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

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

一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題1分,共10分）在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均不得分。
1．在計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，提高軟件功能實現(xiàn)的比例可（      ）
A．提高解題速度 B．減少需要的存儲器容量
C．提高系統(tǒng)的靈活性 D．提高系統(tǒng)的性能價格比
2．浮點數(shù)表示的尾數(shù)的基rm=16，尾數(shù)長度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)存儲空間為隱含尋址方式的是（      ）
A．CPU中的通用寄存器 B．主存儲器
C．I／O接口中的寄存器 D．堆棧
4．當(dāng)計算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行通道程序完成輸入輸出工作時，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．與虛擬存儲器的等效訪問速度無關(guān)的是（      ）
A．訪存頁地址流 B．頁面替換算法
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器結(jié)構(gòu)的SIMD計算機(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)器校驗中斷 D．外部中斷
10．下列關(guān)于脈動陣列機(jī)的描述，錯誤的是（      ）
A．脈動陣列機(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．脈動陣列機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、規(guī)整，模塊化強(qiáng)，可擴(kuò)充性好
C．脈動陣列機(jī)不適用于要求計算量大的信號／圖像的處理
D．脈動陣列機(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、同步控制等均簡單、規(guī)整

二、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均不得分。
11．使用多處理機(jī)的主要目的是用多個處理機(jī)__________執(zhí)行多個任務(wù)來提高_(dá)_________。
12．指令的操作碼優(yōu)化編碼方法有__________和__________。
13．在可表示浮點數(shù)的負(fù)數(shù)區(qū)間，規(guī)格化浮點數(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)歷了三個階段，對應(yīng)于三種方式，即__________、直接存儲器
訪問（DMA）及__________方式。
15．若TS是通道的設(shè)備選擇時間，TD是通道傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送時間，P為通道連接的外設(shè)臺數(shù)，n為每臺外設(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)傳送的時間Tbyte=__________，選擇通道完成數(shù)據(jù)傳送的時間Tselect=__________。
16．Cache存儲器系統(tǒng)是由__________和__________構(gòu)成的二級存儲系統(tǒng)。
17．解釋一條機(jī)器指令的微操作可歸并成取指令、__________和__________三個部分。
18．分布式存儲器結(jié)構(gòu)的并行處理機(jī)的每個處理單元PE都有自己的__________存儲器，只能被__________直接訪問。
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)對數(shù)據(jù)令牌處理方式的不同，可以把數(shù)據(jù)流計算機(jī)的結(jié)構(gòu)分成______________和__________兩類。

三、簡答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）
21．簡述實現(xiàn)軟件移植的統(tǒng)一高級語言途徑存在的問題。
22．簡述設(shè)計RISC結(jié)構(gòu)采用的基本技術(shù)。
23．設(shè)某系統(tǒng)的中斷源的中斷請求優(yōu)先級分為4級，從高到低為l、2、3、4。設(shè)中斷級屏蔽位為“1”，對應(yīng)屏蔽；中斷級屏蔽位為“0”，對應(yīng)開放。要求中斷處理次序與中斷響應(yīng)次序相同，請給出各級中斷處理程序中斷級屏蔽位的設(shè)置。（要求：先進(jìn)行文字說明，再畫出中斷級屏蔽位表）
24．設(shè)指令由取指、分析、執(zhí)行和存結(jié)果四個子部件組成，每個子部件經(jīng)過時間為 t，連續(xù)執(zhí)行12條指令。畫出在度m為3的超流水線處理機(jī)上工作的時空圖。
25．畫出ILLIAC IV處理單元的互連結(jié)構(gòu)，用PUi表示第i個處理單元（i=0，l，…，63）。

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)有一條3段流水線，各段執(zhí)行時間依次為△t、3△t和△t。
（1）分別計算連續(xù)輸入3條指令和連續(xù)輸入30條指令時的實際吞吐率和效率。
（2）將瓶頸段細(xì)分為3個獨(dú)立段，各子段執(zhí)行時間均為At，分別計算改進(jìn)后的流水線連續(xù)輸入3條指令和連續(xù)輸入30條指令時的實際吞吐率和效率。
（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））），利用減少樹高來盡可能加快運(yùn)算速度，求
（1）畫出在3臺處理機(jī)上并行運(yùn)算的樹形流程圖。
（2）當(dāng)處理機(jī)數(shù)P=3時，確定運(yùn)算級數(shù)Tp、單處理機(jī)級數(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）
28．一個由高速緩沖存儲器與主存儲器組成的二級存儲系統(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）畫出主存與緩存的地址格式，說明各字段名稱與位數(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，計算主存的存取周期。
29．具有N=2n個輸入端的omega網(wǎng)絡(luò)，采用單元控制。
（1）N個輸出端總共有多少種不同的排序?以N=3為例說明。
（2）限定只能用omega網(wǎng)絡(luò)一次，可以實現(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，計算omega網(wǎng)絡(luò)只使用一次能實現(xiàn)的置換連接數(shù)占全部可能的置換連接數(shù)的百分比。