小存储宽度D.数据传送的最小宽度

52.并行处理机获得并行性的方式采用的是（）。

【】

A.时间重叠B.资源重复C.资源共享D.都不是

53.某个时期投入市场的机器上编制的软件，不用修改就可运行在比它之后投入市场的机器上，这被称为（）。

【】

A.向上兼容B.向下兼容C.向前兼容D.向后兼容

54.多处理机与并行处理机存在差别的根本原因是（）。

【】

A.目的不同B.并行性级别不同

C.硬件开销不同D.程序执行方式不同

55.在通道工作方式中，由管理程序编制的程序是（）。

【】

A.管理程序B.中断程序C.用户程序D.通道程序

56.松耦合多处理机系统是指处理机之间通过（）相互通讯。

【】

A.共享主存B.消息传递系统

C.连机I/O设备D.脱机I/O设备

57.在集中式总线控制方式中，独立请求方式的主要缺点表现在（）方面。

【】

A.优先权分配的灵活性B.总线的分配速度

C.系统的可靠性D.控制器设计的复杂性

58.对两程序段之间的数据反相关，（）。

【】

A.可以并行B.可以交换串行

C.有条件可以并行D.有条件可以交换串行

59.任务粒度过小，并行度会（），系统效率会（）。

【】

A.低高B.低低C.高高D.高低

60.在表达式计算的树型图中，加速比（Sp）与多处理机台数（P）之比称为（）。

【】

A.效率B.加速比C.响应比D.流量比

四、解释题

1.冷启动失效率

2.仿真

3.LRU替换算法

4.动态再定位

5.Huffman压缩概念

6.单功能流水线

7.动态再定位

8.MIMD

五、简答题

1.简述开发并行性的三种技术途径。

2.为什么说定时查寻方式中，可以改变各设备获得总线的优先权？

3.解决相关问题有哪两种基本思路？

他们各有什么特点？

4.在现代计算机中，中断系统的软、硬件功能是如何分配的？

5.解决相关问题有哪两种基本思路？

他们各有什么特点？

6.减述通道方式I/O的主要过程。

7.引起Cache与主存内容不一致的原因是什么？

为了保持Cache的一致性，在单计算机系统中一般采取哪些措施？

8从程序执行方面来分析，并行性可以有哪些等级？

9试对通用寄存器型机器和堆栈型机器作简单比较。

10.简述标志符和描述符数据表示的异同点。

11.在并行主存系统中，为什么实际频宽不能随模数m线性增加？

12.存储层次映象方法有哪三种？

简述他们各自的基本特点。

13.存储层次映象方法有哪三种？

简述他们各自的基本特点。

14.简述计算机系统结构、计算机组成和计算机实现三者之间的关系。

15.可以从哪几个方面来改进指令系统的功能？

16.简述RISC实现的基本技术。

六、综合题

1.某机器的指令字长16位，设有单地址指令和双地址指令2类指令。

若每个地址字段均为6位，且双地址指令有x条，问单地址指令最多可以有多少条？

2．某流水线由4段组成，如下图：

（1）若每隔

向该流水线提供一个数据，连续提供四个，试画出其处理过程的时—空图，并求其实际吞吐率和效率。

（2）该流水线的“瓶颈”在哪一段？

消除流水线瓶颈的方法有哪几种？

画出改进后的流水线。

3.有一个经解释实现的计算机，按功能划分成4级，每一级为了执行一条指令需要下一级的N条指令解释。

如果最低一级的一条指令的执行需要Kns时间，那么，第2、3、4级的一条指令执行各需多少时间？

4.在一个页式列虚拟存储器中，虚地址空间为4G字节，页面大小为1K字节，页表项的大小为4字节。

求：

（1）共需要多少个页表项？

（2）每个页面可存放多少个页表项？

（3）需要几级页表层次？

5.用三重描述符描述2×3×4三维阵列A，要求按树形连结表示。

2*3*4三维数组

a111a112a113a114

a121a122a123a124

a131a132a133a134

a211a212a213a214

a221a222a223a224

a231a232a233a234

有一个“Cache—主存”存储层次结构的存储系统，主存共有8个块（

），Cache有四块，采用位选择映象方法（每组两块）和LRU替换算法。

对于如下块地址流：

6.设有一个“Cache-主存”层次，采用全相联映像和LRU替换算法。

Cache中共包含有4块，给定以下块地址流（主存块号）：

4,5,3,2,5,1,3,4,1,3,7,4。

（1）画出Cache中内容的变化情况（设Cache的初始状态为空），并求其命中率。

（2）若上述地址流中，每访问一块时，要对块存储单元进行100次访问，则命中率为多少？

7.设有一个“Cache-主存”层次，采用全相联映像和LRU替换算法。

给定以下块地址流（主存块号）：

1,5,0,1,0,3,4,3,5,1,0,1。

（1）为了获得可能的最高命中率，Cache至少应包含几个虚页？

（2）若上述地址流中，每访问一块时，要对该块内存储单元进行100次访问，则可能的最高命中率是多少？

Cache至少应包含几块？

8.某字节多路通道连接5台设备，其数据传输率依次为：

100、50、50、25、10kb/s。

（1）确定此通道的工作周期。

（2）安排响应各外设请求的先后次序。

从5台设备同时发出请求开始，画出此通道处理各外设请求的工作示意图。