2022年10月高等教育自學(xué)考試計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試題

課程代碼:02325

1.請考生按規(guī)定用筆將所有試題的答案涂、寫在答題紙上。

2.答題前,考生務(wù)必將自己的考試課程名稱、姓名、準(zhǔn)考證號用黑色字跡的簽字筆或鋼筆填寫在答題紙規(guī)定的位置上。

一、單項(xiàng)選擇題:本大題共10小題,每小題1分,共10分。在每小題列出的備選項(xiàng)中只有一項(xiàng)是最符合題目要求的,請將其選出。

1.“從中間開始"設(shè)計(jì)的“中間”一般是指（D）

A.微程序機(jī)器級與匯編語言機(jī)器級之間

B.操作系統(tǒng)機(jī)器級與匯編程序機(jī)器級之間

C.傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級與微程序機(jī)器級之間

D.傳統(tǒng)機(jī)器語言機(jī)器級與操作系統(tǒng)機(jī)器級之間

2.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的屬性不包括(C)

A.中斷機(jī)構(gòu).

B.指令系統(tǒng)

C.主存速度

D.數(shù)據(jù)表示

3.尾數(shù)下溢處理方法中,平均誤差最大的是(B)

A.舍人法

B.截?cái)喾?/span>

C.恒置“1”法

D.查表舍人法

4.通道程序執(zhí)行結(jié)束后引起的中斷是（B）

A.外中斷

B. I/0中斷

C.程序性中斷

D.機(jī)器校驗(yàn)中斷

5.在Cache地址映像方式中,塊沖突概率最高的是(A)

A.直接

B.組相聯(lián)

C.段相聯(lián)

D.全相聯(lián)

6.在流水處理機(jī)中,與流水線最大吞吐率高低有關(guān)的是(C)

A.各子過程的時間

B.最快子過程的時間

C.最慢子過程的時間

D.最后子過程的時間

7.在計(jì)算機(jī)組成上實(shí)現(xiàn)指令的重復(fù)解釋需要解決的不包括(c)

A.訪主存沖突

B.指令間各種相關(guān)的處理

C.“分析”與“執(zhí)行”操作的串行

D.“分析”與“執(zhí)行”操作控制上的同步

8.在16個處理器中,用單級立方體互連函數(shù)Cube3,可與7號處理器相連的處理器號是(D) (Cube3=(x3x2x1x0)=x3 x2 x1x0?) ?20+21+22 ???0111=1111??

A.0

B. 10

C.12

D.15

9.在多處理機(jī)中，程序段之間不能并行的原因是(A)

A.數(shù)據(jù)相關(guān)

B.數(shù)據(jù)反相關(guān)

C.數(shù)據(jù)輸出相關(guān)

D.以交換數(shù)據(jù)為目的時

10.針對非Von Neumann計(jì)算機(jī)敘述正確的是(A)

A.歸約機(jī)采用需求驅(qū)動方式

B.歸約機(jī)采用控制驅(qū)動方式

C.數(shù)據(jù)流機(jī)采用需求驅(qū)動方式

D.數(shù)據(jù)流機(jī)采用控制驅(qū)動方式

二、填空題:本大題共10小題,每小題2分,共20分。

11.實(shí)現(xiàn)軟件移植的主要方法有統(tǒng)一高級語言、設(shè)計(jì)系列機(jī)、_模擬_與__仿真_等。

12.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的并行性包含__同時性__和__并發(fā)性__重 含義。

13.按復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)(CISC)方向發(fā)展和改進(jìn)指令系統(tǒng)可以分別從面向目標(biāo)程序、面向_匯編語言_和面向_操作系統(tǒng)___等 三個方面來優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。

14.在滿足通道設(shè)計(jì)流量不低于設(shè)備工作時的最大流量時，為使微觀上不丟失設(shè)備信息,可以加設(shè)一定容量的_數(shù)據(jù)緩沖器_或動態(tài)提高低速設(shè)備的響應(yīng) --優(yōu)先級---來彌補(bǔ)。

15.為了提高訪問Cache的命中率,Cache的取算法有__恒_預(yù)取法和_不命中時__預(yù)取法兩種不同的預(yù)取方法。

16.為同時解釋相鄰兩條或多條指令，常用的控制方式是__重疊___、_流水___。

17.在流水處理機(jī)中,若指令的執(zhí)行采用異步流動方式，指令之間不僅會產(chǎn)生“先寫后讀”的相關(guān),還會產(chǎn)生“_先讀后寫__” 相關(guān)和“__寫-寫___”相關(guān)。

18.在SIMD計(jì)算機(jī)的互連網(wǎng)絡(luò)中,多采用硬連的_線路_交換 方法,網(wǎng)絡(luò)中的開關(guān)單元一般采用_集中__控制策略。

19.多處理機(jī)的結(jié)構(gòu)、機(jī)間互連、并行算法、操作系統(tǒng)等都會直接影響到系統(tǒng)的__性能__，_效率__。

20.在緊耦合多處理機(jī)中,為了減少訪問主存沖突,主存一般采用 ---M多體交叉---存取;為了減少訪問主存的次數(shù),處理機(jī)還可以自帶—高速緩沖存儲器--。

三、簡答題:本大題共5小題,每小題6分,共30分。

21.簡述計(jì)算機(jī)程序時間上的局部性和空間上的局部性。

時間局限性：某些指令被執(zhí)行后，不久后可能會在此執(zhí)行，某些數(shù)據(jù)被訪問后，不久可能會再次訪問。空間局限性：一旦程序訪問了某個存儲單元，不久后其相鄰的存儲單元也可能被訪問

22.簡述標(biāo)志符數(shù)據(jù)表示的概念和標(biāo)志符數(shù)據(jù)表示存在的兩個問題。

在標(biāo)志符數(shù)據(jù)表示中，標(biāo)志符是與每個數(shù)據(jù)相連的，并且合存在同一個存貯單元中，用于描述單個數(shù)據(jù)的類型等屬性；

23.簡述中斷系統(tǒng)和作用。

24.簡述緊耦合多處理機(jī)以軟件為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)多Cache的一致性的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用場合。

25.簡述阻塞式網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生阻塞的原因及其解決方法。

原因：在多級互連網(wǎng)絡(luò)中，若在同時實(shí)現(xiàn)兩對以上入 出端間的連接時，可能會發(fā)生爭用數(shù)據(jù)傳送路徑?jīng)_突。?

方法：一是讓多級互連網(wǎng)絡(luò)通行二次，每次通行時開關(guān)處于不同的狀態(tài)；二是用多級互連網(wǎng)絡(luò)與它們的逆網(wǎng)絡(luò)相連，省去中間重復(fù)的一級。

四、簡單應(yīng)用題:本大題共2小題,每小題10分,共20分。

26.設(shè)某虛擬存儲器上運(yùn)行的程序含5個虛頁，其頁地址流依次為4,5,3,2,5,1,3,2,5,1,3。用LRU替換。

(1)用堆棧對該頁地址流模擬一次,畫出此模擬過程,并標(biāo)出實(shí)頁數(shù)為3,4 ,5時的命中情況。

(2)為獲得最高的命中率,至少應(yīng)分配給該程序幾個實(shí)頁?其可能的最高命中率是多少?

（PS：非此題答案，類似方法）

27.在CRAY-1向量流水處理機(jī)中，如果向量長度為64,各功能部件執(zhí)行時間分別為:浮加為6拍,浮乘為7拍,存儲器讀數(shù)為6拍,送入寄存器及啟動功能部件各1拍。

(1)如題27圖向量指令之間哪些可以并行?哪些可以鏈接執(zhí)行?

(2)計(jì)算向量指令執(zhí)行完所需最少拍數(shù)。

五、綜合應(yīng)用題:本大題共2小題,每小題10分,共20分。

28.某模型機(jī)9條指令使用頻度如題28表所示。要求有兩種指令碼長,都按雙操作數(shù)指令格式,采用擴(kuò)展操作碼,并限制只能有兩種操作碼碼長。

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(1)根據(jù)使用頻度,設(shè)計(jì)出全Huffman操作碼,并計(jì)算其平均碼長。

(2)考慮題目的要求,設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)用的操作碼形式,并計(jì)算其操作碼的平均碼長。

（ps:非此題答案，方法類似）

29.在一個4段的流水線處理機(jī)上需經(jīng)過6拍才能完成一個任務(wù),其預(yù)約表如題29表所示。

(1)寫出延遲禁止表,沖突向量。

(2 )畫出流水線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。

(3)求出最小平均間隔拍數(shù)及其最佳調(diào)度方案。

?

?

ps:此題為2014年4月份原題