2010年4月計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自考試題

全國(guó)2010年4月計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自考試題

一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題1分,共10分）在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫(xiě)在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均不得分。
1．在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，提高軟件功能實(shí)現(xiàn)的比例可（      ）
A．提高解題速度 B．減少需要的存儲(chǔ)器容量
C．提高系統(tǒng)的靈活性 D．提高系統(tǒng)的性能價(jià)格比
2．浮點(diǎn)數(shù)表示的尾數(shù)的基rm=16，尾數(shù)長(zhǎng)度p=8，可表示的規(guī)格化最大正尾數(shù)的值是（      ）
A．1／256 B．1／2
C．15／16 D．255／256
3．下列數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間為隱含尋址方式的是（      ）
A．CPU中的通用寄存器 B．主存儲(chǔ)器
C．I／O接口中的寄存器 D．堆棧
4．當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行通道程序完成輸入輸出工作時(shí)，執(zhí)行通道程序的是（      ）
A．CPU B．通道
C．CPU和通道 D．指定的外設(shè)
5．下列有關(guān)中斷的敘述正確的是（      ）
A．中斷響應(yīng)的次序是由硬件決定的 B．中斷處理的次序是由硬件決定的
C．中斷處理的次序是不可改的 D．中斷響應(yīng)的次序是可靈活改變的
6．與虛擬存儲(chǔ)器的等效訪問(wèn)速度無(wú)關(guān)的是（      ）
A．訪存頁(yè)地址流 B．頁(yè)面替換算法
C．主存的容量 D．輔存的容量
7．非線性流水線的特征是（      ）
A．一次運(yùn)算中使用流水線中的多個(gè)功能段
B．一次運(yùn)算中多次使用流水線中的某些功能段
C．流水線中某些功能段在各次運(yùn)算中的作用不同
D．流水線的各功能段在不同的運(yùn)算中可以有不同的連接
8．屬于集中式共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的SIMD計(jì)算機(jī)是（      ）
A．ILLIAC IV B．BSP
C．CM-2 D．MP-1
9．指令執(zhí)行結(jié)果出現(xiàn)異常而引起的中斷是（      ）
A．程序性中斷 B．I／O中斷
C．機(jī)器校驗(yàn)中斷 D．外部中斷
10．下列關(guān)于脈動(dòng)陣列機(jī)的描述，錯(cuò)誤的是（      ）
A．脈動(dòng)陣列機(jī)是由一組內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同的處理單元構(gòu)成的陣列
B．脈動(dòng)陣列機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、規(guī)整，模塊化強(qiáng)，可擴(kuò)充性好
C．脈動(dòng)陣列機(jī)不適用于要求計(jì)算量大的信號(hào)／圖像的處理
D．脈動(dòng)陣列機(jī)各PE間數(shù)據(jù)通信距離短、規(guī)則，使數(shù)據(jù)流和控制流的設(shè)計(jì)、同步控制等均簡(jiǎn)單、規(guī)整

二、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）請(qǐng)?jiān)诿啃☆}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均不得分。
11．使用多處理機(jī)的主要目的是用多個(gè)處理機(jī)__________執(zhí)行多個(gè)任務(wù)來(lái)提高_(dá)_________。
12．指令的操作碼優(yōu)化編碼方法有__________和__________。
13．在可表示浮點(diǎn)數(shù)的負(fù)數(shù)區(qū)間，規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)的最大負(fù)數(shù)值由尾數(shù)的__________與階碼的__________組合而成。
14．輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，對(duì)應(yīng)于三種方式，即__________、直接存儲(chǔ)器
訪問(wèn)（DMA）及__________方式。
15．若TS是通道的設(shè)備選擇時(shí)間，TD是通道傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送時(shí)間，P為通道連接的外設(shè)臺(tái)數(shù)，n為每臺(tái)外設(shè)需要傳送的字節(jié)數(shù)，那么，字節(jié)多路通道完成數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間Tbyte=__________，選擇通道完成數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間Tselect=__________。
16．Cache存儲(chǔ)器系統(tǒng)是由__________和__________構(gòu)成的二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)。
17．解釋一條機(jī)器指令的微操作可歸并成取指令、__________和__________三個(gè)部分。
18．分布式存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的并行處理機(jī)的每個(gè)處理單元PE都有自己的__________存儲(chǔ)器，只能被__________直接訪問(wèn)。
19．程序員編程用的地址是__________，主存物理地址是程序在主存中的__________。
20．根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)令牌處理方式的不同，可以把數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)分成______________和__________兩類(lèi)。

三、簡(jiǎn)答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）
21．簡(jiǎn)述實(shí)現(xiàn)軟件移植的統(tǒng)一高級(jí)語(yǔ)言途徑存在的問(wèn)題。
22．簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)RISC結(jié)構(gòu)采用的基本技術(shù)。
23．設(shè)某系統(tǒng)的中斷源的中斷請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)分為4級(jí)，從高到低為l、2、3、4。設(shè)中斷級(jí)屏蔽位為“1”，對(duì)應(yīng)屏蔽；中斷級(jí)屏蔽位為“0”，對(duì)應(yīng)開(kāi)放。要求中斷處理次序與中斷響應(yīng)次序相同，請(qǐng)給出各級(jí)中斷處理程序中斷級(jí)屏蔽位的設(shè)置。（要求：先進(jìn)行文字說(shuō)明，再畫(huà)出中斷級(jí)屏蔽位表）
24．設(shè)指令由取指、分析、執(zhí)行和存結(jié)果四個(gè)子部件組成，每個(gè)子部件經(jīng)過(guò)時(shí)間為 t，連續(xù)執(zhí)行12條指令。畫(huà)出在度m為3的超流水線處理機(jī)上工作的時(shí)空?qǐng)D。
25．畫(huà)出ILLIAC IV處理單元的互連結(jié)構(gòu)，用PUi表示第i個(gè)處理單元（i=0，l，…，63）。

四、簡(jiǎn)單應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）
26．設(shè)有一條3段流水線，各段執(zhí)行時(shí)間依次為△t、3△t和△t。
（1）分別計(jì)算連續(xù)輸入3條指令和連續(xù)輸入30條指令時(shí)的實(shí)際吞吐率和效率。
（2）將瓶頸段細(xì)分為3個(gè)獨(dú)立段，各子段執(zhí)行時(shí)間均為At，分別計(jì)算改進(jìn)后的流水線連續(xù)輸入3條指令和連續(xù)輸入30條指令時(shí)的實(shí)際吞吐率和效率。
（3）比較（1）和（2）的結(jié)果，給出結(jié)論。
27．在多處理機(jī)上，給定表達(dá)式為：E=a（b+c（d+e（f+gh））），利用減少樹(shù)高來(lái)盡可能加快運(yùn)算速度，求
（1）畫(huà)出在3臺(tái)處理機(jī)上并行運(yùn)算的樹(shù)形流程圖。
（2）當(dāng)處理機(jī)數(shù)P=3時(shí)，確定運(yùn)算級(jí)數(shù)Tp、單處理機(jī)級(jí)數(shù)T1、加速比SP和效率EP的值。

五、綜合應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）
28．一個(gè)由高速緩沖存儲(chǔ)器與主存儲(chǔ)器組成的二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，已知主存容量為1M字，高速緩存容量為32K字。采用組相聯(lián)地址映象與變換，緩存共分8組，主存與緩存的塊的大小均為64字。
（1）畫(huà)出主存與緩存的地址格式，說(shuō)明各字段名稱(chēng)與位數(shù)。
（2）假設(shè)緩存的存取周期為20ns，命中率為0.95，采用緩存后的加速比要達(dá)到10，計(jì)算主存的存取周期。
29．具有N=2n個(gè)輸入端的omega網(wǎng)絡(luò)，采用單元控制。
（1）N個(gè)輸出端總共有多少種不同的排序?以N=3為例說(shuō)明。
（2）限定只能用omega網(wǎng)絡(luò)一次，可以實(shí)現(xiàn)多少種輸入端與輸出端不發(fā)生沖突的不同置換連接?
（3）N=8時(shí)，計(jì)算omega網(wǎng)絡(luò)只使用一次能實(shí)現(xiàn)的置換連接數(shù)占全部可能的置換連接數(shù)的百分比。