1、全国自考（计算机系统结构）模拟试卷 2 及答案与解析一、单项选择题1 处理机操作步骤并行的典型例子是 ( )（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 对系统程序员不透明的应当是 ( )（A）Cache 存储器（B）系列机各档不同的数据通路宽度（C）指令缓冲寄存器（D）虚拟存储器3 计算机组成设计不考虑 ( )（A）专用部件设置（B）功能部件的集成度（C）控制机构的组成（D）缓冲技术4 多级混洗交换网络又叫作 ( )（A）移数网络（B） STARAN 网络（C）数据交换网路（D）Omega 网络5 软硬件功能是等效的，提高硬件功能的比例不会 ( )（A）
2、提高解题速度（B）提高硬件利用率（C）提高硬件成本（D）减少所需存储器用量6 二功能交换单元是指 ( )（A）直接和上播（B）上播和下播（C）直连和交换（D）交换和下播7 共享主存的多处理机中，为减少访问主存冲突，采用的方式一般为 ( )（A）并行多体交叉主存系统（B）虚拟存储器（C）共享 Cache 存储器（D）用高速单体主存系统8 脉动阵列式处理机系统具有 ( )（A）多个相同的排成阵列结构的 CPU（B）多个不同的排成阵列结构的处理机（C）多个相同的排成阵列结构的处理机（D）最适合完成累加和求解9 设置相关专用通路的方法不适合于 ( )（A）变址寄存器一次相关（B）变址寄存器二次相关（C
3、）通用寄存器相关（D）主存空间数相关10 不能确定集中式总线优先次序的方式的是 ( )（A）独立请求（B）串行链接（C）定时查询（D）并行链接二、填空题11 高级语言程序经_的_成为汇编语言程序。12 目前 M0 由_实现，M1 用_实现，M2 到 M5 大多用软件实现。以为主实现的机器称为虚拟机。13 除了分布处理、MPP 和机群系统外，并行处理计算机按其基本结构特征可分为流水线计算机、阵列处理机、_、_四种不同的结构。14 总线按用法可以分为_和_两类。15 解决重叠和流水中的操作数相关，大多是推后法和设置_两种基本方法。16 RISC 的思想精华是_ 。17 全局性相关是指已经进入流水线
4、的_和_之间的相关。18 在紧耦合多处理机中，对各处理机来说，有_和_两种。19 单级互连网络有三种，分别是_、_和_单级网络。20 多处理机间连接一般有总线、交叉开关、_、_或蠕虫穿洞寻径网络等几种形式。三、简答题21 简述 RISC 技术方法。22 在页式虚拟存储器中，什么叫页面失效?什么叫页面争用? 什么时候两者同时发生?什么时候两者不同时发生?23 如何评价一个替换算法的好坏?24 CPU 写 Cache 时，会发生 Cache 与主存的对应复本内容不一致的现象，解决这个问题有哪些方法? 各需要增加什么开销 ?25 简述带标志符数据表示方法，其优点是什么?四、简单应用题26 有一个计算
5、机系统可按功能分成 4 级，每级的指令互不相同，每一级的指令都比其下一级的指令在效能上强 M 倍，即第 i 级的一条指令能完成第 i-1 级的 M 条指令的计算量。现若需第 i 级的 N 条指令解释第 i+1 级的一条指令，而有一段第 1级的程序需要运行 KS，问在第 2、3 和 4 级上一段等效程序各需要运行多长时间?27 将计算机系统中某一功能的处理速度提高到原来的 50 倍，该功能的处理时间仅占整个系统运行时间的 20，则采用此提高性能的方法后，能使整个系统的性能提高多少?五、综合应用题27 假设某机器共有 8 条指令(I 1I 8)，使用频度如下表所示。要求：28 构造哈夫曼(Huff
6、man)树；29 列表写出操作码的哈夫曼编码和只有两种码长的扩展操作码；30 分别计算使用哈夫曼编码和只有两种码长的扩展操作码的平均码长。31 某机指令字长 16 位，设只有单地址指令和双地址指令两类，假如每个地址字段为 6 位，并且双地址指令有 x 条，则单地址指令最多可以有多少条?全国自考（计算机系统结构）模拟试卷 2 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 C【试题解析】 流水线处理机是处理机操作步骤并行的典型例子。2 【正确答案】 D【试题解析】 虚拟存储器对系统程序员不透明，对应用程序员透明。3 【正确答案】 B【试题解析】 计算机组成设计包含专用部件设置、控制机构的组成、缓冲技术
7、等，而功能部件的集成度属于系统结构的范畴。4 【正确答案】 D【试题解析】 Omega 网络又称为多级混洗网络。5 【正确答案】 B【试题解析】 提高硬件功能不是以提高硬件利用率为目的，常常是为了降低硬件的使用频率。6 【正确答案】 C【试题解析】 交换开关有四种状态，分别是直连、交换、上播和下播。二功能交换单元为直连和交换，有全部四种功能的称为四功能交换。7 【正确答案】 A【试题解析】 共享主存的多处理机中，为减少访问主存冲突，采用的方式一般为并行多体交叉主存系统。8 【正确答案】 C【试题解析】 脉动阵列结构是由一组处理单元 PE 构成的阵列，每个 PE 的内容结构相同。脉动阵列结构简单
8、、规整、模块化强、可扩充性好。9 【正确答案】 D【试题解析】 设置相关专用通路的方法适合于变址寄存器一次相关、变址寄存器二次相关和通用寄存器相关等。10 【正确答案】 D【试题解析】 优先次序的确定可以有串行链接、定时查询和独立请求三种不同的方式，也可以是它们的结合。二、填空题11 【正确答案】 编译程序 翻译【试题解析】 高级语言程序经编译程序翻译成汇编语言程序。12 【正确答案】 硬件 微程序(固件)软件【试题解析】 目前 M0 由硬件实现，M1 用微程序 (固件)实现，M2 到 M5 大多用软件实现。以软件为主实现的机器称为虚拟机。虚拟机不一定全用软件实现，有些操作也可用固件或硬件实现
9、。13 【正确答案】 多处理机 数据流计算机【试题解析】 除了分布处理、MPP 和机群系统外，并行处理计算机按其基本结构特征可分为流水线计算机、阵列处理机、多处理机、数据流计算机四种不同的结构。14 【正确答案】 专用 非专用【试题解析】 总线按用法可以分为两类，分别是专用和非专用。15 【正确答案】 相关专用通路【试题解析】 推后法和和设置相关专用通路这两种基本方法通常用来解决重叠和流水中的操作数相关。16 【正确答案】 减少指令平均执行周期数(符合意思即可)【试题解析】 RISC 的设计思想就是要精简指令系统，其思想精华是减少指令平均执行周期数。17 【正确答案】 转移指令 其后续指令【试
10、题解析】 全局性相关指的是已进入流水线的转移指令(尤其是条件转移指令)和其后续指令之间的相关。18 【正确答案】 同构对称型 异构非对称型【试题解析】 紧耦合多处理机有两种构形，分别是同构对称型、异构非对称型。19 【正确答案】 立方体 PM2I 混洗交换【试题解析】 三种单级互连网络有立方体、PM2I 和混洗交换单级网络。20 【正确答案】 环形互连 多端口存储器【试题解析】 多处理机的互连一般采用总线、交叉开关、环形互连、多端口存储器或蠕虫穿洞寻径网络等几种形式。三、简答题21 【正确答案】 (1)在 CPU 中设置了较大量的寄存器，并采用窗口重叠寄存器技术。(2)采用优化延迟转移技术。(
11、3)采用比较转移指令技术。(4)采用优化编译技术。22 【正确答案】 要访问的虚页不在实主存中时，就发生页面失效。当页面调入主存，主存中的页面位置已全部被其他虚页占用了，称发生页面争用。当分配给程序的内存区已被全部占用后，只要发生页面失效，就一定会发生页面争用。反之，发生页面争用，并不会发生页面失效。23 【正确答案】 要想评价一个替换算法的好坏，一般可使用典型程序运行时所产生的页地址流来对该算法模拟其页面的替换过程，通过统计出的页面命中率的高低来分析。页面命中率的高低与所用的页面替换算法、页地址流、所分配到的实页数、页面的大小等多种因素有关。24 【正确答案】 (1)写回法：CPU 只写入
12、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 块增加一个修改位的资源开销。(2)写直达法：CPU 每次写入 Cache 的同时，也经写直达通路写入主存。这种方法要增加写主存的时间开销。25 【正确答案】 带标志符数据表示是让数据字本身带有数据或信息的类型标志。标志符由编译程序建立，对高级语言源程序应设计成透明的。其优点是：(1)可以简化指令系统和程序设计的难度。(2)简化编译程序，提高编译效率。(3)便于实现数据类型的一致性校验。(4)能由硬件自动完成对数据的类型转换，缩短解题的时间。(5)支持数据库系统要求其实现与数据类型无关的要求
13、。(6)为软件调试和应用软件的开发提供了一定的支持。四、简单应用题26 【正确答案】 第 2 级上等效程序需运行：(NM)Ks 。第 3 级上等效程序需运行：(NM)(NM)Ks。第 4 级上等效程序需运行：(NM)(NM)(NM)Ks。27 【正确答案】 由题可知，可改进比例 fnew=20 =02，部件加速比 rnew=50。 根据 Amdahl 定律可知：总加速比 Sp=1(1-f new)+fnewf new)=1(1-02)+0250=124 采用此提高性能的方法后，能使整个系统的性能提高到原来的 124 倍。五、综合应用题28 【正确答案】 哈夫曼树如下图所示。29 【正确答案】
14、哈夫曼编码和扩展操作码如下表所示。30 【正确答案】 哈夫曼编码的平均码长： =(030+025)2+(01+0 1+015)3+0 054+(004+001)5=26 扩展操作码的平均码长：=(030+025+015)2+(010+010+005+004+0 01)5=29031 【正确答案】 根据题意，双地址指令格式如下所示。其操作码占了 4 位，这样，共有24=16 种短操作码。现双地址指令有 x 条，已占用了 4 位操作码中 16 种组合中的x 个码，所以剩下(16-x)个码均可用作扩展标志。单地址指令的格式如下所示。因此，(16-x)个扩展标志中的每一个码均可扩展出 6 位操作码来，所以，单地址指令最多可以有(16-x)2 6 条。
