1、计算机系统结构自考题模拟 8及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：10，分数：10.00)1.指令、任务、作业并行的典型例子是_（分数：1.00）A.阵列处理机B.并行存储器系统和相联处理机C.流水线处理机D.多处理机2.从计算机系统结构上讲，机器语言程序员所看到的机器属性是_（分数：1.00）A.计算机软件所要完成的功能B.计算机硬件的全部组成C.编程要用到的硬件组织D.计算机各部件的硬件实现3.下图所示的时空图对应的处理机为_ （分数：1.00）A.标量处理机B.超标量处理机C.超流水处理机D.超标量超流水线处理机4.解释一条机器指令的微操作不包
2、括哪个部分_（分数：1.00）A.执行B.分析C.取指令D.中断5.对输入输出系统的组织产生决定性影响的是哪些基本要求?_ (1)异步性 (2)同步性 (3)分时性 (4)实时性 (5)设备相关性 (6)设备无关性（分数：1.00）A.(2)，(3)，(5)B.(1)，(4)，(6)C.(2)，(4)，(6)D.(1)，(3)，(5)6.“一次重叠”中消除“指令相关”的方法，最好的是_（分数：1.00）A.推后执行下条指令B.设相关专用通路C.推后分析下条指令D.不准修改指令7.微指令由哪项直接执行_（分数：1.00）A.微指令程序B.硬件C.汇编程序D.编译程序8.ILLIAC IV属于_（
3、分数：1.00）A.流水线处理机B.阵列处理机C.指今重叠处理机D.多处理机9.串行链接方式获得总线权的优先次序是由“总线可用”线所接部件的哪项来决定_（分数：1.00）A.物理位置B.逻辑位置C.请求时间D.应答处理机制10.STARAN网络属于_（分数：1.00）A.单级立方体网络B.多级立方体网络C.单级 PM2I网络D.多级混洗交换网络二、第部分 非选择题(总题数：10，分数：20.00)11.计算机系统结构的层次结构由高到低分别为应用语言机器级、 1、 2、 3、传统机器语言机器级和微程序机器级。 （分数：2.00）12.计算机系统结构是软件和 1 的交界面，是机器语言、汇编语言程序
4、设计者或编译程序设计者看到的 2的抽象。 （分数：2.00）13.计算机系统结构可有 1、由下而上和 2 三种不同的设计思路。 （分数：2.00）14.程序定位所采用的技术有 1 和 2。 （分数：2.00）15.流水线输出端任务流出的顺序与输入端任务流入的顺序可以不同，允许后进入流水线的任务先完成。这种流水线又称为无序流水线、 1 和 2。 （分数：2.00）16.超长指令字结构是将水平型微码和 1 两者相结合。 （分数：2.00）17.实现软件移植的主要技术有统一高级语言、 1、 2 和仿真。 （分数：2.00）18.多机系统的耦合度可以分为 1、 2 和紧密耦合。 （分数：2.00）19
5、.总线上传输信息基本上分为 1 和 2 两种。 （分数：2.00）20.指令的动态调度是指在 1 和异常行为的情况下，通过硬件对 2 进行重新安排，以提高流水线的利用率且减少停顿现象。是由硬件在程序实际运行时实施的。 （分数：2.00）三、简答题(总题数：5，分数：30.00)21.简述哈夫曼压缩概念的基本思想。 （分数：6.00）_22.RISC存在不足，表现在哪些方面? （分数：6.00）_23.简述 SIMD系统的互连网络的设计目标。 （分数：6.00）_24.简述计算机系统“由中间开始”设计的基本思想。 （分数：6.00）_25.简述如果要设计一套超长指令机系统，必须遵循的主要准则。
6、（分数：6.00）_四、简单应用题(总题数：2，分数：20.00)26.在集中式主存的阵列处理机中，处理单元数为 4，为了使 44的二维数组 A的各元素 a ij (i=03，j=03)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)中的分布情况(假设 a 00 已存放在分体号为 3，体内地址为 0的位置)。 （分数：10.00）_27.采用 LRU替换算法，为某程序分配 4页空间，画出用堆栈对该程序页地址流模拟处理过程图，地址流为 2、1、3、5、1、2、3、1、4、5，计算在此过程下算法命中率。 （分数：10.00）_五、综合应用题(总题数：2，
7、分数：20.00)向量 A和 B各有 6个元素，计算向量点积 （分数：10.00）(1).若在顺序方式下，一次“加”需 4t，一次“乘”需 3t，求执行完 AB所需的时间。（分数：5.00）_(2).在如下图所示的静态双功能流水线上计算 AB，其中，1235 为加法流水线，145 为乘法流水线，输出可直接返回输入，延迟时间和功能切换的时间忽略不计。设计合理的算法，使完成 AB的时间最少。画出流水时空图，并标出全部算完的时间。 （分数：5.00）_从多级层次结构出发，计算机系统可以有许多不同的设计思路。（分数：10.00）(1).简述这几种设计思路。（分数：5.00）_(2).根据多级层次结构，
8、画图显示由上往下设计的主要步骤。（分数：5.00）_计算机系统结构自考题模拟 8答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：10，分数：10.00)1.指令、任务、作业并行的典型例子是_（分数：1.00）A.阵列处理机B.并行存储器系统和相联处理机C.流水线处理机D.多处理机 解析：考点 多处理机 解析 多处理机是指令、任务、作业并行的典型例子。2.从计算机系统结构上讲，机器语言程序员所看到的机器属性是_（分数：1.00）A.计算机软件所要完成的功能B.计算机硬件的全部组成C.编程要用到的硬件组织 D.计算机各部件的硬件实现解析：考点 透明性 解析 对机器语
9、言程序员来说，看到编程要用到的硬件组织就已足够。3.下图所示的时空图对应的处理机为_ （分数：1.00）A.标量处理机B.超标量处理机C.超流水处理机 D.超标量超流水线处理机解析：考点 超流水线处理机 解析 超标量处理机利用资源重复，设置多个执行部件寄存器堆端口。超流水线处理机则着重开发时间并行性，在公共的硬件上采用较短的时钟周期、深度流水来提高速度。4.解释一条机器指令的微操作不包括哪个部分_（分数：1.00）A.执行B.分析C.取指令D.中断 解析：考点 指令系统 解析 解释一条机器指令的微操作有取指令、分析、执行。5.对输入输出系统的组织产生决定性影响的是哪些基本要求?_ (1)异步性
10、 (2)同步性 (3)分时性 (4)实时性 (5)设备相关性 (6)设备无关性（分数：1.00）A.(2)，(3)，(5)B.(1)，(4)，(6) C.(2)，(4)，(6)D.(1)，(3)，(5)解析：考点 I/O 系统概述 解析 异步性、实时性和设备无关性是 I/O系统的组织的基本要求。6.“一次重叠”中消除“指令相关”的方法，最好的是_（分数：1.00）A.推后执行下条指令B.设相关专用通路C.推后分析下条指令D.不准修改指令 解析：考点 指令相关的处理 解析 指令相关是因为机器指令运行时修改而引出的，如果规定在程序运行过程中不准修改指令，指令相关就不可能发生。7.微指令由哪项直接执
11、行_（分数：1.00）A.微指令程序B.硬件 C.汇编程序D.编译程序解析：考点 指令系统 解析 微指今由硬件直接执行。8.ILLIAC IV属于_（分数：1.00）A.流水线处理机B.阵列处理机 C.指今重叠处理机D.多处理机解析：考点 阵列处理机 解析 ILLIAC IV 是一种阵列处理机。9.串行链接方式获得总线权的优先次序是由“总线可用”线所接部件的哪项来决定_（分数：1.00）A.物理位置 B.逻辑位置C.请求时间D.应答处理机制解析：考点 总线的控制方式 解析 串行链接方式中，所有部件都经过公共的“总线请求”线向总线控制器发出要求使用总线的申请，优先次序由部件的物理位置决定，离总线
12、控制器越近的部件其优先级越高。10.STARAN网络属于_（分数：1.00）A.单级立方体网络B.多级立方体网络 C.单级 PM2I网络D.多级混洗交换网络解析：考点 多级立方体网络 解析 多级立方体网络有 STARAN网。二、第部分 非选择题(总题数：10，分数：20.00)11.计算机系统结构的层次结构由高到低分别为应用语言机器级、 1、 2、 3、传统机器语言机器级和微程序机器级。 （分数：2.00）解析：高级语言机器级汇编语言机器级操作系统机器级 考点 计算机系统结构的层次结构 解析 计算机系统结构的层次结构由高到低分别为应用语言机器级、高级语言机器级、汇编语言机器级、操作系统机器级、
13、传统机器语言机器级、微程序机器级。12.计算机系统结构是软件和 1 的交界面，是机器语言、汇编语言程序设计者或编译程序设计者看到的 2的抽象。 （分数：2.00）解析：硬件/固件机器物理系统 考点 计算机系统结构的概念 解析 计算机系统结构也称计算机体系结构，指的是传统机器级的系统结构。它是软件和硬件/固件的交界面，是机器语言汇编语言程序设计者或编译程序设计者看到的机器物理系统的抽象。13.计算机系统结构可有 1、由下而上和 2 三种不同的设计思路。 （分数：2.00）解析：由上而下由中间开始 考点 计算机系统结构的设计思路 解析 计算机系统结构可有由上而下、由下而上和由中间开始三种不同的设计
14、思路。14.程序定位所采用的技术有 1 和 2。 （分数：2.00）解析：静态重定位动态重定位 考点 程序定位 解析 静态重定位和动态重定位是两种程序定位所采用的技术。15.流水线输出端任务流出的顺序与输入端任务流入的顺序可以不同，允许后进入流水线的任务先完成。这种流水线又称为无序流水线、 1 和 2。 （分数：2.00）解析：错序流水线异步流水线 考点 流水线工作原理 解析 流水线输出端任务流出的顺序与输入端任务流入的顺序可以不同，允许后进入流水线的任务先完成。这种流水线又称为无序流水线、错序流水线、异步流水线。16.超长指令字结构是将水平型微码和 1 两者相结合。 （分数：2.00）解析：
15、超标量处理 考点 超长指令字处理机 解析 超长指令字结构是将水平型微码和超标量处理两者相结合。指令字长可达数百位，多个功能部件并发工作，共享大容量寄存器堆。17.实现软件移植的主要技术有统一高级语言、 1、 2 和仿真。 （分数：2.00）解析：采用系列机模拟 考点 软件移植 解析 实现软件移植的主要技术有统一高级语言、采用系列机、模拟和仿真。18.多机系统的耦合度可以分为 1、 2 和紧密耦合。 （分数：2.00）解析：最低耦合松散耦合 考点 多机系统的耦合度 解析 多机系统的耦合度可以分为最低耦合、松散耦合、紧密耦合。19.总线上传输信息基本上分为 1 和 2 两种。 （分数：2.00）解
16、析：同步异步 考点 总线工作原理 解析 总线上传输信息基本上分为同步和异步两种。20.指令的动态调度是指在 1 和异常行为的情况下，通过硬件对 2 进行重新安排，以提高流水线的利用率且减少停顿现象。是由硬件在程序实际运行时实施的。 （分数：2.00）解析：保持数据流指令执行顺序 考点 指令系统 解析 指令的动态调度是指在保持数据流和异常行为的情况下，通过硬件对指令执行顺序进行重新安排，以提高流水线的利用率且减少停顿现象。它是由硬件在程序实际运行时实施的。三、简答题(总题数：5，分数：30.00)21.简述哈夫曼压缩概念的基本思想。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：哈夫曼压缩概念的基本思
17、想是，当各种事件发生的概率不均等时，采用优化技术对发生概率最高的事件用最短的位数(时间)来表示(处理)。而对出现概率较低的事件，允许用较长的位数(时间)来表示(处理)，就会导致表示(处理)的平均位数(时间)缩短。22.RISC存在不足，表现在哪些方面? （分数：6.00）_正确答案：()解析：(1)当各种事件发生的概率不均等时，采用优化技术对发生概率最高的事件用最短的位数(时间)来表示(处理)。 (2)而对出现概率较低的，允许用较长的位数(时间)来表示(处理)，就会导致表示(处理)的平均位数(时间)的缩短。23.简述 SIMD系统的互连网络的设计目标。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：
18、(1)结构不要过分复杂，以降低成本。 (2)互连要灵活，以满足算法和应用的需要。 (3)处理单元间信息交换所需传输步数要尽可能少，以提高速度性能。 (4)能用规模单一的基本构件组合而成，或者经多次通过或者经多级连接来实现复杂的互连，使模块性好，以便于用 VLSI实现并满足系统的可扩充性。24.简述计算机系统“由中间开始”设计的基本思想。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：(1)软硬件设计分离和脱节是“由上往下”和“由下往上”设计的主要缺点，由此提出“由中间开始”设计。“中间”指的是层次结构中的软硬交界面，目前多数是在传统机器级与操作系统机器级之间。 (2)进行合理的软、硬件功能分配时，既
19、要考虑能拿到的硬、器件，又要考虑可能的应用所需的算法和数据结构，先定义好这个交界面。确定哪些功能由硬件实现，哪些功能由软件实现，同时还要考虑好硬件对操作系统、编译系统的实现提供些什么支持。然后由这个中间点分别往上、往下进行软件和硬件的设计。25.简述如果要设计一套超长指令机系统，必须遵循的主要准则。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：如果要设计一套超长指令机系统，则必须遵循的主要准则是： (1)单一的控制器，只有一个控制器，每个时钟周期启动一条长指令。 (2)超长指令字被分成多个控制字段，每个字段直接独立地控制每个功能部件。 (3)含有大量的数据通路和功能部件，由于编译在编译时间已考查可
20、能出现的数据相关，故控制硬件较简单。 (4)在编译阶段完成超长指令中多个可并行操作的调度。四、简单应用题(总题数：2，分数：20.00)26.在集中式主存的阵列处理机中，处理单元数为 4，为了使 44的二维数组 A的各元素 a ij (i=03，j=03)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)中的分布情况(假设 a 00 已存放在分体号为 3，体内地址为 0的位置)。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：(1)要满足题意要求，二维数组 Aa，b各元素必须按下列地址存放： (2)数组各元素在各存储器分体中分布情况如下表所示。 27.采用
21、 LRU替换算法，为某程序分配 4页空间，画出用堆栈对该程序页地址流模拟处理过程图，地址流为 2、1、3、5、1、2、3、1、4、5，计算在此过程下算法命中率。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：处理过程如下所示。 页地址流 2 1 3 5 1 2 3 1 4 5 2 1 3 5 1 2 3 1 4 5 2 1 3 5 1 2 3 1 4 2 1 3 5 1 2 3 1 2 2 3 5 5 2 3 堆栈内容 5 2 命中 H H H H 经统计得知，命中率 H=4/10。 考点 替换算法五、综合应用题(总题数：2，分数：20.00)向量 A和 B各有 6个元素，计算向量点积 （分数：1
22、0.00）(1).若在顺序方式下，一次“加”需 4t，一次“乘”需 3t，求执行完 AB所需的时间。（分数：5.00）_正确答案：()解析：需 3t6+4t5=38t(2).在如下图所示的静态双功能流水线上计算 AB，其中，1235 为加法流水线，145 为乘法流水线，输出可直接返回输入，延迟时间和功能切换的时间忽略不计。设计合理的算法，使完成 AB的时间最少。画出流水时空图，并标出全部算完的时间。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：设计算法为：(a 1 b 1 +a 2 b 2 )+(a 3 b 3 +a 4 b 4 )(a 5 b 5 +a 6 b 6 ) 流水时空图如下图所示。 从多级层次结构出发，计算机系统可以有许多不同的设计思路。（分数：10.00）(1).简述这几种设计思路。（分数：5.00）_正确答案：()解析：从多级层次结构出发，计算机系统有“由上往下”、“由下往上”和“由中间开始”向两边设计等三种不同的设计思路。(2).根据多级层次结构，画图显示由上往下设计的主要步骤。（分数：5.00）_正确答案：()解析：设计步骤如下图所示。
