1、全国自考（计算机系统结构）模拟试卷 1 及答案与解析一、单项选择题1 指令、任务、作业并行的典型例子是 ( )（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 ( )（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 ( )（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括哪个部分 ( )（A）执行（B）分析（C）取指令（D）中断5 对输入输出系统的组
2、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（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 ( )（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 ( )（A）微指令程序（B）硬件（C）汇编程序（D）编译程序8 ILLIAC IV 属于 ( )（A）流水线处理机（B）阵列处理机（C）指令重叠处理机（D）多处理机9 串行链接方式获得
3、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( )（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 ( )（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、填空题11 传统机器语言机器级，是用_程序来_机器指令。12 计算机系统结构也称_，指的是_的系统结构。13 _指器件的用户只能用，不能改变器件内部功能，_指用户可根据需要改变器件内部功能，_指专门按用户要求生产的高集成度 VLSI 器件。14 多指令流出技术，在每个_流出的指令条数不固定，依_的具体情况而定，但有个上限。15 对称式共享存储器多处
4、理 SMP 一般由几十个_构成，各处理器共享一个集中式的_，这个主存相对于各处理器的关系是对称的。16 多处理机中，当共享数据进入 Cache，就可能出现多个处理器的 Cache 中都有同一存储器块的副本，要保证多个_是一致的。17 为同时解释相邻两条以上的指令，常用的控制方式是_和_。18 流水的_指的是把子过程进一步细分，流水的_可理解为在多个处理机之间流水。19 _的静态调度是指依靠编译器对代码进行静态调度，以减少相关和冲突。它不是在程序执行的过程中、而是在_期间进行代码调度和优化的。20 从对指令的控制方式上，将计算机系统分为由控制驱动的控制流方式、由数据驱动的_方式，按_驱动的归约方
5、式和按模式驱动的匹配方式。三、简答题21 CPU 写 Cache 时，会发生 Cache 与主存的对应内容不一致的现象，简述解决这个问题的两种方法及各需要增加什么开销。22 实现软件移植的途径有哪些?各受什么限制?23 解决计算机主存与 CPU 的速度差对机器性能的影响，可采用哪三种解决方法?24 按 CISC 方向，面向操作系统的优化实现来改进指令系统有哪些思路?25 主存实际频宽与模数 m 的关系是什么?出现这种现象的原因是什么?四、简单应用题25 某字节多路通道连接 5 台外设数据传输速率分别如下表所示。26 计算所有设备都工作时的通道实际最大流量。27 如果设计的通道工作周期使通道极限
6、流量恰好与通道最大实际流量相等，以满足流量设计的基本要求，同时让传输速率越高的设备响应的优先级越高。从 5 台设备同时发出请求开始，画出此通道响应和处理各设备请求的时间示意图。28 某机 8 条指令的使用频度为012、008、011、014、015、015、012、013，求出哈夫曼码的平均码长，并画出哈夫曼树图。五、综合应用题29 设某机阶值 6 位、尾数 48 位，阶符和数符不在其内，当尾数分别以 2、8、16为基时，在非负阶、正尾数、规格化数情况下，求出其最小阶、最大阶、阶的个数、最小尾数值、最大尾数值、可表示的最小值和最大值及可表示的尾数和规格化数的总个数。29 某模型机共有 7 条指
7、令，使用频度分别为：007，012，001，013，003，008，056，012，001，008，013，003，056。30 画出哈夫曼树。31 进行哈夫曼编码。32 计算平均编码长度。全国自考（计算机系统结构）模拟试卷 1 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 D【试题解析】 多处理机是指令、任务、作业并行的典型例子。2 【正确答案】 C【试题解析】 对机器语言程序员来说，看到编程要用到的硬件组织就已足够。3 【正确答案】 C【试题解析】 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。
8、4 【正确答案】 D【试题解析】 解释一条机器指令的微操作有取指令、分析、执行。5 【正确答案】 B【试题解析】 异步性、实时性和设备无关性是 IO 系统的组织的基本要求。6 【正确答案】 D【试题解析】 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 【正确答案】 B【试题解析】 微指令由硬件直接执行。8 【正确答案】 B【试题解析】 ILuAC IV 是一种阵列处理机。9 【正确答案】 A【试题解析】 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，离总线控制器越近
9、的部件其优先级越高。10 【正确答案】 B【试题解析】 多级立方体网络有 STARAN 网。二、填空题11 【正确答案】 微指令 解释【试题解析】 传统机器语言机器级，是用微指令程序来解释机器指令。12 【正确答案】 计算机系统结构 传统机器级【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。13 【正确答案】 非用户片 现场片 用户片【试题解析】 非用户片指其功能由器件厂生产时定死，器件的用户只能用，不能改变器件内部功能。现场片指用户可根据需要改变器件内部功能。用户片指专门按用户要求生产的高集成度 VLSI 器件。14 【正确答案】 时钟周期 代码【试题解析】 一种
10、多指令流出技术。它在每个时钟周期流出的指令条数不固定，依代码的具体情况而定，但有个上限。15 【正确答案】 处理器 物理存储器【试题解析】 对称式共享存储器多处理 SMP 一般由几十个处理器构成，各处理器共享一个集中式的物理存储器，这个主存相对于各处理器的关系是对称的。16 【正确答案】 副本数据【试题解析】 多处理机中，当共享数据进入 Cache，就可能出现多个处理器的Cache 中都有同一存储器块的副本，要保证多个副本数据是一致的。17 【正确答案】 重叠 流水【试题解析】 通过控制机构同时解释两条和多条的方式，可加快整个机器语言程序的解释。重叠和流水是其中常用的方式。18 【正确答案】
11、向下扩展 向上扩展【试题解析】 向下扩展指的是把子过程进一步地细分，向上扩展指的是多个处理机间的流水。19 【正确答案】 指令 编译【试题解析】 指令的静态调度是指依靠编译器对代码进行静态调度，以减少相关和冲突。它不是在程序执行的过程中，而是在编译期间进行代码调度和优化的。20 【正确答案】 数据流 需求【试题解析】 计算机系统分为由控制驱动的控制流方式、由数据驱动的数据流方式、按需求驱动的规约方式和按模式驱动的匹配方式。三、简答题21 【正确答案】 (1)回写法：CPU 只写入 Cache，不写入主存，仅当 Cache 块替换时，才先写回主存后再替换。这种方法要求对每个 Cache 块增加一
12、个修改位的资源开销。(2)写直达法：CPU 每次写 Cache 的同时，也通过直接通路写入主存。这种方法要增加写主存的时间开销。22 【正确答案】 软件移植的途径主要有：统一高级语言，设计系列机，模拟与仿真。(1)统一高级语言，可以解决结构相同或完全不同的机器间的软件移植，从长远看是方向，但目前难以解决，只能作相对统一。(2)系列机，只能实现同一系列内的软件兼容，虽然允许发展变化，但兼容的约束反过来会阻碍系统结构取得突破性的进展。(3)模拟与仿真，模拟灵活，可实现不同系统间的软件移植，但结构差异太大时，效率、速度会急剧下降。仿真在速度上损失小，但不灵活，只能在差别不大的系统之间使用，否则效率也
13、会过低且难以仿真，需与模拟结合才行。23 【正确答案】 (1)在 CPU 中设置通用寄存器，让运算直接在 CPU 的通用寄存器中进行，减少与主存的等效速度。(2)采用存储器的多体交叉并行存取来提高主存的等效速度。(3)采用 Cache 存储器。24 【正确答案】 按 CISC 方向，面向操作系统的优化实现来改进指令系统的思路有：(1)通过对操作系统中常用指令和指令串的使用频度进行统汁分析来改进。(2)如何增设专用操作系统的新指令。(3)把操作系统中频繁使用的、对速度影响大的某些软件子程序硬化或固化，改为直接用硬件或微程序解释实现。(4)发展让操作系统由专门的处理机来执行的功能分布处理系统结构。
14、25 【正确答案】 并行主存系统的实际频宽随模数 m 的增加会提高，但不是线性增加，随模数 m 增大，其实际频宽的增量越来越小。这是因为程序中的指令和数据并不是完全顺序放置和被访问的。程序会有转移，数据分布有一定的随机性。四、简单应用题26 【正确答案】 实际最大流量=01+0 2+004+005+001=04 Mbits27 【正确答案】 T S+TD=25s，时间示意图如下。28 【正确答案】 哈夫曼算法结构造出哈夫曼树如下图。所以哈夫曼编码的操作码平均码长是五、综合应用题29 【正确答案】 依题意知：p=6，m=48 ，r m=2、8、16，m=mlog 2rm，如下表所列。可表示的最小值=r m(最小阶) 最小尾数值= ； 可表示的最大值=r m(最大阶)最大尾数值= ； 可表示的尾数的个数 = (rm-1)r m； 可表示的规格化数的个数：阶的个数尾数的个数=2 p (rm-1)r m。30 【正确答案】 哈夫曼树如下图所示。31 【正确答案】 哈夫曼编码(不唯一)为频度 编码001 11011012 101007 1100008 111013 100003 11010056 032 【正确答案】 平均码长=5(001+0 03)+4007+3(012+008+013)+1056=02+028+099+0 56=203
