1、全国自考（计算机系统结构）模拟试卷 8 及答案与解析一、单项选择题1 属计算机系统结构考虑的是 ( )（A）主存采用 MOS 还是 TFL（B）主存采用多体交叉还是单体（C）主存容量和编址方式（D）主存频宽的确定2 目前，M0 由哪项实现，M1 用哪项实现，M2 至 M5 大多用哪项实现 ( )（A）软件，固件，硬件（B）固件，软件，硬件（C）硬件，软件，固件（D）硬件，固件，软件3 RISC 采用重叠寄存器窗口技术，可以减少 ( )（A）绝大多数指令的执行时间（B）目标程序的指令条数（C）程序调用引起的访存次数（D）CPU 访存的访问周期4 拓扑结构用多级立体网络、二功能交换单元、级控制方式
2、，称这种网络为 ( )（A）Omega 网络（B）交换网络（C）间接二进制 n 方体网络（D）数据交换网络5 主存故障引起的中断是 ( )（A）IO 中断（B）程序性中断（C）机器校验中断（D）外部中断6 下列哪个选项不属于计算机组成的范畴 ( )（A）功能部件的并行度（B）器件的集成度和速度（C）缓冲和排队技术（D）控制机构的组成方式7 程序员编写程序时使用的地址是 ( )（A）基址（B）有效地址（C）逻辑地址（D）主存物理地址8 在计算机系统的多级层次结构中，单条指令执行速度最快的一级是下列哪一个选项 ( )（A）L5(应用语言 )级（B） L2(操作系统) 级（C） L0(微程序) 级（
3、D）L1(机器语言 )级9 当挂上设备后，字节交叉方式工作的应是该通道所接各设备的字节传输速率 ( )（A）和（B）最小值（C）最大值（D）差10 系列机软件应能够做到 ( )（A）向后兼容，力争向前兼容（B）向前兼容，并向上兼容（C）向前兼容，并向后兼容（D）向后兼容，力争向下兼容二、填空题11 Cache 存储器不仅对 _是透明的，而且对_也是透明的。12 在虚拟存储器中，页式存储是把_和_等分成固定大小的页，按页顺序编号。13 段页式在地址变换的过程中至少要查表两次，即查_和_。14 在三级存储体系中，物理地址 Cache 是由_和_两个独立的存储层次组成的。15 解决 Cache 与主
4、存内容不一致的方法一般有_和写直达法两种。16 _是存储器为弥补主存速度的不足，在处理机和主存之间设置的一个高速、小容量的器件。17 在 Cache 存储器中，CPU 每次写 Cache 的同时，也写入主存，称这种更新主存块内容的方法为_法。18 对 cache 存储器而言，_就是将每个主存块按某种规则装入 Cache 中。19 解释一条指令的微操作可归并成_、_和_三个部分。20 _是让构成存储系统的几种不同的存储器之间，配上辅助软、硬件，使之从应用程序员角度看来，它们是一个逻辑上的整体。21 从流水线中各功能之间是否有反馈回路的角度，可以把流水线分为线性流水线和_。22 在虚拟存储器中，在
5、主存命中率低时，改用_型替换算法，并增大_容量，可提高命中率。三、简答题23 简述多处理机要解决的主要技术问题。24 什么是全排列网络? 实现全排列网络有哪两种方法?25 简述使用多处理机的目的和多处理机具备的特点。26 机群系统比起传统的并行处理系统的优点是什么?27 简单分析归约机和数据流机的异同。四、简单应用题28 在集中式主存的阵列处理机中，处理单元数为 4，为了使 44 的二维数组 A 的各元素 aij (i=03，j=0 3)在行、列、主次对角线上均能实现无冲突访问，请问数组各元素在存储器各分体(分体号从 0 开始)中的分布情况(假设 a00 已存放在分体号为 3，体内地址为 0
6、的位置)。29 采用 LRU 替换算法，为某程序分配 4 页空间，画出用堆栈对该程序页地址流模拟处理过程图，地址流为 2、1、3、5、1、2、3、1、4、5，计算在此过程下算法命中率。五、综合应用题29 在多处理机上求解 x=A(B+C(D+E)+F(G+H.1)，利用减少树高来尽可能加快运算速度。30 画出在 3 台处理机上并行运算的树形流程图。31 求 P=3 时，运算级数 Tp、单处理机串行级数 Tl、加速比 Sp 和效率 Ep 的值。31 在某个程序中，简单指令占 80，复杂指令占 20。在 CISC 机中简单指令执行需 4 个机器周期，复杂指令执行需 8 个机器周期。RISC 机中简
7、单指令执行只要1 个机器周期，而复杂指令要通过一串指令来实现。假定复杂指令平均需要 14 条简单指令，即需要 14 个周期，若该程序中需要执行的总指令数为 1000000，T C 为100 ms，那么：32 RISC 机需执行的指令数为多少 ?33 CISC 和 RISC 机的 CPU 时间分别为多少?全国自考（计算机系统结构）模拟试卷 8 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 C【试题解析】 主存容量和编址方式是计算机系统结构考虑的重点之一。2 【正确答案】 D【试题解析】 M0 由硬件实现， M1 用固件实现， M2M5 大多用软件实现。3 【正确答案】 C【试题解析】 在 CPU 中
8、设置大量工作寄存器并采用重叠寄存器窗口。为减少访存，尽量让指令的操作在寄存器之间进行，以提高执行速度，缩短指令周期，简化寻址方式和指令格式。4 【正确答案】 B【试题解析】 拓扑结构用多级立体网络、二功能交换单元、级控制方式，称这种网络为交换网络。5 【正确答案】 C【试题解析】 机器校验中断属于主存故障引起的中断。6 【正确答案】 B【试题解析】 器件的集成度和速度属于计算机实现。7 【正确答案】 C【试题解析】 逻辑地址是程序员编程时使用的地址。主存物理地址是程序在主存中的实际地址。8 【正确答案】 C【试题解析】 L0(微程序)级由硬件直接执行，速度最快。，9 【正确答案】 A【试题解析
9、】 通道原理可知，当挂上设备后，字节交叉方式工作的应是该通道所接各设备的字节传输速率之和。10 【正确答案】 A【试题解析】 系列机软件必须做到向后兼容，力争向前兼容。向前(后)兼容指的是在某个时期投入市场该型号机器上编制的软件，不加修改就能运行在它之前(后)投入市场的机器上。二、填空题11 【正确答案】 应用程序员 系统程序员【试题解析】 由于 CPU 与主存的速度只差一个数量级，信息在 Cache 与主存之间的传输就只能全部用辅助硬件实现，因此，Cache 存储器不仅对应用程序员是透明的，而且对系统程序员也是透明的。12 【正确答案】 主存空间 程序空间【试题解析】 页式存储是把主存空间和
10、程序空间都机械地等分成固定大小的页。13 【正确答案】 段表 页表【试题解析】 段页式管理方式至少要先通过段表查找到相应的页表，然后通过页表查找到所在页。14 【正确答案】 Cache- 主存 主存-辅存【试题解析】 在三级存储体系中，物理地址 Cache 是由“Cache 一主存”和“主存一辅存”两个独立的存储层次组成的。15 【正确答案】 写回法【试题解析】 Cache 存储器的透明性解决方法一般有两种，即写回法和写直达法。16 【正确答案】 高速缓冲存储器或 Cache【试题解析】 高速缓冲存储器也就是 Cache，是存储器为弥补主存速度的不足，在处理机和主存之间设置的一个高速、小容量的
11、器件。17 【正确答案】 写直达(存直)【试题解析】 写直达法是 CPU 每次写 Cache 的同时，也写入主存。18 【正确答案】 地址的映像【试题解析】 对 Cache 而言，地址的映像就是将每个主存块按某种规则装入Cache 中。19 【正确答案】 取指令 分析 执行【试题解析】 解释一条机器指令的微操作可归并成取指令、分析和执行三个部分。20 【正确答案】 存储体系【试题解析】 为了满足存储系统的大容量、高速度、低价格，需要将多种不同工艺的存储器组织在一起。存储体系是让构成存储系统的几种不同的存储器之间，配上辅助软、硬件，使之从应用程序员角度来看，它们在逻辑上是一个整体。21 【正确答
12、案】 非线性流水线【试题解析】 从流水线中各功能之间是否有反馈回路的角度，可以把流水线分为线性流水线和非线性流水线。22 【正确答案】 堆栈 主存【试题解析】 主存命中率与所用的页面调度策略有一定的关系，在一定条件下，使用堆栈型替换算法会提高命中率，适当地增大主存也可以提高命中率。三、简答题23 【正确答案】 (1)硬件结构，解决好处理机、存储器模块及 IO 子系统间的互连；(2)最大限度开发系统的并行性，以实现多处理机各级的全面并行；(3)任务的粒度选择，使并行度高，辅助开销小；(4)解决好处理机中各并行任务和进程间的同步问题；(5)解决好处理机调度、任务调度和资源分配，防止死锁；(6)一旦
13、某处理机发生故障，如何对系统进行重新组织而不使其瘫痪；(7)多处理机机数增多后，如何能给编程者提供良好的编程环境，减轻程序的复杂性。24 【正确答案】 (1)在多级互连网络中，能实现两对或多对入、出端之间的连接时，都不会发生数据传输路径的冲突，具有这类性质的互连网络称为全排列网络。 (2)实现全排列网络的两种方法如下： 在多级互连网络的输出端设置锁存器，使数据在时间上顺序通行两次； 将两个多级互连网络，即一个正网络和一个逆网络串接起来，合并掉中间完全重复的一级，形成 2log2N-1 级的多级网络。25 【正确答案】 使用多处理机的目的：一是用多台处理机进行多任务处理协同求解一个大而复杂的问题
14、来提高速度，二是依靠多余的处理机及其重组来提高系统的可靠性、适应性和可用性。处理机具备的特点：(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。26 【正确答案】 (1)系统有高的性能价格比。(2)系统的开发周期短。(3)系统的可扩展性好。(4)系统的资源利用率高。(5)用户投资风险小。(6)用户编程方便。27 【正确答案】 归约机和数据流机一样都是基于数据流的计算机模型，只是其采用的驱动方式不同。数据流机是采用数据驱动，执行的操作序列取决于输人数据的可用性；归约机则是需求驱动，执行的操作序列取决于对数据的需求，对数据的需求又来源于函数式程序
15、设计语言对表达式的归约。四、简单应用题28 【正确答案】 (1)要满足题意要求，二维数组 Aa，b各元素必须按下列地址存放： (2)数组各元素在各存储器分体中分布情况如下表所示。29 【正确答案】 处理过程如下所示。经统计得知，命中率 H=410。五、综合应用题30 【正确答案】 将表达式展开成 AB+ACD+ACEF+GH，依题意，要有高吞吐率，先计算乘法运算，再算加，流水时空图如下所示。31 【正确答案】 由流水时空图可知，完成全部运算的时间为 24t32 【正确答案】 RISC 指令数=100000080+10000002014=800000+2800000=360000033 【正确答案】 CISC 的 CPU 时间=100000804+100000020 8=3200000+1600000=4800000 周期=4800000100nsRISC 的 CPU 时间=100000080+100000020 14=800000+2800000=3600000 周期=3600000100ns
