2021年10月高等教育自學(xué)考試全國統(tǒng)一命題考試

計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試卷

(課程代碼02325)?

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注意事項：

1．本試卷分為兩部分，第一部分為選擇題，第二部分為非選擇題。

2．應(yīng)考者必須按試題順序在答題卡（紙）指定位置上作答，答在試卷上無效。

3．涂寫部分、畫圖部分必須使用2B鉛筆，書寫部分必須使用黑色字跡簽字筆。

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第一部分?選擇題

一、單項選擇題：本大題共10小題，每小題l分。共10分。在每小題列如的備選項中只有一項是最符合題目要求的。請將其選出。

1.?匯編語言源程序變換成機(jī)器語言目標(biāo)程序是經(jīng)

A.匯編程序翻譯 ???????? B.編譯程序翻譯

C.匯編程序解釋 ??????????? D.編譯程序解釋

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2.?在計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計方法最好的是

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A.?由上往下設(shè)計 ??B.由下往上設(shè)計 ?C.從兩邊向中間設(shè)計 D.從中間開始向兩邊設(shè)計

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3.?浮點數(shù)尾數(shù)基值rm=8，尾數(shù)數(shù)值部分長6位，可表示的規(guī)格化最小正數(shù)尾數(shù)為

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A.?0.015625 ??????B.0.125 ?????C. 0.25 ?????D. 0.5

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4.?總線控制采用集中式定時查詢需另外增加控制線根數(shù)為

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A.?3 ?????????B.N+2 ???C.2+[log2N]?????????????????D.2N+1

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5.?不屬于堆棧替換算法的是

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A.?先進(jìn)先出法 ????B.近期最少使用法 ????C.近期最久未用法 ?????D.頁面失效頻率法

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6.?流水機(jī)器IBM360/91對指令中斷的處理方法是

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A.?指令復(fù)執(zhí)法 ???????B.猜測法 ????C.不精確斷點法 ?????????D.對流水線重調(diào)度

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7.?標(biāo)量處理機(jī)的重疊方式中二次相關(guān)是

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A.?指令k與指令k+1存在先讀后寫相關(guān)

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B.?指令k與k+2存在先寫后讀相關(guān)

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C.?指令k與指令k+1存在先寫后讀相關(guān)

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D.?指令k+1與指令k+2存在寫寫相關(guān) ??

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8.?ILLLIAC IV陣列處理機(jī)中，PE之間所用的互連函數(shù)是

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A.?Cube0與Cube1????????B.PM2±2??????C.Shuffle ?????D PM2±0和PM2±3

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9.?混洗交換單級網(wǎng)絡(luò)，最遠(yuǎn)的兩個單元建立連接需要

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A.?n-1次混洗和n-1次交換 ??B.n-1次混洗和n 次交換 ?

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C.n 次混洗和n-1次交換 ??D.n次混洗和n次交換

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10.?有關(guān)多處理機(jī)任務(wù)粒度說法正確的是

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A.?任務(wù)粒度小，輔助開銷大 ??????B.任務(wù)粒度大，并行度高

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B.?C.任務(wù)粒度小，并行度低 ??????D.任務(wù)粒度小，效率高

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第二部分?非選擇題

二、填空題：本大題共10小題，每小題2分，共20分。

11.?計算機(jī)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)研究的是______之間的功能分配以及對傳統(tǒng)______界面的確定。

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12.?程序訪問的局部性包括______上和______上的兩個局部性。

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13.?在機(jī)器指令系統(tǒng)的設(shè)計、發(fā)展和改進(jìn)上有兩種不同的途徑和方向，分別是______和______。

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14.?并行主存系統(tǒng)時指能并行讀出多個CPU字的單體多字和______、______的交叉訪問主存系統(tǒng)。

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15.?虛擬存儲器的存儲管理方式按存儲映像算法不同，有段式、______式和______式等。

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16.?從流水線中各個功能段之間是否有反饋回路的角度，可以把流水線分為______流水線和______流水線.

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17.?超標(biāo)量超流水線處理機(jī)是______與______處理機(jī)的結(jié)合

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18.?在SIMD系統(tǒng)的互連網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計目標(biāo)中，為了降低成本，要求______不要過分復(fù)雜；為滿足算法和應(yīng)用的需要，要求______要靈活。

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19.?多處理機(jī)操作系統(tǒng)有3種類型，它們是主從型、_________和_________。

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20.?傳統(tǒng)的Von Neuman型計算機(jī)采用_________驅(qū)動方式；而非Von Neuman型的歸約機(jī)基于_________驅(qū)動方式。

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三、簡答題：本大題共5小題，每小題6分，共30分。

21.?簡述模擬和仿真的概念及兩者的主要區(qū)別。

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22.?簡述數(shù)據(jù)表示中的標(biāo)志符和數(shù)據(jù)描述符的差別。

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23.?簡述中斷的概念和中斷系統(tǒng)采用軟硬件結(jié)合的好處。

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24.?簡述全局相關(guān)處理中，采用猜測法猜錯后保證恢復(fù)分支點原先現(xiàn)場的方法。

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25.?簡述多級立方體網(wǎng)絡(luò)對各個交換開關(guān)的控制方式。

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四、簡單應(yīng)用題：本大題共2小題，每小題10分，共20分。

26.?Cache–––主存存儲層次中，主存有0~7共8塊，Cache為4塊，采用組相聯(lián)映像，分2組。設(shè)Cache已先后訪問并預(yù)取進(jìn)了主存的第4、1、3、6塊，現(xiàn)訪存地址流又為1、2、4、1、3、7、0、2、5、6時，請完成：

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（1）畫出用LRU替換算法，Cache內(nèi)各塊的實際替換過程圖，并標(biāo)出命中時刻。

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（2）求出在此期間的Cache命中率。

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27.?設(shè)某流水線有個4個功能段S1 、S2、S3、S4，每個功能段所需的執(zhí)行時間分別為1△t、2△t、3△t、1△t。

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（1）畫出流入4個任務(wù)的時空圖。

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（2）計算流入50個任務(wù)的實際吞吐率和效率

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（3）假設(shè)流水線的功能段可以通過細(xì)分進(jìn)行改進(jìn)，功能段S2可細(xì)分為S21、 S22,功能段S3 可以細(xì)分為S31、 S32 、S33,細(xì)分后每個功能能段所需的執(zhí)行時間都是1△t；計算改進(jìn)后流入50個任務(wù)的實際吞吐率。

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五、綜合應(yīng)用題：本大題共2小題，每小題10分，共20分。

28.?有8臺外設(shè)，各設(shè)備要求傳送信息的工作速率分別如題28表所示

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題28表

設(shè)備標(biāo)識????????????????????A???????????????B????????????????C???????????????D????????????E????????????F? ? ?????G???? ? ? ?H

工作速率(KB/s)????????360????????????180????????????100?????????????60???????? ?50??????????20????????10? ????????9

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現(xiàn)設(shè)計的通道在數(shù)據(jù)傳送期，每選擇一次設(shè)備需2us，每傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)需要3us。

（1）若用字節(jié)多路通道，通道工作的最高流量是多少？

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（2）作字節(jié)多路通道用時，希望同時不少于4臺設(shè)備掛在此通道上，最好多掛一些，且高速設(shè)備盡量多掛一些，請問應(yīng)選哪些設(shè)備掛在此通道上？為什么？

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（3）若用作數(shù)組通道用時，通道工作的最高流量是多少？設(shè)定長塊大小取256B。

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（4）作數(shù)組多路通道用時，應(yīng)選哪些設(shè)備掛在此通道上？為什么？

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29.?設(shè)在串行單處理機(jī)上有如題29圖的程序段，圖中右邊為相應(yīng)語句執(zhí)行所需的時間：

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S1 A1=B/6? ? ?6Δt

S2 A2=E*F? ? ?5Δt

S3 A3=H+I? ? ?4Δt

? ? ?S4 C = A2+A3? ?? 4Δt

? S5 B=D * A1???5Δt

?S6??Y=B*C? ???5Δt

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題29圖

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（1）分析程序語句并行性，并用 FORK 、 JOIN 、GOTO語句改成多處理機(jī)上并行執(zhí)行的程序。

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（2）依據(jù)相應(yīng)語句執(zhí)行所需的時間，畫出并行程序在2臺處理機(jī)上執(zhí)行的時間資源圖。

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2021 年 10月高等教育自學(xué)考試全國統(tǒng)一命題考試

計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試題答案及評分參考

（課程代碼 02325)

一、單項選擇題：本大麗共 10 小題，每小題1分,共10分。

1.A 2. D 3. B 4.?C 5. A

6. C 7. B 8. D 9.?B 10. A

二、填空酒：本大題共10小題，每小題2分，共2分。

11.軟硬件 機(jī)器級

12.時間 空間（次序可更改)

13.復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機(jī)或CISC 精簡指令系統(tǒng)計第機(jī)或RISC(次序可更改）

14.多體單字 多休多字（次序可更改）

15.頁?段頁（次序可更改）

16.線性流水線 非線性流水線（次序可更改）

17.超標(biāo)量流水線 超流水線(次序可更改）

18.結(jié)構(gòu) 互連

19.各自獨立型 浮動型（次序可更改）

20.控制 需求

三、簡答題：本大題共5小題，每小顧石分，共30分。

21.模擬是用機(jī)器語言程序解釋實現(xiàn)軟件移植的方法；（2分)傷真是用微程序直接解釋另一種指令系統(tǒng)的方法。（2分)模批與仿真的主要區(qū)別在于解釋用的語言及其存儲的位置,模擬是用機(jī)器語言程序解釋，其解釋程序存儲于主存中；（1分)仿真是用微程序解釋,其解釋程序存儲于控封存儲器中。（1分）

22.標(biāo)志符和數(shù)據(jù)描述符的差別在于標(biāo)志符是和每個數(shù)據(jù)相連的，合存在一個存結(jié)單元中,描述單個數(shù)據(jù)的類型特征，（3 分)數(shù)據(jù)描述符是與數(shù)據(jù)分開存放，用于描述所要訪問的數(shù)據(jù)是整塊的還是單個的，訪間該數(shù)據(jù)塊或數(shù)據(jù)元素所要的地址以及其他信息。（3分）
23.中斷是指 CPU中止正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去處理隨機(jī)提出的請求，待處理完后，再回到原先被打斷的程序繼續(xù)恢復(fù)執(zhí)行的過程。（2分)中斷采用軟硬件結(jié)合的好處是中斷響應(yīng)用排隊器硬件實現(xiàn)可以加快響應(yīng)和斷點現(xiàn)場的保存：（2 分)中斷處理采用軟的技術(shù)可以提供很大的靈活性。（2分)

24.保證猜測法猜錯后恢復(fù)分支點原先現(xiàn)場的方法一般有3種辦法；方法一，采取對指令只譯碼和準(zhǔn)備操作數(shù)，在轉(zhuǎn)移條件碼出現(xiàn)之前不進(jìn)行運算；（2 分)方法二，讓指令運算完但不送回運算結(jié)果，只要猜對分支可送回運算結(jié)果；（2分)方法三,采用后援寄存器把可能被破壞的原始狀態(tài)保存起來，一旦猜錯，就取出后援奇存器中的內(nèi)客來恢復(fù)分支點的現(xiàn)場。（2分)

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