计算机系统结构模拟题.docx
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计算机系统结构模拟题
模拟测试卷一
一、单项选择题（每空1分，共10分）
1．设置相关专用通路以解决数据相关的方法不适于 .
A. 基址值一次相关 B. 基址值二次相关 C. 通用寄存器组相关 D. 主存空间数相关
2．页式虚拟存储器的地址变换对于 是透明的.
A. 操作系统设计者 B. 任何程序员 C. 系统结构设计者 D. 应用程序员
3．以下各类中断中，属于自愿中断的是 .
A. 外部中断 B.I/O中断 C. 执行“访管”指令 D. 机器校验中断
4．在流水机器中，全局性相关是指 .
A. 指令相关 B.由条件转移指令引起的相关 C“先读后写”相关 D.“先写后读”相关
5. 在下列各项选择中，对于机器（汇编）语言程序员透明的是 .
A. 通用寄存器 B.条件码 C.中断字 D.主存储器地址寄存器
6. 高速外部设备磁盘机适合连接于 .
A.选择通道或字节多路通道 B.数组多路通道或字节多路通道 C.数组多路通道或选择通道 D.任意一种通道
7. 一般来说, 以下替换算法中, 最好的替换算法的是 .
A.LRU替换算法 B.FIFO替换算法 C.OPT替换算法 D.RAND替换算法
8. 页式虚拟存储器页表的作用是 .
A. 反映虚页在主存的存储情况 B. 仅反映虚页是否调入主存 C. 反映主存实页与Cache的对应关系 D. 反映虚页在辅存的存储情况
9. 在下列机器中，能够实现软件兼容的机器是 .
A. 完全不同种类的机型 B. 系统结构相同的机器 C. 宿主机和目标机 D. 虚拟机
10. 实现紧耦合多处理机机间通信的是 .
A. 共享总线 B.消息传送系统 C. 共享主存 D. 共享I/O通道
二、填空题（每空1分，共10分）
1．并行性指并发性和 两重含义.
2．通道程序是由 程序根据 生成的.
3. 通道执行的指令 CPU的指令系统 （提示:
选择属于或不属于）.
4. 机器硬件能够直接识别和引用的数据类型叫做 .
5. 程序局部性是指程序在 上和 上的局部性.
6.DMA的汉语含义是 .
7.Cache的作用是为了提高CPU执行程序的 .
8. 在ILLIAC Ⅳ中,任意2个处理单元的最短通信路径不会超过 .
三、简答题（每小题7分，共28分）
1．在静态再定位方式下 ,主存物理地址是什么时候形成的,这样做有什么不足?
2. 什么是数据表示,对于不同计算机而言,它们的类型是完全相同的吗?
3. 解决计算机软件移植的途径有哪三种?
4. 对于多处理机系统，运用什么运算规律可以降低减少运算的级数（降低树高），这样做的目的是什么？
四、回答下列各题（每小题11分，共22分）
1．某机器要求：
二地址指令4条，零地址指令64条. 设指令字长为9位, 每个地址码长为3位, 要求采用扩展操作码编码方法, 试确定在此情况下单地址指令最多可以有多少条?
并说明理由或写出编码形式.
2．设16个处理单元编号分别为0,1,2,…,15, 采用单级互连网络互连. 当互连函数分别为
（1）Cube0
（2）Shuffle
（3）PM2+1 时, 第10号处理单元分别与哪一个处理单元相连？
要求分别写出函数的计算过程和结果.
五、分析计算题（15分）
某一线性流水线有4个子部件构成加法器, 每个部件延时均为△t，流水线可直接产生输出、可直接返回输入或存于锁存器中. 现有向量A=（a0,a1,…,a6）,B=（b0,b1,…,b6）, 欲求出其向量的加法,
即 ci =ai+bi,i=0,1,……6.
（1） 试画出此流水线完成该计算的时–空图, 并标明流水线输入和输出数据的变化情况;
（2） 求出流水线的实际吞吐率和效率.
六、综合题（15分）
有一个主存–辅存存储层次. 主存共分4个页面, 辅存共分8个页面, 每个页面有1024个字构成. 采用全相联映象方式, 替换算法为近期最少使用法（LRU）.
（1）画出主存实地址、辅存虚地址的对应关系，并标明具体位数；
（2）指出页表的行数和每行的最少位数是多少；
（3）对于如下虚页地址流：
1，2，1，5，7，0，4，5，6，4，试画出随时间变化的主存中各实页的使用情况（假定开始时主存为空）.
（4）计算响应的命中率.
模拟测试卷二
一、单项选择题（每空1分，共10分）
1．不适于设置相关专用通路以解决数据相关的方法是 .
A. 基址值一次相关 B. 基址值二次相关 C. 通用寄存器组相关 D. 主存空间数相关
2．在下列机器中，可以实现软件兼容的机器是 .
A. 完全不同种类的机型 B. 系统结构相同的机器 C. 宿主机和目标机 D. 虚拟机
3．以下各类中断中，属于自愿中断的是 .
A. 外部中断 B.I/O中断 C. 执行“访管”指令 D. 机器校验中断
4．在流水机器中，通常由条件转移指令引起的相关叫做 .
A. 指令相关 B. 全局性相关 C“先读后写”相关 D.“先写后读”相关
5. 在下列各项选择中，对于机器（汇编）语言程序员透明的是 .
A. 通用寄存器 B.条件码 C.中断字 D.主存储器地址寄存器
6. 高速外部设备磁盘机适合连接于 .
A.选择通道或字节多路通道 B.数组多路通道或字节多路通道 C.数组多路通道或选择通道 D.任意一种通道
7. 以下页式管理替换算法中,不属于堆栈型替换算法的是 .
A.近期最少使用法 B. 近期最久未用法 C.随机替换算法 D.优化替换算法
8. 设有16个处理单元的并行处理机系统, 采用共享主存的方式. 若同时存取16个数据, 为避免存储器访问冲突, 共享主存的多体数量应该为多少才合理 .
A.17 B.16 C.15 D.51
9. 在下列机器中，能够实现软件兼容的机器是 .
A. 完全不同种类的机型 B. 系统结构相同的机器 C. 宿主机和目标机 D. 虚拟机
10. 页式虚拟存储器的外页表的作用是 .
A. 反映虚页在辅存的存储情况 B. 仅反映虚页是否调入主存 C. 仅反映主存实页与Cache的对应关系 D. 反映虚页在主存的存储情况
二、填空题（每空1分，共10分）
1．按照Flynn分类方法, 多处理机属于 类别.
2．通道程序是由 程序根据 生成的.
3. 同一厂家生产的具有同一系统结构的计算机叫做 .
4. 机器硬件能够直接识别和引用的数据类型叫做 .
5. 程序局部性是指程序在 上和 上的局部性.
6.RISC的汉语含义是 .
7. 对于采取堆栈型替换算法的页式管理虚拟存储器, 就某一道程序而言, 其命中率是随着程序所获得的页面数的增加而 .
8. 在ILLIAC Ⅳ中,任意2个处理单元的最短通信路径不会超过 .
三、简答题（每小题7分，共28分）
1．在动态再定位方式下 ,主存物理地址是什么时候形成的,这样做有什么好处?
2. 简要说明数据描述符的作用.
3. 简述FORK和JOIN语句的作用.
4. 简述模拟和仿真作用的区别.
四、回答下列各题（每小题11分，共22分）
1．某机器要求：
二地址指令10条，零地址指令48条. 设指令字长为12位, 每个地址码长为4位, 要求采用扩展操作码编码方法, 试确定在此情况下单地址指令最多可以有多少条?
并说明理由或写出编码形式.
2．设16个处理单元编号分别为0,1,2,…,15, 采用单级互连网络互连. 当互连函数分别为
（1）Cube2
（2）Shuffle
（3）PM2+2 时, 第11号处理单元分别与哪一个处理单元相连？
要求分别写出函数的计算过程和结果.
五、分析计算题（15分）
某一线性静态多功能流水线有5个子部件, 即每个部件延时均为△t，其中1、2、3、5组成加法器，1、4、5组成乘法器；流水线输出可直接返回输入或存于锁存器中. 现有向量A=（a0,a1,…,a4）,B=（b0,b1,… b4）, 欲求出其向量C=∑ai*bi,i=0,1,……4.
（1） 试画出此流水线完成该计算的时–空图, 并标明流水线输入和输出数据的变化情况;
（2） 求出流水线的实际吞吐率和效率.
六、综合题（15分）
CRAY-1向量流水处理机的流水部件延时分别为：
相加或访存6拍，相乘7拍，存入寄存器、启动访存或启动流水线功能部件各需要1拍. 现有下列3条指令组成的指令串，每个向量长度均为64. 除V2外, 其它向量
均已存放在相应寄存器组中.
① V2←存储器
② V1←V2*V0
③ V3←V1+V2
（1） 说明这3条指令间的并行、链接或串行关系.
（2） 计算完成全部指令所需要的时间（拍数）.
模拟测试卷一答案
一、单项选择题（每空1分，共10分）
1.A 2．D 3．A 4．B 5.D 6.C 7.C 8.A 9.B 10.C
二、填空题（每空1分，共10分）
1．同时性 2．管理, 广义指令 3. 不属于
4. 数据表示 5. 时间, 空间 6. 复杂指令系统计算机
7. 速度 8.7
三、简答题（每小题7分，共28分）
1. 中断级屏蔽位的作用是屏蔽或者开放中断请求,通过软件的方法使不同的中断源获得不同的中断优先级别,使中断系统具有灵活性.
2. 数据表示是指计算机硬件可以识别的数据类型,对于不同计算机而言,它们的类型不是完全相同的.
3. 解决计算机软件移植的途径有使用统一的高级语言、采取系列机技术、模拟与仿真技术等三种.
4. 多处理机系统中，运用交换律、结合律和分配律等运算规律可以降低减少运算的级数（降低树高），这样做的目的是挖掘和提高运算并行性，以达到提高处理速度。
四、回答下列各题（每小题11分，共22分）
1．某机器要求：
二地址指令4条，零地址指令64条. 设指令字长为9位, 每个地址码长为3位, 要求采用扩展操作码编码方法, 试确定在此情况下单地址指令最多可以有多少条?
并说明理由或写出编码形式.
此情况下单地址指令最多可以有24条.二地址指令的操作码有3位,4条指令占用4个编码, 还有4个编码作为其他类型的指令扩展码的标志.64条零地址指令占用其中的一个码,比如111,再开展6位即可.剩余的3个编码作为单地址指令的扩展标志, 再开展3位即可得到24种编码. 所以,单地址指令最多可以有24条.
2．因为10的二进制表示形式为1010,则:
（1） Cube0（1010）=1011, 即第10号处理单元与第11处理单元相连.
（2） Shuffle（1010）=0101, 即第10号处理单元与第5处理单元相连.
（3） PM2+1（10）=10+21=12, 即第10号处理单元与第12处理单元相连.
五、分析计算题（15分）
（1）时空图如下所示
（2）吞吐率=6/14△t=3/7△t=3/7 效 率=24/44=6/11
六、综合题（15分）
（1）虚地址及主存实地址如下表示
（2）页表的行数为8，每行最少位数是3（3）
时间t
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
页地址流
1
2
1
5
7
0
4
5
6
4
n=4时
（4）命中率=3/10
模拟测试卷二答案
一、单项选择题（每空1分，共10分）
1．D 2．B 3．C 4．B 5.D 6.C 7.C 8.A 9.B 10.A
二、填空题（每空1分，共10分）
1．多指令流多数据流（MIMD）计算机 2．管理，广义指令 3. 系列机 4. 数据表示
5. 时间，空间 6. 精简指令系统计算机 7.单调增加 8.7
三、简答题（每小题7分，共28分）
1．在动态再定位方式下 ,主存物理地址是在指令执行的时候形成的,这样做有利于实现虚拟存储器管理和程序可再入性.
2.数据描述符的作用是规定一个数据或者一组数据的数据类型, 可以减少指令系统的指令条数，压缩程序的存储空间，缩小高级语言与机器语言的语义差距.
3. 它们是用于多处理机并行任务的派生和汇合，FORK可以派生并行任务，JOIN语句用于实现对多个并发任务的汇合.
4. 主要区别是解释所用的语言不同,模拟用机器语言解释实现软件移植，解释程序存储在主存中,仿真则是用微程序解释另一种指令系统实现软件移植,解释程序存储在控制存储器中.
四、回答下列各题（每小题11分，共22分）
1．二 1.地址指令的操作码有4位,10条指令占用10个编码, 还有6个编码作为其他类型的指令扩展码的标志.130条零地址指令占用其中的一个码,比如1111,再扩展8位即可满足要求.剩余的5个编码作为单地址指令的扩展标志, 再扩展4位即可得到16×5共60种编码. 所以,单地址指令最多可以有60条.
2.因为11的二进制表示形式为1011,则:
（1） Cube2（1011）=1111, 即第11号处理单元与第15处理单元相连.
（2）Shuffle（1011）=0111, 即第11号处理单元与第7处理单元相连.
（3）PM2+2（11）=11+22=15, 即第11号处理单元与第15处理单元相连.
五、分析计算题（15分）
（1）时空序图如下：
（2）
六、综合题（15分）
（1） ①与②可以链接, ②与③串行.
（2） 总的时间=1+6+1+1+7+1+（64-1）+1+6+1+（64-1）=151（拍）
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