1、计算机系统结构自考题模拟 1 及答案解析(总分：99.99，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：10，分数：10.00)1.计算机组成指的是计算机系统结构的逻辑实现，不包括_（分数：1.00）A.主存速度B.控制流的组成C.机器级内部的数据流D.逻辑设计2.SIMD 是指_（分数：1.00）A.单指令流单数据流B.单指令流多数据流C.多指令流单数据流D.多指令流多数据流3.按照计算机系统层次结构，算术运算、逻辑运算和移位等指令应属于哪种机器语言_（分数：1.00）A.传统机器语言机器B.操作系统机器C.汇编语言机器D.高级语言机器4.某档机器编制的软件，没有经过修改就能运行于比它
2、高档的机器，属于_（分数：1.00）A.向前兼容B.向下兼容C.向上兼容D.向后兼容5.3 种寻址方式面向不包括_（分数：1.00）A.面向堆栈B.面向寄存器C.面向主存D.面向外存6.实现软件移植的技术不包括的选项是_（分数：1.00）A.统一高级语言B.采用系列机C.统一汇编语言D.模拟和仿真7.定长块宽度适合于哪种高速设备_（分数：1.00）A.打印机B.输入机C.磁盘D.鼠标8.从计算机系统处理数据的角度出发，并行性等级从低到高可分为四级，最低级是_（分数：1.00）A.全并行B.位并字串C.位片串字并D.位串字串9.平均码长最短的编码是_（分数：1.00）A.Unicode 编码B.
3、扩展编码C.定长编码D.哈夫曼编码10.通过并行性等级划分，流水线处理机属于_（分数：1.00）A.处理器操作并行B.指令、任务、作业并行C.存储器操作并行D.处理器操作步骤并行二、第部分 非选择题(总题数：12，分数：20.00)11.开发并行性的途径有 1、 2、 3 等。 （分数：2.00）12. 1、 2、 3 属于全用户片设计的特点。 （分数：2.00）13.计算机所用器件从电子管、 1、 2、 3 迅速发展到超大规模集成电路。 （分数：3.00）14.程序性中断和管理程序调用中断源一般列为第 1 级。 （分数：1.00）15. 1 是程序员编程使用的地址， 2 是程序在主存中的实际
4、地址。 （分数：2.00）16.直接执行微指令的是 1。 （分数：1.00）17.指令系统的设计包括对 1 和 2 的设计。 （分数：2.00）18.软件的 1 指的是软件不修改或基本上不修改就可以由一台机器移到另一台机器上运行，同一软件可应用于不同的环境。 （分数：1.00）19.器件的功能和使用方法发生了很大变化，由早先使用非用户片，发展到现场片和用户片，PROM 属于 1。 （分数：1.00）20. 1 指的是指令按某种方式寻找到所需的操作数或信息。 （分数：1.00）21. 1 是 I/O 设备取得 I/O 总线后所传输数据的总量； 2 是数据总线的物理宽度，即一个时钟周期所传输的总信
5、息量。 （分数：2.00）22.根据通道数据传输期中信息传输方式划分的不同，可分为 1、 2 和选择三类通道。 （分数：2.00）三、简答题(总题数：5，分数：30.00)23.简述设计 RISC 的基本原则。 （分数：6.00）_24.中断分为几类?并解释为什么要中断分类。(以 IBM 370 为例说明) （分数：6.00）_25.并行性有哪些不同的等级? （分数：6.00）_26.当浮点数尾数基值减小时，对机器数的表示会产生哪些影响? （分数：6.00）_27.设计指令系统时，以乘法运算为例，简述系统结构设计、计算机组成设计、计算机实现各应考虑的问题。 （分数：6.00）_四、简单应用题(
6、总题数：2，分数：20.00)28.有一个计算机系统可按功能分成 4 级，每级的指令互不相同，每一级的指令都比其下一级的指令在效能上强 M 倍，即第 i 级的一条指令能完成第 i-1 级的 M 条指令的计算量。现若需第 i 级的 N 条指令解释第i+1 级的一条指令，而有一段第 1 级的程序需要运行 Ks，问在第 2、3 和 4 级上一段等效程序各需要运行多长时间? （分数：10.00）_29.将计算机系统中某一功能的处理速度提高到原来的 50 倍，该功能的处理时间仅占整个系统运行时间的20%，则采用此提高性能的方法后，能使整个系统的性能提高多少? （分数：10.00）_五、综合应用题(总题数
7、：2，分数：20.00)30.设某机阶值 6 位、尾数 48 位，阶符和数符不在其内，当尾数分别以 2、8、16 为基时，在非负阶、正尾数、规格化数情况下，求出其最小阶、最大阶、阶的个数、最小尾数值、最大尾数值、可表示的最小值和最大值及可表示的尾数和规格化数的总个数。 （分数：10.00）_某模型机共有 7 条指令，使用频度分别为：0.07，0.12，0.01，0.13，0.03，0.08，0.56，0.12，0.01，0.08，0.13，0.03，0.56。（分数：9.99）(1).画出哈夫曼树。（分数：3.33）_(2).进行哈夫曼编码。（分数：3.33）_(3).计算平均编码长度。（分数
8、：3.33）_计算机系统结构自考题模拟 1 答案解析(总分：99.99，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：10，分数：10.00)1.计算机组成指的是计算机系统结构的逻辑实现，不包括_（分数：1.00）A.主存速度 B.控制流的组成C.机器级内部的数据流D.逻辑设计解析：考点 计算机组成的概念 解析 计算机组成指的是计算机系统结构的逻辑实现，包括机器级内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计。2.SIMD 是指_（分数：1.00）A.单指令流单数据流B.单指令流多数据流 C.多指令流单数据流D.多指令流多数据流解析：考点 计算机系统的分类 解析 计算机系统分成单指令流单数据流 S
9、ISD、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。3.按照计算机系统层次结构，算术运算、逻辑运算和移位等指令应属于哪种机器语言_（分数：1.00）A.传统机器语言机器 B.操作系统机器C.汇编语言机器D.高级语言机器解析：考点 计算机系统的层次结构 解析 具体的计算机系统，其层次数的多少可以有所不同，可分为微程序机器、传统机器语言机器、操作系统机器、汇编语言机器、高级语言机器和应用语言机器。而算术运算、逻辑运算和移位等指令应属于传统机器语言机器。4.某档机器编制的软件，没有经过修改就能运行于比它高档的机器，属于_（分数：1.00）A.向前兼容
10、B.向下兼容C.向上兼容 D.向后兼容解析：考点 软件向前、向后、向下、向上兼容的定义 解析 向上(下)兼容指的是按某档机器编制的软件，不加修改就能运行于比它高(低)档的机器上。向前(后)兼容指的是在按某个时期投入市场的该型号机器上编制的软件，不加修改就能运行于在它之前(后)投入市场的机器上。5.3 种寻址方式面向不包括_（分数：1.00）A.面向堆栈B.面向寄存器C.面向主存D.面向外存 解析：考点 寻址方式的三种面向 解析 多数计算机都将主存、寄存器、堆栈分类编址，分别面向主存、寄存器和堆栈的寻址方式。6.实现软件移植的技术不包括的选项是_（分数：1.00）A.统一高级语言B.采用系列机C
11、.统一汇编语言 D.模拟和仿真解析：考点 实现软件移植的技术 解析 实现软件移植的技术包括：统一高级语言、采用系列机、模拟和仿真。7.定长块宽度适合于哪种高速设备_（分数：1.00）A.打印机B.输入机C.磁盘 D.鼠标解析：考点 数据宽度与总线线数 解析 定长块宽度适合于磁盘等高速设备，可以充分利用总线宽带。8.从计算机系统处理数据的角度出发，并行性等级从低到高可分为四级，最低级是_（分数：1.00）A.全并行B.位并字串C.位片串字并D.位串字串 解析：考点 并行性的等级划分 解析 从计算机系统中处理数据的角度来看，并行性等级从低到高可分为 4 级，分别是位串字串、位并字串、位片串字并、全
12、并行。9.平均码长最短的编码是_（分数：1.00）A.Unicode 编码B.扩展编码C.定长编码D.哈夫曼编码 解析：考点 哈夫曼编码 解析 哈夫曼编码是指令字最优的编码。最优编码指的是用最短的位数来表示操作信息和地址信息，使程序中指令的平均字长最短。10.通过并行性等级划分，流水线处理机属于_（分数：1.00）A.处理器操作并行B.指令、任务、作业并行C.存储器操作并行D.处理器操作步骤并行 解析：考点 并行性的等级划分 解析 处理器操作步骤并行典型的例子是流水线处理机。二、第部分 非选择题(总题数：12，分数：20.00)11.开发并行性的途径有 1、 2、 3 等。 （分数：2.00）
13、解析：时间重叠 资源重复 资源共享 考点 并行性的概念与开发 解析 开发并行性的途径有时间重叠、资源重复和资源共享等。时间重叠是在并行性概念中引入时间因素，让多个处理过程在时间上相互错开。资源重复是在并行性概念中引入空间因素，通过重复设置硬件的资源来提高可靠性或性能。资源共享是用软件方法，让多个用户按一定时间顺序轮流使用同一套资源来提高资源利用率。12. 1、 2、 3 属于全用户片设计的特点。 （分数：2.00）解析：设计周期长 设计费用高 成本高 考点 全用户片的特点 解析 完全按用户要求设计的用户片称为全用户片。全用户片设计周期长、设计费用高、成本高。13.计算机所用器件从电子管、 1、
14、 2、 3 迅速发展到超大规模集成电路。 （分数：3.00）解析：晶体管、小规模集成电路、大规模集成电路 考点 计算机发展阶段的划分 解析 计算机所用器件从电子管、晶体管、小规模集成电路、大规模集成电路迅速发展到超大规模集成电路，并使用或开始使用高密度组装技术和光电子集成技术。14.程序性中断和管理程序调用中断源一般列为第 1 级。 （分数：1.00）解析：2 考点 中断的分级 解析 中断系统按中断源的级别高低来响应。通常机器校验为第 1 级，程序性中断和管理程序调用为第2 级，外部中断为第 3 级，输入/输出中断为第 4 级，重新启动中断为最低级。15. 1 是程序员编程使用的地址， 2 是
15、程序在主存中的实际地址。 （分数：2.00）解析：逻辑地址、物理地址 考点 寻址方式 解析 逻辑地址(Logical Address)是指由程序产生的与段相关的偏移地址部分。物理地址(Physical Address)是指出现在 CPU 外部地址总线上的寻址物理内存的地址信号，是地址变换的最终结果地址。16.直接执行微指令的是 1。 （分数：1.00）解析：硬件 考点 计算机系统的多级层次结构 解析 微指令由硬件直接执行。微指令程序解释机器指令。17.指令系统的设计包括对 1 和 2 的设计。 （分数：2.00）解析：指令的功能 指令的格式 考点 指令的设计和优化 解析 指令系统的设计包括对指
16、令的功能(操作类型、寻址方式和具体操作内容)和指令的格式的设计。18.软件的 1 指的是软件不修改或基本上不修改就可以由一台机器移到另一台机器上运行，同一软件可应用于不同的环境。 （分数：1.00）解析：可移植性 考点 软件发展对系统结构的影响 解析 软件的可移植性指的是软件不修改或只经过少量修改就可由一台机器移到另一台机器上运行，同一软件可应用于不同的环境。19.器件的功能和使用方法发生了很大变化，由早先使用非用户片，发展到现场片和用户片，PROM 属于 1。 （分数：1.00）解析：现场片 考点 器件的发展对系统结构的影响 解析 可编程只读存储器 PROM、现场可编程逻辑阵列 FPLA 等
17、属于现场片。20. 1 指的是指令按某种方式寻找到所需的操作数或信息。 （分数：1.00）解析：寻址方式 考点 指令的寻址方式 解析 寻址方式指的是指令按某种方式寻找到所需的操作数或信息。21. 1 是 I/O 设备取得 I/O 总线后所传输数据的总量； 2 是数据总线的物理宽度，即一个时钟周期所传输的总信息量。 （分数：2.00）解析：数据宽度 数据通路宽度 考点 数据宽度和总线线数 解析 数据宽度为传输数据的总量，而数据通路宽度为数据总线的物理宽度。22.根据通道数据传输期中信息传输方式划分的不同，可分为 1、 2 和选择三类通道。 （分数：2.00）解析：字节多路 数组多路 考点 通道处
18、理机的工作原理和流量设计 解析 根据通道数据传输期中信息传输方式不同，可分为字节多路、数组多路和选择三类。三、简答题(总题数：5，分数：30.00)23.简述设计 RISC 的基本原则。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：(1)确定指令系统时，只选择使用频度很高的那些指令，再增加少量能有效支持操作系统、高级语言实现及其他功能的指令，大大减少指令条数，使之一般不超过 100 条； (2)减少指令系统所用寻址方式的种类，一般不超过两种； (3)让所有的指令都在一个机器周期内完成； (4)扩大通用寄存器数，一般不少于 32 个，尽量减少访存，只有存取指令访存； (5)为提高指令执行速度，大多数
19、指令都用硬联控制实现，少数指令才用微程序实现； (6)通过精简指令和优化设计编译程序，简单有效地支持高级语言的实现。24.中断分为几类?并解释为什么要中断分类。(以 IBM 370 为例说明) （分数：6.00）_正确答案：()解析：IBM 370 将中断分成六类，它们是机器校验、管理程序调用、程序性、外部、输入/输出、重新启动。为处理一个中断请求，要调出相应的中断处理程序，如果中断源数量少，则可用中断系统硬件直接形成相应中断服务程序入口。但对大中型多用途机器，中断源数目很多，若为每个中断源单独形成入口，不仅硬件实现难，代价大，而且在中断处理上没有必要。因为不少中断源性质比较接近，可归成几类，
20、这样可以对每类给定一个中断服务程序入口，再由软件分支转入相应中断处理部分，这样可以大大简化中断处理程序入口地址形成硬件。25.并行性有哪些不同的等级? （分数：6.00）_正确答案：()解析：(1)从计算机系统中执行程序的角度看，并行性等级由低到高，分别是指令内各微操作之间的并行，多条指令之间的并行，多个任务或进程之间的并行以及多个作业或程序之间的并行等。 (2)从计算机系统处理数据的角度看，并行性等级由低到高，分别是位串字串(串行单处理机，无并行性)、位并字串(传统并行单处理机)、位片串字并和全并行等。 (3)从计算机信息加工步骤和阶段的角度看，并行性等级又有存储器操作并行(并行存储器、相联
21、处理机)，处理器操作步骤并行(流水线处理机)，处理器操作并行(阵列处理机)，指令、任务、作业间的全面并行(多处理机、分布处理系统、计算机网络)等。26.当浮点数尾数基值减小时，对机器数的表示会产生哪些影响? （分数：6.00）_正确答案：()解析：(1)数的可表示范围变小。 (2)可表示数的总个数减少。 (3)数在数轴上的分布变密。 (4)机器数的精度提高。 (5)运算过程中的精度损失增大。 (6)运算速度有所降低。27.设计指令系统时，以乘法运算为例，简述系统结构设计、计算机组成设计、计算机实现各应考虑的问题。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：(1)系统结构设计考虑是否要设置乘法指令
22、。 (2)计算机组成设计考虑是否要配置高速的乘法器。 (3)计算机实现考虑的是组成高速乘法器或加法器、移位器的器件集成度、类型、数量以及微组装技术。四、简单应用题(总题数：2，分数：20.00)28.有一个计算机系统可按功能分成 4 级，每级的指令互不相同，每一级的指令都比其下一级的指令在效能上强 M 倍，即第 i 级的一条指令能完成第 i-1 级的 M 条指令的计算量。现若需第 i 级的 N 条指令解释第i+1 级的一条指令，而有一段第 1 级的程序需要运行 Ks，问在第 2、3 和 4 级上一段等效程序各需要运行多长时间? （分数：10.00）_正确答案：()解析：第 2 级上等效程序需运
23、行：(N/M)Ks。 第 3 级上等效程序需运行：(N/M)(N/M)Ks。 第 4 级上等效程序需运行：(N/M)(N/M)(N/M)Ks。 考点 计算机系统等级29.将计算机系统中某一功能的处理速度提高到原来的 50 倍，该功能的处理时间仅占整个系统运行时间的20%，则采用此提高性能的方法后，能使整个系统的性能提高多少? （分数：10.00）_正确答案：()解析：由题可知，可改进比例 f new =20%=0.2，部件加速比 r new =50。根据 Amdahl 定律可知：总加速比S p =1/(1-f new )+f new /r new )=1/(1-0.2)+0.2/50=1.24
24、 采用此提高性能的方法后，能使整个系统的性能提高到原来的 1.24 倍。 考点 哈夫曼压缩原理五、综合应用题(总题数：2，分数：20.00)30.设某机阶值 6 位、尾数 48 位，阶符和数符不在其内，当尾数分别以 2、8、16 为基时，在非负阶、正尾数、规格化数情况下，求出其最小阶、最大阶、阶的个数、最小尾数值、最大尾数值、可表示的最小值和最大值及可表示的尾数和规格化数的总个数。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：依题意知：p=6，m=48，r m =2、8、16，m“=m/log 2 rm ，如下图所列。 可表示的最小值= 可表示的最大值= 可表示的尾数的个数= 可表示的规格化数的
25、个数= 某模型机共有 7 条指令，使用频度分别为：0.07，0.12，0.01，0.13，0.03，0.08，0.56，0.12，0.01，0.08，0.13，0.03，0.56。（分数：9.99）(1).画出哈夫曼树。（分数：3.33）_正确答案：()解析：哈夫曼树如下图所示。 (2).进行哈夫曼编码。（分数：3.33）_正确答案：()解析：哈夫曼编码(不唯一)为 频度 编码 0.01 11011 0.12 101 0.07 1100 0.08 111 0.13 100 0.03 11010 0.56 0(3).计算平均编码长度。（分数：3.33）_正确答案：()解析：平均码长=5(0.01+0.03)+40.07+3(0.12+0.08+0.13)+10.56 =0.2+0.28+0.99+0.56 =2.03
