1、计算机系统结构自考题模拟 5 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.从计算机系统执行程序的角度看，并行性等级由低到高分为哪四级_ a任务或进程之间 b指令内部 c作业或程序之间 d指令之间（分数：1.00）A.bdacB.dacbC.dcbaD.abcd2.计算机系统结构不包括_（分数：1.00）A.主存速度B.机器工作状态C.信息保护D.数据表示3.并发性指两个或多个事件在哪时发生_（分数：1.00）A.不同时间段B.同一时刻C.不同时刻D.同一时间段4.下列关于虚拟存储器的说法，正确的是_（分数：1.00）A.访问主存的
2、命中率随页面增大而提高B.访问主存的命中率随页面增大而减少C.更换替换算法能提高命中率D.虚拟存储器很难达到主存的访问速度5.编译程序设计者不需要指令系统设计具有的特性是_（分数：1.00）A.规整性B.对称性C.独立性D.非正交性6.与 Cache 存储器的等效访问速度无关的选项是_（分数：1.00）A.Cache 的命中率B.辅存的容量C.Cache 本身的容量D.Cache 本身的速度7.对多处理机的描述不正确的是_（分数：1.00）A.两台以上的处理机B.不同的操作系统C.协同求解大而复杂问题D.机间经共享主存或高速通信网络通信8.能直接执行微指令的是_（分数：1.00）A.汇编程序B
3、.硬件C.编译程序D.微指令程序9.下列不属于中断系统的功能的是_（分数：1.00）A.中断请求的保存和清除B.对总线的控制C.优先级的确定D.中断断点及现场的保存10.下列不属于计算机组成设计要确定的方向的是_（分数：1.00）A.数据通路宽度B.专用部件的设置C.处理机、主存等部件的物理结构D.各种操作对部件的共享程度二、第部分 非选择题(总题数：10，分数：20.00)11.应用程序语言经 1 成高级语言程序。 （分数：2.00）12.微指令是由 1 直接执行。 （分数：2.00）13.主存容量与编址方式的确定属于计算机系统结构，主存是否采用多体交叉属于 1，主存器件的选定属于 2。 （
4、分数：2.00）14.进行仿真的机器称为 1，被仿真的机器称为 2。 （分数：2.00）15.指令系统编码格式有 1、 2 和变长编码三种。 （分数：2.00）16.资源重复最典型的例子是 1，资源重复不仅可提高可靠性，而且可以进一步用多计算机或 2 来提高系统的速度性能。 （分数：2.00）17.时间重叠是指在并行概念中引入 1 因素，让多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地使用同一套 2 的各个部分，加快硬件 3 来赢得速度。 （分数：2.00）18.自定要义数据表示包括 1 和 2 两大类。 （分数：2.00）19.操作级并行的阵列机，是按 1 流、 2 流和 3 性划分属(SIMD)
5、类型的计算机。 （分数：2.00）20. 1 指的是客观存在的事物或属性从某个角度看不到，它带来的好处是简化某级的设计，带来的不利是无法控制。 （分数：2.00）三、简答题(总题数：5，分数：30.00)21.简述实现软件移植的统一高级语言途径存在的问题。 （分数：6.00）_22.器件的发展对逻辑设计方法有哪些影响? （分数：6.00）_23.简述段页式存储管理的地址变换过程。 （分数：6.00）_24.在有 Cache 的存储系统中，访存操作是如何进行的? （分数：6.00）_25.流水机器的中断处理有哪些方法?各有什么优缺点? （分数：6.00）_四、简单应用题(总题数：2，分数：20.
6、00)26.一条流水线连接图如下所示，画出 200 条指令连续通过该流水线的时空图，并计算该流水线的加速比。(其中 t=1ns) （分数：10.00）_27.r m =8，在不包括符号位在内的 p=3、m=3 且非负阶、正尾数、规格化条件下，分别计算最小尾数值、最大尾数值、可表示的最小值、可表示的最大值。 （分数：10.00）_五、综合应用题(总题数：2，分数：20.00)假设某机器共有 8 条指令(I 1 I 8 )，使用频度如下表所示。 指令 使用频度 P i I 1 0.30 I 2 0.10 I 3 0.25 I 4 0.15 I 5 0.05 I 6 0.04 I 7 0.01 I
7、8 0.10 要求：（分数：9.99）(1).构造哈夫曼(Huffman)树。（分数：3.33）_(2).列表写出操作码的哈夫曼编码和只有两种码长的扩展操作码。（分数：3.33）_(3).分别计算使用哈夫曼编码和只有两种码长的扩展操作码的平均码长。（分数：3.33）_28.某机指令字长 16 位，设只有单地址指令和双地址指令两类，假如每个地址字段为 6 位，并且双地址指令有 x 条，则单地址指令最多可以有多少条? （分数：10.00）_计算机系统结构自考题模拟 5 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.从计算机系统执行程序的角
8、度看，并行性等级由低到高分为哪四级_ a任务或进程之间 b指令内部 c作业或程序之间 d指令之间（分数：1.00）A.bdac B.dacbC.dcbaD.abcd解析：考点 并行性等级 解析 从计算机系统执行程序的角度看，并行性等级由低到高分别为指令内部、指令之间、任务或进程之间、作业或程序之间四级。2.计算机系统结构不包括_（分数：1.00）A.主存速度 B.机器工作状态C.信息保护D.数据表示解析：考点 计算机系统结构的范畴 解析 机器工作状态、信息保护、数据表示均属于计算机系统结构范畴。3.并发性指两个或多个事件在哪时发生_（分数：1.00）A.不同时间段B.同一时刻C.不同时刻D.同
9、一时间段 解析：考点 同时性和并发性 解析 同时性指两个或多个事件在同一时刻发生，并发性指两个或多个事件在同一时间段发生。4.下列关于虚拟存储器的说法，正确的是_（分数：1.00）A.访问主存的命中率随页面增大而提高B.访问主存的命中率随页面增大而减少C.更换替换算法能提高命中率D.虚拟存储器很难达到主存的访问速度 解析：考点 虚拟存储器的访问速度 解析 要想使虚拟存储器的访问速度接近于主存的访问速度并不容易。5.编译程序设计者不需要指令系统设计具有的特性是_（分数：1.00）A.规整性B.对称性C.独立性D.非正交性 解析：考点 指令系统设计要求 解析 编译程序设计者需要指令系统设计应具有的
10、特性有规整性、对称性、独立性和全能型、正交性、可组合型、可扩充性。6.与 Cache 存储器的等效访问速度无关的选项是_（分数：1.00）A.Cache 的命中率B.辅存的容量 C.Cache 本身的容量D.Cache 本身的速度解析：考点 Cache 存储器的访问速度 解析 Cache 的命中率、Cache 本身的速度和容量与 Cache 存储器的等效访问速度无关。7.对多处理机的描述不正确的是_（分数：1.00）A.两台以上的处理机B.不同的操作系统 C.协同求解大而复杂问题D.机间经共享主存或高速通信网络通信解析：考点 多处理机的概念 解析 多处理机是指有两台以上的处理机，共享 I/O
11、子系统，机问经共享主存或高速通信网络通信，在统一操作系统控制下，协同求解大而复杂问题的计算机系统。8.能直接执行微指令的是_（分数：1.00）A.汇编程序B.硬件 C.编译程序D.微指令程序解析：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。汇编语言程序经汇编程序翻译成机器语言程序。高级语言程序经编译程序翻译成汇编语言程序。9.下列不属于中断系统的功能的是_（分数：1.00）A.中断请求的保存和清除B.对总线的控制C.优先级的确定D.中断断点及现场的保存 解析：考点 中断系统的功能 解析 中断系统的功能包括中断请求的保存和清除、优先级的确定、中断断点及现场
12、的保存、对中断请求的分析和处理以及中断返回等。10.下列不属于计算机组成设计要确定的方向的是_（分数：1.00）A.数据通路宽度B.专用部件的设置C.处理机、主存等部件的物理结构 D.各种操作对部件的共享程度解析：考点 计算机组成 解析 处理机、主存等部件的物理结构属于计算机实现。计算机组成设计要确定的方面一般应包括数据通路宽度、专用部件的设置、各种操作对部件的共享程序、功能部件的并行度、控制机构的组成方式、缓冲和排队技术、预估技术、预判技术和可靠性技术等。二、第部分 非选择题(总题数：10，分数：20.00)11.应用程序语言经 1 成高级语言程序。 （分数：2.00）解析：应用程序包 翻译
13、 考点 软件发展对计算机结构的影响 解析 应用程序语言经应用程序包翻译成高级语言程序。12.微指令是由 1 直接执行。 （分数：2.00）解析：硬件 考点 指令系统 解析 微指令是由硬件直接执行。13.主存容量与编址方式的确定属于计算机系统结构，主存是否采用多体交叉属于 1，主存器件的选定属于 2。 （分数：2.00）解析：计算机组成 计算机实现 考点 并行主存系统 解析 主存容量与编址方式的确定属于计算机系统结构，主存是否采用多体交叉属于计算机组成，主存器件的选定属于计算机实现。14.进行仿真的机器称为 1，被仿真的机器称为 2。 （分数：2.00）解析：宿主机 目标机 考点 指令系统 解析
14、 仿真是指用微程序直接解释另一种机器指令系统，进行仿真的机器称为宿主机，被仿真的机器称为目标机。15.指令系统编码格式有 1、 2 和变长编码三种。 （分数：2.00）解析：混合编码 固定长编码 考点 指令系统 解析 指令系统编码格式有混合编码、固定长编码和变长编码三种。16.资源重复最典型的例子是 1，资源重复不仅可提高可靠性，而且可以进一步用多计算机或 2 来提高系统的速度性能。 （分数：2.00）解析：双工系统 机群系统 考点 并行性的开发 解析 资源重复指在并行概念中引入空间因素，通过重复设置硬件资源来提高可靠性或性能，其最典型的例子是双工系统，资源重复不仅可提高可靠性，而且可以进一步
15、用多计算机或机群系统来提高系统的速度性能。17.时间重叠是指在并行概念中引入 1 因素，让多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地使用同一套 2 的各个部分，加快硬件 3 来赢得速度。 （分数：2.00）解析：时间 硬件设备 周转 考点 重叠原理 解析 时间重叠是指在并行概念中引入时间因素，让多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分，加快硬件周转来赢得速度，其最典型的例子是指令内各操作步骤采用重叠流水。时间重叠基本上不必重复增加硬件设备就可以提高计算机系统的性能价格比。18.自定要义数据表示包括 1 和 2 两大类。 （分数：2.00）解析：数据描述符 标志符数据表
16、示 考点 数据表示与数据结构 解析 自定义数据表示包括数据描述符和标志符数据表示两类。19.操作级并行的阵列机，是按 1 流、 2 流和 3 性划分属(SIMD)类型的计算机。 （分数：2.00）解析：指令 数据 多倍 考点 并行阵列机 解析 操作级并行的阵列机，是按指令流、数据流及其多倍性划分属(SIMD)类型的计算机。20. 1 指的是客观存在的事物或属性从某个角度看不到，它带来的好处是简化某级的设计，带来的不利是无法控制。 （分数：2.00）解析：透明 考点 透明的概念 解析 透明指的是客观存在的事物或属性从某个角度看不到，它带来的好处是简化某级的设计，带来的不利是无法控制。三、简答题(
17、总题数：5，分数：30.00)21.简述实现软件移植的统一高级语言途径存在的问题。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：至今虽然有上百种高级语言，但没有一种是对各种应用通用的。 (1)不同的用途要求语言的语法、语义结构不同。 (2)人们对语言的基本结构看法不一。 (3)即使同一高级语言，在不同厂家的机器上也不能完全通用。 第四，人们不愿抛弃惯用的语言，不愿抛弃长期积累的、用原有语言编写且已被实践证明是正确的软件。22.器件的发展对逻辑设计方法有哪些影响? （分数：6.00）_正确答案：()解析：(1)由逻辑化简改成着眼于采用什么组成技术能够规整、批量生产，宜于超大规模集成，缩短设计周期，提
18、高系统效能，尽量采用存储逻辑和通用器件。 (2)由全硬设计改成采用微汇编、微高级语言、计算机辅助设计等手段软硬结合和自动化设计。23.简述段页式存储管理的地址变换过程。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：用户逻辑地址被分成用户标志、段号、页号、页内偏移四部分。过程如下： (1)由用户标志找到段表基址寄存器。 (2)由段表长与段号做是否越界检查。 (3)段表地址+段号找到段表中相应表项。 (4)做装入位、段长的检查。 (5)由页表始址+页号找到页表中相应表项。 (6)做装入位等检查。 (7)由实页号+页内偏移形成有效地址。24.在有 Cache 的存储系统中，访存操作是如何进行的? （分数
19、：6.00）_正确答案：()解析：有了 Cache 之后，访存操作的过程是：当 CPU 要进行存储器访问时，首先察看 Cache 存储器，如果访问的字在 Cache 中找到，就从 Cache 中读取，如果访问的字在 Cache 中没有找到，就从主存中访问，并且为了使得以后访问同一个字或者相邻的字时能够在 Cache 中找到，需要把存储器中包含这个字的数据块从主存储器中读出，放入 Cache 中。25.流水机器的中断处理有哪些方法?各有什么优缺点? （分数：6.00）_正确答案：()解析：流水机器的中断处理有不精确断点法和精确断点法两种。不精确断点法中，在出现中断后，已流入流水线的指令继续向前流
20、动，后续指令不再进入流水线。它的优点是处理简单，但不利于编程和程序排错。精确断点法中，在某条指令发生中断，其后已进入流水线的指令要恢复原状，中断现场准确对应于发生中断的指令。优点是有利于程序设计，但需配置大量的后援寄存器。四、简单应用题(总题数：2，分数：20.00)26.一条流水线连接图如下所示，画出 200 条指令连续通过该流水线的时空图，并计算该流水线的加速比。(其中 t=1ns) （分数：10.00）_正确答案：()解析：时空图如下所示。顺序执行的时间为 t 0 =6200=1200ns 27.r m =8，在不包括符号位在内的 p=3、m=3 且非负阶、正尾数、规格化条件下，分别计算
21、最小尾数值、最大尾数值、可表示的最小值、可表示的最大值。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：m“=m/log 2 r m =3/3=1 最小尾数值 最大尾数值 可表示的最小值 可表示的最大值 五、综合应用题(总题数：2，分数：20.00)假设某机器共有 8 条指令(I 1 I 8 )，使用频度如下表所示。 指令 使用频度 P i I 1 0.30 I 2 0.10 I 3 0.25 I 4 0.15 I 5 0.05 I 6 0.04 I 7 0.01 I 8 0.10 要求：（分数：9.99）(1).构造哈夫曼(Huffman)树。（分数：3.33）_正确答案：()解析：哈夫曼树如下
22、图所示。 (2).列表写出操作码的哈夫曼编码和只有两种码长的扩展操作码。（分数：3.33）_正确答案：()解析：哈夫曼编码和扩展操作码如下表所示。 指令 频度 P 哈夫曼编码 OP长度 I i 扩展操作码 OP长度 I i I 1 0.30 00 2 00 2 I 2 0.10 110 3 11000 5 I 3 0.25 01 2 01 2 I 4 0.15 100 3 10 2 I 5 0.05 1110 4 11010 5 I 6 0.04 11110 5 11011 5 I 7 0.01 11111 5 11100 5 I 8 0.10 101 3 11001 5 (3).分别计算使用哈夫曼编码和只有两种码长的扩展操作码的平均码长。（分数：3.33）_正确答案：()解析：哈夫曼编码的平均码长： 扩展操作码的平均码长： 28.某机指令字长 16 位，设只有单地址指令和双地址指令两类，假如每个地址字段为 6 位，并且双地址指令有 x 条，则单地址指令最多可以有多少条? （分数：10.00）_正确答案：()解析：根据题意，双地址指令格式如下所示。 其操作码占了 4 位，这样，共有 2 4 =16 种短操作码。现双地址指令有 x 条，已占用了 4 位操作码中 16种组合中的 x 个码，所以剩下(16-x)个码均可用作扩展标志。 单地址指令的格式如下所示。
