1、全国自考（计算机系统结构）模拟试卷 6 及答案与解析一、单项选择题1 从计算机系统执行程序的角度看，并行性等级由低到高分为哪四级 ( )a任务或进程之间 b指令内部 c作业或程序之间 d指令之间（A）bdac（B） dacb（C） dcba（D）abcd2 计算机系统结构不包括 ( )（A）主存速度（B）机器工作状态（C）信息保护（D）数据表示3 并发性指两个或多个事件在哪时发生 ( )（A）不同时间段（B）同一时刻（C）不同时刻（D）同一时间段4 下列关于虚拟存储器的说法，正确的是 ( )（A）访问主存的命中率随页面增大而提高（B）访问主存的命中率随页面增大而减少（C）更换替换算法能提高命中
2、率（D）虚拟存储器很难达到主存的访问速度5 编译程序设计者不需要指令系统设计具有的特性是 ( )（A）规整性（B）对称性（C）独立性（D）非正交性6 与 Cache 存储器的等效访问速度无关的选项是 ( )（A）Cache 的命中率（B）辅存的容量（C） Cache 本身的容量（D）Cache 本身的速度7 对多处理机的描述不正确的是 ( )（A）两台以上的处理机（B）不同的操作系统（C）协同求解大而复杂问题（D）机间经共享主存或高速通信网络通信8 能直接执行微指令的是 ( )（A）汇编程序（B）硬件（C）编译程序（D）微指令程序9 下列不属于中断系统的功能的是 ( )（A）中断请求的保存和清
3、除（B）对总线的控制（C）优先级的确定（D）中断断点及现场的保存10 下列不属于计算机组成设计要确定的方向的是 ( )（A）数据通路宽度（B）专用部件的设置（C）处理机、主存等部件的物理结构（D）各种操作对部件的共享程度二、填空题11 通过重复设置硬件资源来提高可靠性或性能来开发并行性的途径是_。12 运算中的精度损失是运算中_右移出计算机字长，使_丢失造成的。13 总线控制的优先次序的确定可以有_、_、_三种不同的方式，也可以是它们的结合。14 通用寄存器除了存放源操作数、运算结果外，也可能存放形成访存操作数物理地址的_和_。15 尽可能加速处理_概率的事件要比加速处理概率很_的事件更能显著
4、提高性能。16 通用寄存器组的相关有两种解决办法，分别是_和_。17 评价存储器性能的基本要求是低价格、_和_。18 总线按在系统中的位置分为芯片集、_和_。19 控制方式对各个交换开关进行控制的方式，分别是级控制、_和_。20 在多处理机上，各处理机的程序段并行必然是异步的，出现的三种数据相关分别是_、_和数据相关。三、简答题21 什么是 RISC 计算机?RISC 结构采用的基本技术有哪些?22 计算机中的存储器件可分为哪些类型?23 什么是 Cache?它是如何组织的 ?24 多处理机操作系统有哪三种类型?各适合于哪类机器?25 多处理机与单指令流多数据流系统的并行处理机有哪些主要差别?
5、四、简单应用题26 某台主频为 400MHz 的计算机执行标准测试稃序，程序中指令类型、执行数量和平均时钟周期数如下表。求该计算机的有效 CPI、 MIPS 和程序执行时间。27 流水线由 4 个功能部件组成，每个功能部件的延迟时间都为t，当输入 10 个数据后，等候 5t 又输入 10 个数据，如此周期性地工作，求此时流水线的吞吐率，并画出时空关系图。五、综合应用题27 向量 D=A(B+C)，各向量元素个数均为 N，根据 CRAY-1 方式分解为 3 条向量指令： V 3存储器 访存取 A 送入 V3 寄存器 V2V 0+V1 B+CK V4V 2V3 K+AD 当采用下述三种方式工作时，
6、各需要多少拍才能得到全部结果?28 、串行执行。29 和并行执行完后，再执行 。30 采用链接技术。(注意：在 CRAY-1 处理机上，启动存储器、启动流水线功能部件、数据打入寄存器都各需要 1 拍的延迟时间，加法、访存为 6 拍，乘法为 7 拍)30 具有编号 07 的 8 个部件，采用三级立方体互连网络实现通信，使用双功能交换单元、级控制方式。31 画出三级立方体互连网络结构图。32 欲实现 2#5#部件通信，分别指出三种互连网络中涉及的交换单元及其功能。全国自考（计算机系统结构）模拟试卷 6 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 A【试题解析】 从计算机系统执行程序的角度看，并行性等
7、级由低到高分别为指令内部、指令之间、任务或进程之间、作业或程序之间四级。2 【正确答案】 A【试题解析】 机器工作状态、信息保护、数据表示均属于计算机系统结构范畴。3 【正确答案】 D【试题解析】 同时性指两个或多个事件在同一时刻发生，并发性指两个或多个事件在同一时间段发生。4 【正确答案】 D【试题解析】 要想使虚拟存储器的访问速度接近于主存的访问速度并不容易。5 【正确答案】 D【试题解析】 编译程序设计者需要指令系统设计应具有的特性有规整性、对称性、独立性和全能型、正交性、可组合型、可扩充性。6 【正确答案】 B【试题解析】 Cache 的命中率、Cache 本身的速度和容量与 Cach
8、e 存储器的等效访问速度无关。7 【正确答案】 B【试题解析】 多处理机是指有两台以上的处理机，共享 lO 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，协同求解大而复杂问题盼计算机系统。8 【正确答案】 B【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。汇编语言程序经汇编程序翻译成机器语言程序。高级语言程序经编译程序翻译成汇编语言程序。9 【正确答案】 D【试题解析】 中断系统的功能包括中断请求的保存和清除、优先级的确定、中断断点及现场的保存、对中断请求的分析和处理以及中断返回等。10 【正确答案】 C【试题解析】 处理机、主存等部件的物理结构属于计算机实现。计
9、算机组成设计要确定的方面一般应包括数据通路宽度、专用部件的设置、各种操作对部件的共享程序、功能部件的并行度、控制机构的组成方式、缓冲和排队技术、预估技术、预判技术和可靠性技术等。二、填空题11 【正确答案】 资源重复【试题解析】 资源重复是通过重复设置硬件资源来提高可靠性或性能来开发并行性的途径。12 【正确答案】 尾数 有效数字【试题解析】 运算中的精度损失是运算中尾数右移出计算机字长，使有效数字丢失造成的。13 【正确答案】 串行链接 定时查询 独立请求【试题解析】 优先次序的确定可以有串行链接、定时查询、独立请求三种不同的方式，也可以是它们的结合。14 【正确答案】 变址值 基址值【试题
10、解析】 通用寄存器除了存放源操作数、运算结果外，也可能存放形成访存操作数物理地址的变址值和基址值。15 【正确答案】 高 低【试题解析】 尽可能加速处理高概率的事件远比加速处理概率很低的事件更能显著提高性能。16 【正确答案】 推后分析 设置相关专用通路【试题解析】 通用寄存器组的相关有两种解决办法，分别是推后分析和设置相关专用通路。17 【正确答案】 大容量 高速度【试题解析】 对存储系统的基本要求是低价格、大容量和高速度。18 【正确答案】 板级 系统级【试题解析】 总线按在系统中的位置分芯片级(CPU 芯片内的总线)、板级(连接插件板内的各个组件，也称局部总线或内部总线)和系统级(系统间
11、或主机与 IO接口或设备之间的总线)等三级。19 【正确答案】 单元控制 部分级控制【试题解析】 控制方式对各个交换开关进行控制的方式，分别是级控制、单元控制、部分级控制。(1)级控制：同一级的所有开关只用一个控制信号控制，同时只能处于同一种状态。(2)单元控制：每一个开关都由自己独立的控制信号控制，可各自处于不同的状态。(3)部分级控制：第 i 级的所有开关分别用 i+1 个信号控制，i 介于 0 和 n-1 之间，n 为级数。20 【正确答案】 数据反相关 数据输出相关【试题解析】 程序段之间必然会出现类似的三种数据相关，分别是数据相关、数据反相关和数据输出相关。三、简答题21 【正确答案
12、】 RISC 计算机是精简指令系统计算机，即减少指令种数，简化指令功能，使指令系统规整，指令执行时间尽可能短。采用的技术有：按 RISC 设计的一般原则设计计算；以硬联逻辑为主，辅以微程序固件实现；在 CPU 中设大量寄存器，并采用重叠寄存器窗口技术；指令执行用流水和延迟转移技术；精心设计、优化编译系统的技术。22 【正确答案】 按存储介质分，存储器件有半导体介质、磁表面介质和光记录介质等类型。按访问方式分，存储器件有随机访问、顺序访问和半顺序访问三种类型。半导体随机访问存储器可分为 SRAM 和 DRAM 两种。按访问方式分，还可以将存储器分为读写存储器和只读存储器两种。半导体只读存储器有掩
13、膜式ROM、PROM 、EPROM、EEPROM 等。23 【正确答案】 如果把程序在一段时间内集中访问的部分数据存放在高速的存储器中，访问存储器的平均时间就可以大大减少，从而减少程序的执行时间，这种高速、小容量的存储器就是 Cache。Cache 放在 CPU 与主存的中间，访问时间通常是主存的 14 到 110。在层次化的存储器系统中，它是速度最快的存储器。Cache的基本思想是把程序执行时最频繁访问的指令和数据存放在速度较高的 Cache 存储器中，使得访存的平均时间接近于 Cache 的访问时间，而存储的容量则是主存的容量。Cache 存储器的容量尽管很小，但是由于访存的局部性规律，绝
14、大部分对存储器的访问数据都可以在 Cache 中发现，实际上不需要到主存中寻找，所以访存的平均时间可以接近 Cache 的访问时间。24 【正确答案】 多处理机操作系统有主从型、各自独立型和浮动型三种。(1)主从型适合于工作负荷固定，且从处理机能力明显低于主处理机，或由功能差别很大的处理机组成的异构型多处理机。(2)独立型适合于松耦合多处理机。(3)浮动型适合于紧耦合多处理机，特别是由公用主存和 IO 子系统的多个相同处理机组成的同构形多处理机。25 【正确答案】 (1)结构灵活性。(2)程序并行性。(3)并行任务派生。(4)进程同步。(5)资源分配和任务调度。四、简单应用题26 【正确答案】
15、 (1)CPI=(450001+750002+80004+15002)129500=1 776(2)MIPS 速率=fCPI=4001776=225225MlPS(3)程序执行时间 =(450001+750002+80004+15002)400=575s27 【正确答案】 按题意可得 4 个功能部件流水时的时空关系，如下图所示。所以，按周期性工作时的流水线平均吞吐率为五、综合应用题28 【正确答案】 、三条向量指令顺序串行执行，全部执行完所需的时间是 7+N+7+N+8+N=22+3N(拍)。29 【正确答案】 向量指令和 并行执行完后，再执行向量指令 ，全部执行完所需要的时间是 7+N+8+N=15+2N(拍)。30 【正确答案】 采用链接技术，只能是让向量指令和 并行，再与向量指令链接，全部执行完所需要的时间是 1+6+1+8+N=16+N(拍)。31 【正确答案】 三级产方体互联网络结构图如下所示。32 【正确答案】 0 级交换1 级交换2 级交换
