计算机系统结构自考2002~2012真题及答案

7．在Cache存储器中常用的地址映象方式是（ C ）

A．全相联映象 B．页表法映象 C．组相联映象 D．段页表映象 8．在指令级高度并行的超级处理机中，下列叙述正确的是（ D ） A．超标量处理机利用资源重复，要求高速时钟机制 B．超流水线处理机利用资源重复，要求高速时钟机制 C．超标量处理着重开发时间并行性，要求高速时钟机制

D．超流水线处理机着重开发时间并行性，要求高速时钟机制 9．间接二进制n方体网络是一种（ A ）

A．多级立方体网络 B．多级全排列网络 C．单级立方体网络 D．多级混洗交换网络 10．多端口存储器适合于连接 （ A）

A．紧耦合多处理机 B．松耦合多处理机 C．机数很多的处理机 D．机数可变的多处理机 二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

11．多处理机实现的是____作业_______、_____任务______间的并行。 12．计算机系统弗林分类法，把计算机系统分成单指令流单数据流(SISD)、单指令流多数据流(SIMD)、____

多指令流单数据流(MISD)_______和______多指令流多数据流(MIMD)_____四大类。

13．实现程序移植的主要途径有统一高级语言、系列机、____模拟_______与_____仿真______。 14．输入输出系统的发展经历3个阶段，相应对应于3种方式，即程序控制I／O(包括全软

的、程序查询的、中断驱动的)、_____直接存储器访问（DMA）______与____I/O处理机_______方式。 15．引入数据表示的两条基本原则是：一看系统的效率有否提高；二看数据表示的______通用_____性和

_____利用______率是否高。

16．在存储体系中，Cache存储器对应用程序员是______透明_____的，对系统程序员是____透明_______

的(填“透明”或“不透明”)。

17．虚拟存储器按映象算法不同，存储管理方式有段式、______页_____式和______段页_____式3种。 18．“一次重叠”解释时，第K+1条指令需等K条指令执行后才能形成，称此时发生了“_____指令______

相关”。若第K条指令的结果数地址与第K+1条指令的源数地址一样时，称发生了“____先写后读_______相关”。

19．某阵列处理机共有l6个(0~15)处理单元，用单级PM2-3互连网络连接，第5号处理单元将连至第

____13_______号处理单元，第9号单元将连至第______1_____号处理单元。

20．阵列处理机按存储器的组织方式不同，分为两种不同的基本构形，一种是采用_____分布式______存

储器的阵列处理机构形，另一种是具有_____集中式______共享存储器的阵列处理机构形。 三、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分） 21．简要解释提高计算机系统并行性的三个技术途径。 22．简述使用多处理机的目的和多处理机具备的特点。 23．简述流水处理机处理全局性相关的各种办法。

24．对于二级虚拟存储层次，其等效访问时间与主、辅存的访问时间有什么关系？可采取哪些措施提高存

储层次的等效访问速度？（至少提出两种） 25．简述程序的动态再定位的思想。

四、简单应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

26．某字节交叉多路通道连接6台设备，其数据传送速率如下表所示 设备号 传送速率（B/ms） 1 50 2 50 3 40 4 25 5 25 6 10 （1）计算每台设备传送数据两次请求的时间间隔； （2）当所有设备同时要传送数据时，求其对通道要求的总流量fbyte；

（3）让通道以极限流量fmax·byte=fbyte的工作周期工作，求通道的工作周期T？ 27．在集中式主存的阵列处理机中，处理单元数为4，为了使4×4的二维数组A的各元素aij(i=0~3，j=0~3)

在行、列、主/次对角线上均能实现无冲突访问，请问数组各元素在存储器各分体（分体号从0开始）

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中的分布情况（假设a00已存放在分体号为3，体内地址为0的位置）。 五、综合应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

28．在多处理机上求解x=a(b+c(d+e))+f(g+h·l)，利用减少树高来尽可能加快运算速度。 （1）画出在3台处理机上并行运算的树形流程图。

（2）求P=3时，运算级数TP，单处理机串行级数Tl，加速比SP和效率EP的值。

29．有一个双输入端的加—乘双功能静态流水线，由经过时间为Δt、2Δt、2Δt、Δt的1、2、3、4四个

子过程构成。加按1-2-4连接，乘按1-3-4连接，流水线输出设有数据缓冲器，也可将数据直接返回输入。现要执行A*（B+C*（D+E*F））+G*H的运算，①调整计算顺序，画出能获得吞吐率尽量高的流水时空图，标出流水线入、出端数据的变化情况；②求出完成全部运算的时间及此期间流水线的效率和吞吐率。

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全国2007年7月高等教育自学考试

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 1．对计算机系统结构透明的是（ A ）

A．VLSI技术 B．虚拟存储器 C．字符行运算指令 D．是否使用通道型I/O处理机 2．下面说法中不正确的是（ B ） ．

A．软件设计费用比软件重复生产费用高 B．硬件的设计费用比软件的设计费用低

C．硬件的生产费用比软件的生产费用高 D．硬件功能只需实现一次，而软件功能可能要多次重复实现 3．堆栈型机器比通用寄存器型机器优越的是（ D ）

A．能更好地支持向量的运算 B．能优化存储器的空间利用率 C．支持先进先出类解题算法的求解

D．支持由逆波兰表达式将高级语言多元赋值语句直接编译生成堆栈指令程序 4． 尾数下溢处理平均误差可调整到零的方法是（ D ） A．截断法 B．舍入法 C．恒置“1”法 D．ROM查表法 5．中断响应由高到低的优先次序宜用（ D ）

A．程序性→I/O→访管 B．外部→访管→程序性 C．访管→程序性→机器故障 D．访管→程序性→重新启动 6．不属于堆栈型替换算法的是（ A ） ．A．先进先出法 B．近期最久未用过法 C．近期最少使用法 D．页面失效频率法 7．块冲突概率最高的Cache地址映象方式是（ A ） A．直接 B．组相联 C．段相联 D．全相联 8．指令间“一次重叠”是指（ B ） A．“取指k+1”与“分析k”重叠 B．“分析k+1”与“执行k”重叠 C．“分析k”与“执行k+1”重叠 D．“执行k”与“取指k+1”重叠 9．16个处理器用单级网络互连，将9号连到13号处理器，可用（ C ） A．Cube3 B．PM2+4 C．PM2+2 D．Shuffle 10．多端口存储器适合于连接（ B ）

A．松耦合多处理机 B．紧耦合多处理机 C．机数很多的多处理机 D．机数可变的多处理机 二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共20分）

11．系列机软件兼容必须做到向_____后_________兼容，尽可能争取向______上_______兼容。

12．仿真和模拟的主要区别在于解释用的语言。仿真是用微程序解释，其解释程序在____控制存储器

__________中，而模拟是用_____机器语言程序_________解释，其解释程序在主存中。 13．浮点数阶码位数影响数的可表示______数的范围____大小，尾数位数影响数的可表示___精度___大小。 14．集中式总线控制根据优先次序的不同可以有___串行链接_________、定时查询和____独立请求

__________三种不同方式。

15．程序的局部性包括_______时间_______上的局部性和_______空间_______上的局部性。

16．为提高页式虚拟存储器内部地址变换的速度，可将其内部映象表又分成由______快______表和______慢________表组成的一个二级表层次。

17．异步流水线会出现顺序流动流水线不可能发生的“ 先读后写 ”相关和“ 写——写 ”相关。

18．解决重叠方式相关处理的两种基本方法有“ 推后分析k+1 ”和设置“相关专用通路”。后者是以____增加设备__________为代价，使重叠效率不下降。

19．N个结点的混洗交换网络中，最远的两个入、出端的二进制编号是_____全“0”_________和______全“1”________，其最大距离为2n-1。 20．弗林（Michael J·Flynn）提出按指令流和数据流的多倍性对计算机系统分类，把计算机系统分成SISD、SIMD、_____MISD_________和____MIMD__________四大类。

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三、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）

21．计算机系统“由中间开始”设计，其“中间”指的是什么地方？这样设计的优点是什么？（见2005

年4月题）

22．浮点数尾数基值减少时，对机器数的表示会产生哪些影响？

23．在页式虚拟存储器中，什么是页面失效？什么是页面争用？什么时候两者同时发生？什么时候两者不

同时发生？

24．流水机器的中断处理有哪两种方法？各有什么优缺点？

25．多处理机的并行性表现在哪些方面？开发多处理机的并行性有哪些途径？ 四、简单应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

26．有8台外设，各设备要求传送信息的工作速率分别如下表所示。

现设计的通道，在数据传送期，每选择一次设备需2μs，每传送一个字节数据也需要2μs。 （1）若用作字节多路通道，通道工作的极限流量是多少？

（2）作字节多路通道用时，希望同时不少于4台设备挂在此通道上，最好多挂一些，且高速设备尽量多

挂一些，请问应选哪些设备挂在此通道上？为什么？

设备标识 工作速率（kB/s） A 500 B 240 C 100 D 75 E 50 F 40 G 14 H 10 27．若系统要求主存实际频宽至少为8MB/s，采用模m多体交叉存取，但实际频宽只能达到最大频宽的0.55倍。

（1）现设主存每个分体的存取周期为2μs，宽度为8个字节，则主存模数m（取2的整数幂）应取多少

才能满足要求？

（2）若主存每个分体的存储周期为2μs，宽度为2个字节，则主存模数m（取2的整数幂）应取多少才

能满足需求？

五、综合应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

28．文电由A—J及空格字符组成，其字符出现频度依次为0.17,0.05,0.20,0.06,0.08,0.03,0.01,

0.08,0.13,0.08,0.11。

（1）各字符用等长二进制码编码，传送103个字符时，共需传送多少个二进制码码位？ （2）构造Huffman树，写出各字符的二进制码码位数； （3）按Huffman编码，计算字符的二进位平均码长；

（4）按Huffman码传送103个字符时，与定长码编码传送相比，可减少传送的二进制码码位数是多少？ 29．有一个4段的单功能非线性流水线，预约表如下表所示。 （1）写出延迟禁止表、冲突向量，并画出冲突向量状态转移图； （2）写出其流水线的最佳调度方案及此时的最大吞吐率。 （注：t1,t2,t3,t4,t5,t6之间相隔Δt时间）

时 钟 段 号 S1 S2 S3 S4 t1 t2 t3 t4 t5 t6 √ √ √ √ √ √ 答案：三、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）

21．见2005年4月

22．浮点数尾数基值减少时，对机器数的表示会产生哪些影响？

答：(1)数的可表示范围小；(2)可表示的总个数减小；(3)数在数轴上的分布变密，机器数的精度提高；(4)运算过程中的精度损失增大；(5)运算速度有所降低

23．在页式虚拟存储器中，什么是页面失效？什么是页面争用？什么时候两者同时发生？什么时候两者不

同时发生？

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