全国2011年4月自学考试计算机系统结构试题

课程代码：02325

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均不得分。

1.下列属于计算机系统结构研究范畴的是(      )

A.指令系统的确定                                         B.可靠性技术

C.数据通路宽度                                            D.乘法器的物理实现

2.对机器语言程序员透明的是(      )

A.中断字寄存器                                            B.条件码寄存器

C.通用寄存器                                                D.乘法器

3.按弗林(Flynn)提出的计算机系统分类方法，阵列处理机属于(      )

A.SISD                                                          B.SIMD

C.MISD                                                         D.MIMD

4.下列四种浮点数尾数下溢处理方法中，平均误差可以调节的是(      )

A.截断法                                                       B.舍入法

C.恒置“1”法                                              D.查表舍入法

5.非专用总线的总线控制方式采用集中式定时查询方式，若部件的数量N=8，则需要的控制线线数是(      )

A.3                                                                B.4

C.5                                                                D.8

6.计算机系统中采用Cache存储器的主要目的是(      )

A.增大容量                                                   B.提高速度

C.降低价格                                                   D.既提高速度又降低价格

7.下列关于阵列处理机与流水线处理机特点的描述，不正确的是(      )

A.阵列处理机利用并行性中的同时性，而流水线处理机利用的是时间重叠

B.阵列处理机提高速度主要靠缩短时钟周期，流水线处理机主要靠增大处理单元数

C.阵列处理机使用互连网络来确定处理单元间的连接，而流水线处理机则不是

D.与流水线处理机不同，阵列处理机的结构是和所采用的并行算法紧密联系的

8.编号为0、1、2、……、15的16个处理器，用单级互连网络互连，用Cube_o互连函数时，与第9号处理器相连的处理器编号是(      )

A.8                                                                B.10

C.11                                                              D.12

9.编号为0、1、2、……、15的16个处理器，用单级互连网络互连，用Shuffle互连函数时，与第7号处理器相连的处理器编号是(      )

A.10                                                              B.12

C.14                                                              D.15

10.阵列处理机主要实现(      )

A.程序段的并行                                            B.主存操作的并行

C.作业、任务间并行                                     D.操作级并行

二、填空题（本大题共20空，每空1分，共20分）

请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均不得分。

11.用____________解释实现软件移植的方法称为模拟；用_______________直接解释另一

种机器指令系统的方法称为仿真。

12.引入数据表示的原则，一看系统的效率是否提高，即是否减少了实现时间和____________，其次看其____________和利用率是否高。

13.主存物理地址是程序在主存中的实际地址，_____________是程序员编程用的地址。

14.开发并行性的途径有____________、____________和资源共享等。

15.阵列处理机根据存储器的组成方式不同分为_______________存储器的阵列处理机构形和____________存储器的阵列处理机构形。

16.通过控制机构同时解释两条、多条机器指令可以加快机器语言程序的解释。其中_____________和____________是常用的指令解释方式。

17.超标量处理机利用资源重复实现并行处理，超流水线处理则着重开发________________的并行性。

18.非专用总线的集中式总线控制方式有____________、定时查询和____________三种不同方式。

19.根据所用的存储映象算法，虚拟存储器管理方式主要有____________页式和_____________三种。

20.多处理机的操作系统有____________、______________和浮动型三类。

21.从语义上讲，数据流是基于____________和____________的一种计算模型。

三、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）

22.简述寻址方式在指令中的两种指明方式，并说明它们的优缺点。

23.简述RISC的优缺点。

24.简述全排列网络的含义及实现全排列网络的两种方式。

25.简述对中断进行分级的原因以及分级方法。

26.简述机群系统与传统的并行处理系统相比所具有的优点。

四、简单应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

27.若指令的解释分取指、分析与执行3个阶段，每阶段的时间相应为t_取指、t_分析、t_执行。分别写出采用以下解释方式，执行完100条指令所需时间的一般关系式；并计算当t_取指=5、

t_分析=3、t_执行=2时的具体结果。

(1)顺序方式；

(2)仅“执行_k”，“分析_k+1”，“取指_k+2”重叠；

(3)仅“执行_k”与“取指_k+1”重叠。

28.用霍纳法则给定的表达式如下：

E=a(b+c(d+ef))+g

利用减少树高的办法加速运算，要求：

(1)画出树形流程图；

(2)计算运算级数T_P，处理机机数P、加速比S_P和效率E_P的值。

五、综合应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

29.某字节多路通道连接5台外设，数据传送速率分别如下表所示：

(1)计算所有设备都工作时的通道实际最大流量；

(2)如果设计的通道工作周期使通道极限流量恰好与通道最大实际流量相等，以满足流量设计的基本要求，同时让传送速率越高的设备响应的优先级越高。从5台设备同时发出请求开始，画出此通道响应和处理各设备请求的时间示意图。

30.若主存有4个页，每页256个字，现有一个2008个字的程序，其访问虚存的地址流为40、80、534、580、180、800、2000、300、320、1560、1600，现采用FIFO算法进行页面替换。

(1)请按访存的各个时刻，画出页面替换过程模拟图并标出命中情况；

(2)计算主存的命中率H。