1、全国自考（计算机系统结构）模拟试卷 4 及答案与解析一、单项选择题1 下列选项中不属于计算机系统的设计方法的是 ( )（A）由上往下（B）从左向右（C）由下往上（D）从中间开始2 在早期冯.诺依曼计算机特征中，机器以哪项为中心 ( )（A）存储器（B）输入输出设备（C）运算器（D）控制器3 下面哪个页面替换算法实际上是不能够实现的 ( )（A）随机页面替换算法（B）先进先出替换算法（C）最久没有使用算法（D）最优替换算法4 为了提高流水线的最大吞吐率，首先要找出 ( )（A）瓶颈（B）任务数（C）结果数（D）以上三个都不是5 下列选项不属于开发并行的途径的是 ( )（A）资源重复（B）资源共享
2、（C）分布式处理系统（D）时间重叠6 在对 Cache 写操作时，以下关于写回法描述不正确的是 ( )（A）需要设置修改位（B）需要少量缓冲器（C）不需要缓冲器（D）没有直达法可靠7 下列不是 CISC 指令集存在的缺点的是 ( )（A）在这种指令系统中，各种指令的设计过于简单（B） CISC 指令集结构的复杂性带来了计算机体系结构的复杂性，这不仅增加了研制时间和成本，而且还容易造成设计错误（C） CISC 指令集结构的复杂性给 VLSI 设计带来了很大负担，不利于单片集成（D）在 CISC 指令集结构中，许多复杂指令需要很复杂的操作，因而运行速度慢8 静态流水线指的是 ( )（A）只有一种功
3、能的流水线（B）同时只能完成一种功能的多功能流水线（C）功能不能改变的流水线（D）可同时执行多种功能的流水线9 下列不属于三种数据相关的选项是 ( )（A）先读后写相关（B）转子程序指令相关（C）先写后读相关（D）写写相关10 间接二进制 n 方体网络是指 ( )（A）多级立方体网络（B）单级立方体网络（C）多级全排列网络（D）多级混洗交换网络二、填空题11 开发并行性的途径有_、_、_等。12 _、_、_属于全用户片设计的特点。13 计算机所用器件从电子管、_、_、_迅速发展到超大规模集成电路。14 程序性中断和管理程序调用中断源一般列为第_级。15 _是程序员编程使用的地址，_是程序在主存
4、中的实际地址。16 直接执行微指令的是_。17 指令系统的设计包括对_和_的设计。18 软件的_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。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_。20 _指的是指令按某种方式寻找到所需的操作数或信息。21 _是 IO 设备取得 IO 总线后所传输数据的总量；_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。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_、_和选择三类通道。三、简答题23 简述实现软件移植的统一高级语言途径存在的问题
5、。24 器件的发展对逻辑设计方法有哪些影响?25 简述段页式存储管理的地址变换过程。26 在有 Cache 的存储系统中，访存操作是如何进行的?27 流水机器的中断处理有哪些方法?各有什么优缺点?四、简单应用题28 设某系统的中断溽的中断请求优先级分为 4 级，从高到低为 1、2、3、4。设中断级屏蔽位为“1”，对应屏蔽；中断级屏蔽位为 “0”，对应开放。要求中断处理次序与中断响应次序相同，请给出各级中断处理程序的中断级屏蔽位的设置(要求：先进行文字说明，再画出中断级屏蔽位表)。29 某字节多路通道连接 8 台外部设备，其数据传输速率见下表。计算所有设备都工作时的通道实际最大流量和实际的工作周
6、期。五、综合应用题29 在一台单流水线多操作部件上执行下面的程序，取指令、指令译码各需要一个时钟周期，MOVE、ADD 和 MUL 操作各需要 2、3 个和 4 个时钟周期。每个操作都在第一个时钟周期从通用寄存器中读操作数，在最后一个时钟周期把运算结果写到通用寄存器中。 k： MOVE R 1，R 0； R 1(R 0) k+1： MUL R 0，R 2，R 1； R0(R 2)(R1) k+2： ADD R 0，R 2，R 3； R 0(R 2)+(R3)30 就程序本身而言，可能有哪几种数据相关?31 在程序实际执行过程中，有哪几种数据相关会引起流水线停顿?32 画出指令执行过程的流水线时
7、空图，并计算执行完这三条指令共使用了多少时钟周期?33 一个 5 段的流水线处理机上需经 9 拍才能完成一个任务，其预约表如下表所示。分别写出延迟禁止表 F，冲突向量 C，并画出流水线状态转移图。全国自考（计算机系统结构）模拟试卷 4 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 B【试题解析】 计算机系统的设计方法有由上往下、由下往上和从中间开始。2 【正确答案】 C【试题解析】 在早期冯.诺依曼计算机特征中，机器以运算器为中心。3 【正确答案】 D【试题解析】 最优替换算法是理想上的算法，实际上是不可能实现的。但其可以作为一个考量标准，来评价其他算法的好坏。4 【正确答案】 A【试题解析】 为
8、了提高流水线的最大吞吐率，首先要找出瓶颈，然后设法消除此瓶颈。5 【正确答案】 C【试题解析】 开发并行性的途径有时问重叠、资源重复和资源共享等。6 【正确答案】 C【试题解析】 写回法需要少量缓冲器，用于暂存将要写回的块，使之不必等待替换块写回主存后才开始进行 Cache 存取。7 【正确答案】 A【试题解析】 CISC 指令集存在的缺点如下：(1)在这种指令系统中，各种指令的使用频率相差悬殊。(2)CISC 指令集结构的复杂性带来了计算机体系结构的复杂性，这不仅增加了研制时间和成本，而且容易造成设计错误。(3)CISC 指令集结构的复杂性给 VLSI 设计带来了很大负担，不利于单片集成。(
9、4)在 CISC 指令集结构中，许多复杂指令需要很复杂的操作，因而运行速度慢。(5)在 CISC 指令集结构中，由于各条指令功能的不均衡，不利于采用先进的计算机体系结构技术(如流水技术)来提高系统的性能。8 【正确答案】 B【试题解析】 静态流水线是指在某一时间内各段只能按一种功能连接流水，只有等流水线全部流空后，才能切换成按另一种功能连接流水。动态流水线的各功能段在同一时间内可按不同运算或功能连接。9 【正确答案】 B【试题解析】 三种数据相关：先读后写相关、先写后读相关、写写相关。10 【正确答案】 A【试题解析】 多级立方体网络有 STARAN 网络和间接二进制 n 方体网络。两者的差别
10、仅在于控制方式上，STARAN 网络采用级控制和部分级控制，而间接二进制 n 立方体网络用单元控制。二、填空题11 【正确答案】 时间重叠 资源重复 资源共享【试题解析】 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 【正确答案】 设计周期长 设计费用高 成本高【试题解析】 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。1
11、3 【正确答案】 晶体管 小规模集成电路 大规模集成电路【试题解析】 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 【正确答案】 2【试题解析】 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 【正确答案】 逻辑地址 物理地址【试题解析】 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
12、 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 【正确答案】 硬件【试题解析】 微指令由硬件直接执行。微指令程序解释机器指令。17 【正确答案】 指令的功能 指令的格式【试题解析】 指令系统的设计包括对指令的功能(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 【正确答案】 可移植性【试题解析】 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 【正确答案】 现场片【试题解析】 可编程只读存储器 PROM、现场可编程逻辑阵列 FPLA 等属于现场片。20 【正确答案】 寻址方式【试题
13、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 【正确答案】 数据宽度 数据通路宽度【试题解析】 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 【正确答案】 字节多路 数组多路【试题解析】 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23 【正确答案】 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
14、被实践证明是正确的软件。24 【正确答案】 (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。25 【正确答案】 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。
15、26 【正确答案】 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。27 【正确答案】 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
16、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28 【正确答案】 要求中断处理次序为 1、2、3、4，即要求：中断处理程序 1 应屏蔽其他所有中断请求，包括同级的其他请求，以保证中断处理程序 l 能优先执行完；中断处理程序 2 屏蔽中断请求 2、3 和 4，并对中断请求1 开放；中断处理程序 3 屏蔽中断请求 3 和 4，并对中断请求 l 和 2 开放；中断处理程序 4 屏蔽中断请求 4，并对中断请求 1、2 和 3 开放。中断请求中断处理程序级别中断级屏蔽位 1234111111220111
17、330011440001。29 【正确答案】 F=(15+25+15+100+80+30+10+25)=300 kbitsT=1F=1(3001024)=0 00326 ms bit。五、综合应用题30 【正确答案】 K 与 K+1 为先写后读相关；K+1 与 K+2 为写写相关。31 【正确答案】 由流水线时空图看，K 与 K+1 的先写后读相关在第 4 时钟周期会引起流水线停顿，而 K+1 与 K+2 的写写相关在第 8 时钟周期会引起流水线停顿。32 【正确答案】 由流水线时空图看，共插入了 3 个时钟周期的停顿，执行完这 3条指令共使用了 11 个时钟周期。33 【正确答案】 延退禁止表 F=1，3，4，8 由延退禁止表 F 可转换得初始冲突向量 C=(10001101) 根据初始冲突向量可画出状态转移图，如下图所示。
