1、全国自考（计算机系统结构）模拟试卷 10 及答案与解析一、单项选择题1 不属于阵列处理机构形 1 的典型机器的是 ( )（A）MPP（B） DAP（C） DAP600（D）BSP2 阵列处理机与流水线处理机相比，其特点是 ( )（A）并发性（B）时间重叠（C）资源不重复（D）靠增大处理单元数来提高速度3 阵列处理机有两种构形，差别主要在于哪项和互连网络的作用不同 ( )（A）存储器的组成方式（B）存储器的数据分布（C）存储器的响应速度（D）存储器的容量大小4 不属于向量的流水处理方式的选项是 ( )（A）向量垂直处理方式（B）向量纵向处理方式（C）向量横向处理方式（D）分组纵横处理方式5 下列
2、不属于各自独立型操作系统的优点是 ( )（A）灵活性高（B）各类资源可以较好地做到负荷平衡（C）减少对大型控制专用处理机的需求（D）可靠性上具有分布控制的优点6 下列关于多处珲机的描述有错误的选项是 ( )（A）有两台以上处理机（B）共享 IO 子系统（C）协同工作（D）独立操作系统7 与传统的并行处理系统相比，机群系统拥有明显的优点，下列不属于其优点的是 ( )（A）系统有高的性价比（B）系统搭建方便简单（C）用户投资风险小（D）用户编程方便8 下列关于归约机的描述，错误的是 ( )（A）归约机不是冯.诺依曼型计算机（B）归约机是以函数式语言为机器语言的计算机（C）归约机采用需求驱动，执行的
3、操作序列取决于对数据的需求（D）归约机采用数据驱动，执行的操作序列取决于输人数据的可用性9 随着数据流计算机研制的深入开展，已提出若干新的数据流计算机来弥补经典数据流计算机的缺陷，以下不属于新的数据流计算机的是 ( )（A）采用提高并行等级的数据流计算机（B）采用同、异步结合的数据流计算机（C）采用提高并发度等级的数据流计算机（D）采用控制流与数据流结合的数据流计算机10 有 8 个处理单元互连成的并行处理机，按(0，5)、(1，4)、(2，7)、(3 ，6)配对通信。实现此功能的互连函数的一般表达式为 ( )（A）f(x 2x1x0)=x2x1x0（B） f(x2x1x0)=x0x1x2（C
4、） f(x2x1x0)=（D）f(x 2x1x0)=二、填空题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、_、_、_、传统机器语言机器级和微程序机器级。12 计算机系统结构是软件和_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_的抽象。13 计算机系统结构可有_、由下而上和_三种不同的设计思路。14 程序定位所采用的技术有_和_。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，允许后进人流水线的任务先完成。这种流水线又称为无序流水线、_和_。16 超长指令字结构是将水平型微码和_两者相结合。17 实现软件移植的主要技术有统一高级语言、_、_和仿
5、真。18 多机系统的耦合度可以分为_、_和紧密耦合。19 总线上传输信息基本上分为_和_两种。20 指令的动态调度是指在_和异常行为的情况下，通过硬件对_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。三、简答题21 区别不同指令集结构的主要因素是什么?根据这个主要因素可将指令集结构分为哪三类?22 简述流水线技术的特点。23 用什么方法可以提高向量处理机的性能?24 简述 Tomasulo 算法的基本思想。25 替换算法有哪几种? 各有什么优缺点 ?四、简单应用题25 用霍纳法则给定的表达式如下：E=a(b+c(d+ef)+g利用减少树高的办法加速运算，要求
6、：26 画出树形流程图。27 计算运算级数 Tp、处理机机数 P、加速比 Sp 和效率 Ep 的值。27 有一台阵列机有 8 个处理单元互连，现在将(0，7)，(1，6)，(2，5)，(3 ，4)，(4，3)，(5，2)，(6，1) ，(7，0)配对通信。28 写出该功能函数。29 用 3 级立方体网络实现该功能函数，画出拓扑结构图，并标出开关状态。五、综合应用题29 有一个 Cache 一主存存储层次，主存共 8 个块(07)，Cache 有 4 个块(03)，采用组相联映像，组内块数为 2 块，替换算法为 LRU 算法。30 画出主存、Cache 空间块的映像对应关系示意图。31 对于如下
7、主存块地址流：0、3、5、7、0、1、3、2、7、0、6、4，画出 Cache内各块的实际替换过程图，并计算此期间的 Cache 命中率 HC。31 某通道在数据传输期中，选择设备需时间 49s，传输一个字节数据需时间01s。32 某低速设备每隔 250s 发出一个字节数据传输请求，问最多可接多少台这种设备?33 若有 AE 共 5 种高速设备要求字节传输的时间间隔如下表所示，其时间单位为 ，一次通信传输的字节数不少于 1024 字节，问哪些设备可挂在此通道上，哪些则不能?全国自考（计算机系统结构）模拟试卷 10 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 D【试题解析】 阵列处理机构形 l 的
8、典型机器有 MPP、DAP、DAP600 ，而 BSP 属于阵列处理机构形 2。2 【正确答案】 D【试题解析】 阵列处理机利用的是资源重复、并行性中的同时性，调高速度主要是靠增大处理单元数。3 【正确答案】 A【试题解析】 阵列处理机有两种构形，差别主要在于存储器的组成方式和互连网络的作用不同。4 【正确答案】 C【试题解析】 向量处理的三种方式分别是：向量纵向处理方式、向量垂直处理方式和分组纵横处理方式。5 【正确答案】 C【试题解析】 各自独立型操作系统是将控制功能分散给多台处理机，共同完成对整个系统的控制工作。其优点为减少对大型控制专用处理机的需求，某个处理机发生故障，不会引起整个系统
9、瘫痪，访问系统表格的冲突较少，有较高的系统效率。6 【正确答案】 D【试题解析】 多处理机是指有两台以上的处理机，共享 IO 子系统，机间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。7 【正确答案】 B【试题解析】 与传统的并行处理系统相比，机群系统拥有明显的优点：机群系统有高的性价比，系统的开发周期短，系统的可宽展性好，系统的资源利用率高，用户投资风险小，用户编程方便。8 【正确答案】 D【试题解析】 归约机是以函数式语言为机器语言的计算机，或以函数式语言为机器语言的非归约冯.诺依曼型计算机，其内部结构应不同于冯.诺依曼型计算机。9 【正确答案】 C【试题解析】 随着数据流
10、计算机研制的深入开展，已提出若干新的数据流计算机来弥补经典数据流计算机的缺陷，基本上通过三种方式：采用提高并行度等级的数据流计算机，采用同、异步结合的数据流计算机，采用控制流与数据流结合的数据流计算机。10 【正确答案】 C【试题解析】 分析可知函数应为 x2 和 x0 同时取反。比如，0 的二进制码为 000，5的二进制码是 101；1 的二级制码是 001，4 的二进制码是 100。二、填空题11 【正确答案】 高级语言机器级 汇编语言机器级 操作系统机器级【试题解析】 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、传统机器语言机器级
11、、微程序机器级。12 【正确答案】 硬件固件 机器物理系统【试题解析】 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 【正确答案】 由上而下 由中间开始【试题解析】 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思路。14 【正确答案】 静态重定位 动态重定位【试题解析】 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 【正确答案】 错序流水线 异步流水线【试题解析】 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，允许后进人流水线的任务先完
12、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 【正确答案】 超标量处理【试题解析】 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 【正确答案】 采用系列机 模拟【试题解析】 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 【正确答案】 最低耦合 松散耦合【试题解析】 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 【正确答案】 同步 异步【试题解析】 总线上传输信息基本上分为同步和异步两种。20 【正确答案】 保持数据流 指令执行顺序【试题解析】 指令的动态调度是指在保持数
13、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21 【正确答案】 区别不同指令集结构的主要因素是 CPU 中用来存储操作数的存储单元。据此可将指令系统结构分为堆栈结构、累加器结构和通用寄存器结构。22 【正确答案】 (1)流水线把一个处理过程分解为若干个子过程，每个子过程由一个专门的功能部件来实现。因此，流水线实际上是把一个大的处理功能部件分解为多个独立的功能部件，并依靠它们的并行工作来提高吞吐率。(2)流水线中各段的时间应尽可能相等，否则将引起流水线堵塞和断流。(3)流水线每一个功能部件的前面都要有
14、一个缓冲寄存器，称为流水寄存器。(4)流水技术适合于大量重复的时序过程，只有在输入端不断地提供任务，才能充分发挥流水线的效率。(5)流水线需要有通过时间和排空时间。在这两个时间段中，流水线都不是满负荷工作。23 【正确答案】 (1)设置多个功能部件，使它们并行工作。(2)采用连接技术，加快一串向量指令的执行。(3)采用循环开采技术，加快循环的处理。(4)采用多处理机系统，进一步提高性能。24 【正确答案】 核心思想：记录和检测指令相关，操作数一旦就绪就立即执行，把发生 RAW 冲突的可能性减小到最低；通过寄存器换名来消除 WAR 冲突和WAW 冲突。寄存器换名是通过保留站来实现，它保存等待流出
15、和正在流出指令所需要的操作数。基本思想：只要操作数有效，就将其取到保留站，避免指令流出时才到寄存器巾取数据，这就使得即将执行的指令从相应的保留站中取得操作数，而不是从寄存器中。指令的执行结果也是直接送到等待数据的其他保留站中去。因而，对于连续的寄存器写，只有最后一个才真正更新寄存器中的内容。一条指令流出时，存放操作数的寄存器名被换成为对应于该寄存器保留站的名称(编号)。25 【正确答案】 (1)随机法，这种方法随机地选择被替换的块。其优点是简单，易于用硬件实现，但这种方法没有考虑 Cache 过去被使用的情况，反映不了程序的局部性，所以命中率比较低。(2)先进先出法 FIFO(First-In
16、-First-Out)，这种方法选择最早调入的块作为被替换的块。其优点也是容易实现。它虽然利用了同一组中各块进入 Cache 的先后顺序这一“历史”信息，但还是不能正确地反映程序的局部性，因为最先进入的块也可能是经常被调用的块。(3)最近最少使用法 LRU(Least Recently Llsed)，这种方法是选用最近使用次数最少的块作为被替换的块。但由于其实现比较复杂，现在实际上实现的 LRU 都只是选择最久没有被访问的块。四、简单应用题26 【正确答案】 对于单处理机处理，T 1=6，改正 E=a(b+cd)+acef+g，树形流程图如下所示。27 【正确答案】 P=3；T p=4；S p
17、=T1T r=64=28 【正确答案】 Cube(zyx)=000111(0，7)00l110(1，6)010101(2，5)011100(34)100011(4，3)101010(5，2)110001(61)111000(7，0)29 【正确答案】 拓扑结构图如下所列。五、综合应用题30 【正确答案】 主存-Cache 空间块的映象关系如下图所示。主存的第 0、1、4、5 块只可映像装入或替换 Cache 中的第 0、1 块内容。主存的第 2、3、6、7 块只可映像装入或替换 Cache 中的第 2、3 块内容。31 【正确答案】 实际替换过程如下所示。Cache 的块命中率为 HC=312=025。32 【正确答案】 低速速率的设备应接字节多路通道。所以 n50 台。最多可接 50 台这种设备。33 【正确答案】 根据题意，此通道为选择通道 其中n1024 应使 fmax.selectfmax.select，所以只有 A、C、D 、E 可挂在 F 通道上，B 不行。
