1、系统分析师-计算机系统与配置及答案解析(总分：73.00，做题时间：90 分钟)同一型号的 1000 台计算机，在规定的条件下工作 1000 小时，其中有 10 台出现故障。这种计算机千小时的可靠度 R 为 (1) ，失效率 为 (2) 小时，平均故障间隔时间(MTBF)为 (3) 小时。（分数：3.00）A.0.999B.0.995C.0.99D.0.9A.110-4B.110-5C.110-6D.110-7A.105B.106C.107D.1081.若某计算机是由 4 个部件串/并联构成，如图 4-2 所示。且每一部件的可靠度 R 都是 0.9，则该计算机的可靠度为_。（分数：1.00）A
2、.0.980B.0.990C.0.995D.0.999某高可靠性计算机系统由图 4-6 所示的冗余部件构成。若每个部件的千小时可靠度尺均为 0.9，则该计算机系统的千小时可靠度为 (5) ；该计算机系统的失效率可使用 (6) 来计算。(注：t 表示时间) *（分数：2.00）A.0.656B.0.729C.0.801D.0.864A.In R/tB.-In R/tC.log2R/tD.-log2R/t2.1 台服务器、3 台客户机和 2 台打印机构成了一个局域网(如图 4-7 所示)。在该系统中，服务器根据某台客户机的请求，将数据在一台打印机上输出。设服务器、各客户机及各打印机的可用性分别为a
3、、b、c，则该系统的可用性为_。 *（分数：1.00）A.ab3c3B.a(1-b3)(1-c2)C.a(1-b)3(1-c)2D.a(1-(1-b3)(1-(1-c)2)3.设系统的失效率为 ，则系统的平均故障间隔时间：MTBF 为_。（分数：1.00）A.1/B.2C.2D.1+4.在下列所示系统中每个部件的可靠度都等于 R(0R1)，则通过分析比较就可以判断，系统可靠度最高的是_。 *（分数：1.00）A.B.C.D.5.某计算机系统由子系统 A、B、C 串联而成，它们的寿命均服从指数分布，其中子系统 A、B 的 MTBF 分别是 200h、400h。现要求整个系统的 MTBF 在 10
4、0h 以上，则子系统 C 的 MTBF 至少为 h。（分数：1.00）A.50B.200C.400D.7006.在图 4-8 所示的系统中，员工小郭要上 Internet 需要三层交换机、防火墙、路由器 3 台设备(每种设备赋予相同的可靠度)均正常运行。若要求整个系统可靠度为 0.98，那么每一种设备的可靠度至少为_。*（分数：1.00）A.0.27B.0.73C.0.98D.0.99在图 4-9 所示的计算机系统中，R1、R2、R3 分别为 3 种不同的加工部件，但每个加工部件的失效率均为，可靠性均为 R，则该系统的可靠性为 (12) 。若每个加工部件的平均无故障时间为 5000 小时，则该
5、系统的平均无故障时间为 (13) 小时。 *（分数：2.00）A.(1-R2)3B.3(1-R2)C.R3(2-R)3D.1-3(1-R2)A.2500B.5000C.7500D.33337.某计算机系统由如图 4-10 所示的部件构成，其中部件 R1 至 R3 的千小时可靠度均为 0.6，部件 R4 至 R6的千小时可靠度均为 0.7，R7 的千小时可靠度为 0.95，则该系统的千小时可靠度约为_。 *（分数：1.00）A.0.865B.0.936C.0.973D.0.9998.若某计算机系统是由 500 个元器件构成的串联系统，且每个元器件的失效率均为 10-7/h，在不考虑其他因素对可靠
6、性的影响时，该计算机系统的 MTBF 为_小时。（分数：1.00）A.2104B.5104C.2105D.51059.数据处理流水线如图 4-11 所示。若每隔t 流入一个数据，连续流入 4 个数据，则该流水线的实际吞吐率为_。 * *（分数：1.00）A.B.C.D.某数据处理流水线如图 4-14 所示，若每隔 3t 流入一个数据，连续处理 4 个数据。此数据处理流水线的实际吞吐率为 (17) 。此时该流水线的效率为 (18) 。 *（分数：2.00）(1).*（分数：1.00）A.B.C.D.(2).*（分数：1.00）A.B.C.D.设指令由取指、分析、执行 3 个子部件完成。并且每个子
7、部件的时问均为t。若采用常规标量单流水线处理机(即该处理机的度为 1)，连续执行 12 条指令，共需 (19) t。若采用度为 4 的超标量流水线处理机，连续执行上述 12 条指令，只需 (20) t。（分数：2.00）A.12B.14C.16D.18A.3B.5C.7D.910.下面关于超级流水线的论述中，正确的是_。（分数：1.00）A.超级流水线用增加流水线级数的方法缩短机器周期B.超级流水线是一种单指令流、多操作码、多数据的系统结构C.超级流水线配置了多个功能部件和指令译码电路，采用多条流水线并行处理D.超级流水线采用简单指令以加快执行速度11.以下关于指令流水线的描述中，正确的是_。
8、（分数：1.00）A.出现数据相关时采用猜测法来加快执行B.解决程序转移对流水线的影响需要相关专用通路的支持C.在出现中断的情况下可以让已经进入流水线的指令继续执行D.流水线机器不能执行复杂指令12.某指令流水线由 5 段组成，各段所需要的时间如图 4-17 所示。连续输入 10 条指令时的吞吐率为_。 *（分数：1.00）A.0.1428/tB.0.2041/tC.0.2857/tD.0.3333/t13.输入流水线的全局性相关处理不包括_。（分数：1.00）A.采取猜测法B.加快和提前形成条件码；C.采取顺序流动D.加快短循环程序的处理若每一条指令都可以分解为取指、分析和执行 3 步。已知
9、取指时间 t 取指=5t，分析时间 t 分析=2t，执行时间 t 执行=5t。如果按顺序方式从头到尾执行完 500 条指令需要 (25) t。如果按照执行k、分析 k+1、取指 k+2重叠的流水线方式执行指令，从头到尾执行完 500 条指令需要 (26) t。（分数：2.00）A.5590B.5595C.6000D.6007A.2492B.2500C.2510D.251514.设指令由取指、分析、执行 3 个子部件完成，每个子部件的工作周期均为t，采用常规标量单流水线处理机。若连续执行 10 条指令，则共需时间_t。（分数：1.00）A.8B.10C.12D.14已知某高速缓存(Cache 采
10、用组相联映像方式，即组问直接映像，组内全相联映像。假设主存容量为 4096块，每块 256 字节，高速缓存包含 32 块，分 8 组，每组 4 块。高速缓存的地址变换表应包含 (28) 个存储单元；每个存储单元应能存放 (29) 位二进制数；每次参与相联比较的是 (30) 个存储单元。（分数：3.00）A.8B.16C.32D.48A.7B.8C.9D.10A.4B.8C.12D.16某计算机主存按字节编址，主存与高速缓存 Cache 的地址变换采用组相联映像方式(即组内全相联，组问直接映像)。高速缓存分为 2 组，每组包含 4 块，块的大小为 512B，主存容量为 1MB。构成高速缓存的地址
11、变换表相联存储器容量为 (31) bit。每次参与比较的存储单元为 (32) 个。（分数：2.00）A.410bitB.810bitC.411bitD.811bitA.1B.2C.4D.815.在 CPU 执行一段程序的过程中，Cache 的存取次数为 4600 次，由主存完成的存取次数为 400 次。若Cache 的存取周期为 5ns，主存的存取周期为 25ns，则 CPU 的平均访问时间为_ns。（分数：1.00）A.5.4B.6.6C.8.8D.9.216.容量为 64 块的 Cache 采用组相联方式映像，字块大小为 128 个字，每 4 块为一组。若主存容量为4096 块，且以字编址
12、，则主存区号应为_位。（分数：1.00）A.5B.6C.7D.8高速缓存 Cache 与主存间采用全相联地址映像方式，高速缓存的容量为 4MB，分为 4 块，每块 1MB，主存容量为 256MB。若主存读写时间为 30ns，高速缓存的读写时间为 3ns，平均读写时间为 3.27ns，则该高速缓存的命中率为 (35) %。若地址变换表中相联存储器的 88H 对应的 cache 块号为 01B，则主存地址为8888888H 时，高速缓存地址为 (36) 。（分数：2.00）A.90B.95C.97D.99A.488888B.388888C.288888D.188888内存地址从 0AC000H 到
13、 0C7FFFH，共有 (37) K 个地址单元，如果该内存地址按字(16bit)编址，由 28 片存储器芯片构成。已知构成此内存的芯片每片有 16K 个存储单元，则该芯片每个存储单元存储 (38) 位。（分数：2.00）A.96B.112C.132D.156A.4B.8C.16D.24内存按字节编址，地址从 0A4000H 到 0CBFFFH，共有 (39) 字节。若用存储容量为 32K8bit 的存储器芯片构成该内存，至少需要 (40) 片。（分数：2.00）A.80KB.96KC.160KD.192KA.2B.5C.8D.1017.如果主存容量为 16MB，且按字节编址，则表示该主存地址
14、至少应需要_位。（分数：1.00）A.16B.20C.24D.32编号为 0、1、2、3、15 的 16 个处理器，用单级互联网络互联。当互连函数为 Cube3(四维立方体单级互联函数)时，6 号处理器与 (42) 号处理器相连接。若采用互连函数 Shuffle(全混洗单级互联函数)时，6 号处理器与 (43) 号处理器相连接。（分数：2.00）A.15B.14C.13D.12A.15B.14C.13D.1218.编号为 0、1、2、3、15 的 16 个处理器。用 cube0 互联函数时，第 7 号处理机可以与第_号处理机相联。（分数：1.00）A.3B.6C.11D.1419.设 16 个
15、处理器编号分别为 0，1，2，15，用 PM2-0互联函数时，第 13 号处理机与第_号处理机相联。（分数：1.00）A.6B.11C.12D.1520.编号为 0、1、2、3、7 的 8 个处理器，当采用 PM2+1 单级网络互连时，与 6 号处理器相连的处理器号是_。（分数：1.00）A.0B.4C.6D.8在计算机系统中，某一功能的处理时间为整个系统运行时间的 50%，若使该功能的处理速度加快 10 倍，根据 Amdahl 定律，这样做可以使整个系统的性能提高 (47) 倍。若要使整个系统的性能提高 1.5 倍，则该功能的处理速度应加快 (48) 倍。（分数：2.00）A.1.6B.1.
16、7C.1.8D.1.9A.3B.5C.7D.821.某流水线浮点加法器分为 5 级，若每一级所需要的时间分别是 6ns、8ns、5ns、7ns 和 6ns，则此流水线的最大加速比为_。（分数：1.00）A.2.0B.4.0C.4.5D.5.022.常用的软件冗余方法有多种，在关于软件冗余的描述中，正确的是_。（分数：1.00）A.多版本程序设计可以检查软件故障，但不能检查硬件故障B.用一组数据检查运算逻辑部件的功能属于能力检查C.一致性检查时要把计算机的计算结果与手工计算结果进行比较D.软件冗余是一种动态冗余技术23.在容错计算机中采用冗余技术来提高系统的可靠性和可用性，这些冗余技术不包括_。
17、（分数：1.00）A.硬件冗余B.信息冗余C.时间冗余D.人员冗余24.实现容错计算的主要手段是冗余。_中动态冗余的典型例子是热备系统和冷备系统。（分数：1.00）A.结构冗余B.信息冗余C.时间冗余D.冗余附加技术25.利用海明码(Hamming Code)纠正单位错，如果有 6 位信息位，则需要加入_位冗余位。（分数：1.00）A.2B.3C.4D.526.提高计算机可靠性可以采用冗余技术，下面的例子中属于信息冗余的是_。（分数：1.00）A.软件备份B.CRC 校验C.程序卷回D.指令复执27.计算机性能评价有多种方法，在关于各种性能评价方法的描述中，不正确的是_。（分数：1.00）A.
18、用 MIPS 来比较体系结构不同的计算机的运算速度可能会得出错误的结论B.吉布森(Gibson)混合比例计算法会受到 caehe 命中率和流水线效率的影响而出现测量偏差C.PDR 方法测量的是指令执行的平均时间，它可以全面反映计算机的性能指标D.CPT 方法计算的是每秒百万次理论运算(MTOPS)，因而叫做综合理论性能28.下面关于计算机性能的各种评估方法的论述中，正确的是_。（分数：1.00）A.每秒百万次指令(MIPS)描述了计算机的浮点运算速度B.等效指令速度法采用灵活的指令比例来评价计算机的性能C.峰值 MFLOPS 以最慢的浮点指令来表示计算机的运算速度D.CTP 以每秒百万次理论运
19、算(MTOPS)来表示运算部件的综合性能29.SPEC 计算机性能测试有不同的方法，吞吐率测试是指对_的测试。（分数：1.00）A.计算机完成单个任务要用多少时间B.计算机在一定时间内能完成多少任务C.计算机在一定时间内能输出多少数据D.计算机在一段时间内能并行执行多少个程序30.下面关于计算机性能的各种评估方法的论述中，正确的是_。（分数：1.00）A.峰值 MIPS 通常是以指令集中最快指令的执行速度计算得到的B.由于 MFLOPS 值无需考虑运算部件与存储器、I/O 系统等速度之间相互协调等因素，因此可灵活应用于各种浮点运算速度的场合C.吉布森(Gibson)混合比例计算法采用灵活的指令
20、比例来评价计算机的性能D.带有 cache 的计算机，因为存取速度加快，其 PDR 值也就相应地提高某计算机的时钟频率为 400MHz，测试该计算机的程序使用 4 种类型的指令。每种指令的数量及所需指令时钟数(CPI)如表 4-7 所示，则该计算机的指令平均时钟数为 (59) ；该计算机的运算速度约为 (60) MIPS。 表 4-7 各种指令的数量及所需指令时钟数指令类型 指令数目(条) 每条指令需时钟数1 160000 12 30000 23 24000 44 16000 8（分数：2.00）A.1.85B.1.93C.2.36D.3.75A.106.7B.169.5C.207.3D.21
21、6.231.下面关于 RISC 计算机的论述中，不正确的是_。（分数：1.00）A.RISC 计算机的指令简单，且长度固定B.RISC 计算机的大部分指令不访问内存C.RISC 计算机采用优化的编译程序，有效地支持高级语言D.RISC 计算机尽量少用通用寄存器，把芯片面积留给微程序32.下面关于计算机 Cache 的论述中，正确的是_。（分数：1.00）A.Cache 是一种介于主存和辅存之间的存储器，用于主辅存之间的缓冲存储B.如果访问 Cache 不命中，则用从内存中取到的字节代替 Cache 中最近访问过的字节C.Cache 的命中率必须很高，一般要达到 90%以上D.Cache 中的信
22、息必须与主存中的信息时刻保持一致33.关于相联存储器，下面的论述中，错误的是_。（分数：1.00）A.相联存储器按地址进行并行访问B.相联存储器的每个存储单元都具有信息处理能力C.相联存储器能并行进行各种比较操作D.在知识库中应用相联存储器实现按关键字检索34.下面关于系统总线的论述中，不正确的是_。（分数：1.00）A.系统总线在计算机各个部件之间传送信息B.系统总线就是连接一个源部件和多个目标部件的传输线C.系统总线必须有选择功能，以判别哪个部件可以发送信息D.系统总线的标准分为正式标准和工业标准35.以下关于 CISC/RISC 计算机的叙述中，不正确的是_。（分数：1.00）A.RIS
23、C 机器指令比 CISC 机器指令简单B.RISC 机器中通用寄存器比 CISC 多C.CISC 机器采用微码比 RISC 多D.CISC 机器比 RISC 机器可以更好地支持高级语言36.虚拟存储系统中的页表有快表和慢表之分，下面关于页表的叙述中正确的是_。（分数：1.00）A.快表与慢表都存储在主存中，但快表比慢表容量小B.快表采用了优化的搜索算法，因此比慢表的查找速度快C.快表比慢表的命中率高，因此快表可以得到更多的搜索结果D.快表采用快速存储器件组成，按照查找内容访问，因此比慢表查找速度快37.已知X/2 补 =0C6H，计算机的机器字长为 8 位二进制编码，则X 补 =_。（分数：1
24、.00）A.8CHB.18HC.0E3HD.0F1H38.利用高速通信网络将多台高性能工作站或微型机互连构成机群系统，其系统结构形式属于_计算机。（分数：1.00）A.SISDB.MISDC.SIMDD.MIMD用单台处理机顺序计算表达式：f=a+be+ce 2+de3，需 (69) 级。若用 3 台处理机并行计算此表达式，则只需 (70) 级。（分数：2.00）A.4B.5C.6D.7A.2B.3C.4D.539.在虚拟存储器中，辅存的编址方式是_。（分数：1.00）A.按信息块编址B.按字编址C.按字节编址D.按位编址40.cache 存储器一般采用_存储器件构成。（分数：1.00）A.D
25、RAMB.SRAMC.ROMD.NVRAM41.采用_不能将多个处理机互连构成多处理机系统。（分数：1.00）A.STD 总线B.交叉开关C.PCI 总线D.Centronic 总线系统分析师-计算机系统与配置答案解析(总分：73.00，做题时间：90 分钟)同一型号的 1000 台计算机，在规定的条件下工作 1000 小时，其中有 10 台出现故障。这种计算机千小时的可靠度 R 为 (1) ，失效率 为 (2) 小时，平均故障间隔时间(MTBF)为 (3) 小时。（分数：3.00）A.0.999B.0.995C.0.99 D.0.9解析：A.110-4B.110-5 C.110-6D.110
26、-7解析：A.105 B.106C.107D.108解析：要点解析 通常，某产品的可靠性是指该产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。衡量产品可靠性水平的主要定量标准有可靠度 R(t)、失效率 (t)、平均无故障工作时间 MTBF 等。其中，可靠度R(t)是指产品在规定条件和规定时间内完成规定功能的概率。本试题中，同一型号的 1000 台计算机，在规定的条件下工作 1000 小时，其中有 10 台出现故障。这种计算机千小时的可靠度 R(t)*。 失效率 (f)也称为故障率，是指某产品(零部件)工作到时间 t 之后，在单位时t 内失效的概率，即指产品在 f 时刻失效的可能性。本试
27、题中，(f)*。 平均无故障工作时间(MTBF)是指相邻两次故障之间的平均工作时间，也称为平均故障间隔。它仅适用于可维修产品。同时也规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为 MTBF。通常将它定义为失效率 (t)的倒数，即 MTBF=1/(t)。因此，本试题中，MTBF*1.若某计算机是由 4 个部件串/并联构成，如图 4-2 所示。且每一部件的可靠度 R 都是 0.9，则该计算机的可靠度为_。（分数：1.00）A.0.980 B.0.990C.0.995D.0.999解析：要点解析对于本试题的解答思路如下，先将部件 R1 和 R2 看成一个并联系统，该并联系统的可靠度 R(t)=
28、20.9-0.92=1.8-0.81=0.99。 同理，将部件 R3 和 R4 看成一个并联系统，该并联系统的可靠度也为 0.99。 接着将图 4-2 的模型图看成两个可靠度为 0.99 并联系统的串联组成。则该计算机系统的可靠度为 R(t)=0.990.99=0.9801。某高可靠性计算机系统由图 4-6 所示的冗余部件构成。若每个部件的千小时可靠度尺均为 0.9，则该计算机系统的千小时可靠度为 (5) ；该计算机系统的失效率可使用 (6) 来计算。(注：t 表示时间) *（分数：2.00）A.0.656B.0.729C.0.801 D.0.864解析：A.In R/tB.-In R/t C
29、.log2R/tD.-log2R/t解析：要点解析 对于本试题的解答思路如下： 先将部件 R5 和 R6 看成一个并联系统 A，该并联系统的可靠度 R(f)=20.9-0.92=1.8-0.81=0.99。 再将部件 R4 与 R2、R3 组成的并联系统看成一个新的并联系统 B，该并联系统的可靠度为 R(t)=0.99+0.9-0.90.99=1.89-0.891=0.999。 接着将图 4-2 的模型图看成由部件 R1、并联系统 A、并联系统 B、部件 R7 的串联组成。则该高可靠性计算机系统的可靠度为 R(t)=0.90.990.9990.90.801。 根据可靠度的定义：R(t)=e -
30、/t 得，该计算机系统的失效率 可使用 =-ln R/t 来进行计算。2.1 台服务器、3 台客户机和 2 台打印机构成了一个局域网(如图 4-7 所示)。在该系统中，服务器根据某台客户机的请求，将数据在一台打印机上输出。设服务器、各客户机及各打印机的可用性分别为a、b、c，则该系统的可用性为_。 *（分数：1.00）A.ab3c3B.a(1-b3)(1-c2)C.a(1-b)3(1-c)2D.a(1-(1-b3)(1-(1-c)2) 解析：要点解析 在图 4-7 所示的网络拓扑图中，可将 2 台打印机看成是一个并联子系统(该并联子系统的可用性为 1-(1-c)(1-c)=1-(1-c)2)，
31、3 台客户机也看成是一个并联子系统(此并联子系统的可用性为 1-(1-b)(1-b)(1-b)=1-(1-b3)。 依据题意“在该系统中，服务器根据某台客户机的请求，将数据在一台打印机上输出”可知，服务器、客户机子系统及打印机子系统呈串联形式，因此该系统的总的可用性为 a(1-(1-b3)(1-(1-c)2)。3.设系统的失效率为 ，则系统的平均故障间隔时间：MTBF 为_。（分数：1.00）A.1/ B.2C.2D.1+解析：要点解析 计算机可靠性是指在规定的条件下和规定的时间内计算机系统能正确运行的概率，一般用平均故障间隔时间(MTBF)来度量。若设系统的失效率为 ，则系统的平均故障间隔时
32、间 MTBF=1/，其单位为 h(小时)。4.在下列所示系统中每个部件的可靠度都等于 R(0R1)，则通过分析比较就可以判断，系统可靠度最高的是_。 *（分数：1.00）A.B. C.D.解析：要点解析 假设系统中每个部件的可靠度 R1=0.9(0R1)。对于选项 A 的系统是一个串/并联系统，其系统的可靠度R=1-(1-R1R1)2=2R12-R12=20.92-0.94=0.9639。 对于选项 B 的串/并联系统，其系统的可靠度 R=(1-(1-R1)2)2=R12(R12-4R12+4)=0.92(0.92-40.9+4)=0.9801。 对比选项 B 和选项 c 的串/并联系统，由于
33、选项 C 的串/并联系统中间增加了一个部件，其系统的可靠度尺的取值范围是：0.9639R0.9801。 对于选项 D 的串/并联系统，其系统的可靠度： R=(1-(1-R1)2)R=R12(2-R1)=0.92(2-0.9)=0.891。 比较以上分析结果可知，选项 B 的系统可靠度最高。5.某计算机系统由子系统 A、B、C 串联而成，它们的寿命均服从指数分布，其中子系统 A、B 的 MTBF 分别是 200h、400h。现要求整个系统的 MTBF 在 100h 以上，则子系统 C 的 MTBF 至少为 h。（分数：1.00）A.50B.200C.400 D.700解析：要点解析 对于本试题的
34、解答思路如下： 利用公式*可分别计算出 A、B 这两个子系统的失效率 a、b 和整个系统的失效率 。 * 然后再根据公式 =a+b+c 计算出子系统 C 的失效率： c=-a-B=0.01-0.005-0.0025=0.0025 最后利用公式*，计算出子系统 C 的 MTBF 值为 400h。6.在图 4-8 所示的系统中，员工小郭要上 Internet 需要三层交换机、防火墙、路由器 3 台设备(每种设备赋予相同的可靠度)均正常运行。若要求整个系统可靠度为 0.98，那么每一种设备的可靠度至少为_。*（分数：1.00）A.0.27B.0.73C.0.98D.0.99 解析：要点解析 在图 4
35、-8 所示的网络拓扑中，具有相同可靠度的三层交换机、防火墙、路由器这 3 台设备组成一个串联系统。由题意知，该串联系统的可靠度 R=0.98，那么每一种设备的可靠度*。 对于本试题的解答也可采用排除法，根据“串联系统的可靠度低于组成系统的每一个元件的可靠度”可知，三层交换机、防火墙、路由器这 3 台具有相同可靠度的网络设备的可靠度要高于整个串联系统的可靠度(0.98)，而只有选项 D 的 0.990.98 满足这一要求。在图 4-9 所示的计算机系统中，R1、R2、R3 分别为 3 种不同的加工部件，但每个加工部件的失效率均为，可靠性均为 R，则该系统的可靠性为 (12) 。若每个加工部件的平
36、均无故障时间为 5000 小时，则该系统的平均无故障时间为 (13) 小时。 *（分数：2.00）A.(1-R2)3B.3(1-R2)C.R3(2-R)3 D.1-3(1-R2)解析：A.2500 B.5000C.7500D.3333解析：要点解析 本试题是一个典型的“串/并联”模型，即先并联然后再串联。对于这种串/并联结构可先求每个并联组的可靠性： 每个并联组的可靠性：1-(1-R) 2 每个并联组的失效率：/(1+1/2)=2/3 然后再根据串联可靠性模型来计算整个系统的可靠性和失效率。 系统的可靠性：(1-(1-R) 2)(1-(1-R)2)(1-(1-R)2)=(2-R)3R3 整个系
37、统的失效率：2/3+2/3+2/3=2 由于系统的总失效率为 2，且每个部件的平均无故障时间 MTBF=1/=5000h，因此整个系统的平均无故障时间 MTBF=1/(2)=(1/2)(1/)=2500h。7.某计算机系统由如图 4-10 所示的部件构成，其中部件 R1 至 R3 的千小时可靠度均为 0.6，部件 R4 至 R6的千小时可靠度均为 0.7，R7 的千小时可靠度为 0.95，则该系统的千小时可靠度约为_。 *（分数：1.00）A.0.865 B.0.936C.0.973D.0.999解析：要点解析 该计算机系统的可靠性结构是一个典型的串/并联结构。其中，部件 R1 至 R3 的千
38、小时可靠度均为 0.6，这 3 个部件所组成的并联系统的千小时可靠度约为 1-(1-R1)(1-R2)(1-R3)=1-(1-R1)3=1-(1-0.6)3=0.936。 同理可得，部件 R4R6 所组成的并联系统的千小时可靠度约为 1-(1-R4)(1-R5)(1-R6)=1-(1-R4)3=1-(1-0.7)30=0.973。 因此，整个系统的千小时可靠度约为(1-(1-R1) 3)(1-(1-R4)3)R7=0.9360.9730.950.8652。8.若某计算机系统是由 500 个元器件构成的串联系统，且每个元器件的失效率均为 10-7/h，在不考虑其他因素对可靠性的影响时，该计算机系
39、统的 MTBF 为_小时。（分数：1.00）A.2104 B.5104C.2105D.5105解析：要点解析 根据题意，由 500 个元器件构成的串联计算机系统的总失效率为各元器件的失效率的和，即为 50010-7/h=510-5/h。 在不考虑其他因素对可靠性的影响时，由于计算机系统的平均故障间隔时间可定义为该系统失效率的倒数，因此该计算机系统的平均故障间隔时间(MTBF)为 2104h。9.数据处理流水线如图 4-11 所示。若每隔t 流入一个数据，连续流入 4 个数据，则该流水线的实际吞吐率为_。 * *（分数：1.00）A.B.C. D.解析：要点解析 将部件分解、隔离，且让指令分步骤
40、在不同部件中重叠执行是实现流水线结构的核心思想。流水线的主要性能参数有：吞吐率、加速比、效率等。其中，吞吐率是指单位时间内能处理的指令条数或能输出的结果量。吞吐率越高，计算机系统的处理能力就越强。吞吐率的基本计算公式是：*，式中，n 为完成任务的总数，在指令流水线中就是完成的指令总条数；T k是完成 n 个任务所用的时间。 对于本试题的图 4-11 是一个 4 级(k=4)且各级执行时间相等的流水线(顺序流动，不存在相关瓶颈)，若每隔t 流入一个数据，连续流入 4 个(n=4)数据，执行这 4 条指令所需的总时间 Tk=(k+n-1)t=(4+4-1)t=7t，则该流水线的实际吞吐率*。某数据
41、处理流水线如图 4-14 所示，若每隔 3t 流入一个数据，连续处理 4 个数据。此数据处理流水线的实际吞吐率为 (17) 。此时该流水线的效率为 (18) 。 *（分数：2.00）(1).*（分数：1.00）A.B.C.D. 解析：(2).*（分数：1.00）A.B. C.D.解析：要点解析 图 4-14 是一张执行时间不等的数据处理流水线示意图。其中，部件 s1s3 的执行时间均为t，而部件S4 的执行时间为 3t。可见，执行时间最长者的部件 S4 是整条流水线的“瓶颈”。设 m 为流水线的段数；n 为输入的指令数；ti 为第 i 段所需时间；tj 为该段流水线中瓶颈段的时间，则图 4-1
42、4 执行这 4 条数据指令所需的总时间 Tk为： * 根据吞吐率的基本计算公式是：*得，该流水线的实际吞吐率*。 流水线的效率 E 定义为 n 条指令占用的时空区与 k 个流水线级占用的总时空区的比值，对于各级执行时间不等的流水线的效率计算方法是：*。对于图 4-14 数据处理流水线的效率为*。设指令由取指、分析、执行 3 个子部件完成。并且每个子部件的时问均为t。若采用常规标量单流水线处理机(即该处理机的度为 1)，连续执行 12 条指令，共需 (19) t。若采用度为 4 的超标量流水线处理机，连续执行上述 12 条指令，只需 (20) t。（分数：2.00）A.12B.14 C.16D.
43、18解析：A.3B.5 C.7D.9解析：要点解析 设指令由取指、分析、执行 3 个子部件完成，n=3，且每个子部件的时问均为t。 若采用常规标量单流水线处理机(即该处理机的度 m=1)，连续执行 12 条(k=12)指令的时空图如图 4-15 所示。执行这 12 条指令所需的总时间为： Tk=(k+n-1)t=(12+3-1)t=14t * 若采用度为 4(m=4)的超标量流水线处理机，连续执行上述 12 条(k=12)指令的时空图如图 416 所示。 * 由图 4-16 可知，执行这 12 条指令所需的总时问只需要 5t。10.下面关于超级流水线的论述中，正确的是_。（分数：1.00）A.
44、超级流水线用增加流水线级数的方法缩短机器周期 B.超级流水线是一种单指令流、多操作码、多数据的系统结构C.超级流水线配置了多个功能部件和指令译码电路，采用多条流水线并行处理D.超级流水线采用简单指令以加快执行速度解析：要点解析 超级流水线工作原理：把模块的原子操作分为多个步骤(阶段)，每个步骤分别由一个子模块来完成。各个子模块同时运行，从而使多个原子操作在时问上形成交错重叠，提高模块的速度指标。其本质是，同时执行的各个原子操作在同一时刻处于不同步骤，由不同子模块处理。多个原子操作的执行在时间上是交错重叠的，在空间上是分步骤隔离的，各子模块是被原子操作分时复用的。 可见，超级流水线用增加流水线级
45、数的方法缩短机器周期，而不是采用简单指令来加快执行速度。与超级标量处理机一样，其硬件不能调整指令的执行次序，而应由编译程序来解决优先问题。 超长指令字(VLIW)处理机是一种单指令流多操作码多数据的系统结构。为了减少内存访问，它通过一条指令来实现多个操作的并行执行。通常一条指令多达上百位，有若干操作数，每条指令可以做不同的几种运算。那些指令可以并行执行是由编译器来选择的。编译器硬件结构选择时要考虑数据相关性，避免冲突，并且尽可能利用并行完成指令调度等因素。 超级标量处理机配置了多个功能部件和指令译码电路，采用多条流水线并行处理。它能同时对若干条指令进行译码，将可以并行执行的指令送往不同的执行部
46、件，在程序运行期问，由硬件来完成指令调度。可见，超级标量机主要是借助硬件资源重复来实现空间的并行操作，即同时执行的多个原子操作处于相同的步骤，在时间上完全重叠，在空间上完全隔离，没有复用关系。11.以下关于指令流水线的描述中，正确的是_。（分数：1.00）A.出现数据相关时采用猜测法来加快执行B.解决程序转移对流水线的影响需要相关专用通路的支持C.在出现中断的情况下可以让已经进入流水线的指令继续执行 D.流水线机器不能执行复杂指令解析：要点解析 假如第 n+1 条指令的操作数地址即为第 n 条指令的运算结果，那么取操作数 n+l 的动作需要等待几个时钟周期才能进行，否则取得的数据是错误的，这种
47、情况称为数据相关。为了改善流水线工作情况，一般设置相关专用通路，即当发生数据相关时，第 n+1 条指令的操作数直接从数据处理部件得到，而不是存入后再读取。 当条件转移指令进入流水线后直到确定下一指令地址之前，流水线不能继续处理后面的指令而处于等待状态，因而影响流水线效率。某些计算机中采用“猜测法”、“指令预取”和“无序执行”等技术加以改善。流水线机器处理中断的方法有“不精确断点法”和“精确断点法”两种。其中，“不精确断点法”对接收中断请求时还未进入流水线的后续指令不允许其再进入，等已在流水线中的所有指令执行完毕后再转入中断处理程序。 流水线机器可以采用“运算操作流水线技术”来执行浮点加法运算等
48、。12.某指令流水线由 5 段组成，各段所需要的时间如图 4-17 所示。连续输入 10 条指令时的吞吐率为_。 *（分数：1.00）A.0.1428/tB.0.2041/tC.0.2857/t D.0.3333/t解析：要点解析 从图 4-17 中可看出，该流水线各段所使用的处理时间不一样，部件 S3 是该流水线的“瓶颈”，因此该指令流水线吞吐率的计算公式为： * 式中 m 为流水线的段数；n 为输入的指令数；ti 为第 i 段所需时问；tj 为该段流水线中瓶颈段的时间。将题中己知条件代入上式，求得吞吐率 TP 为： *13.输入流水线的全局性相关处理不包括_。（分数：1.00）A.采取猜测法B.加快和提前形成条件码；C
