1、全国自考（计算机系统结构）模拟试卷 9 及答案与解析一、单项选择题1 虚拟存储器是因何而提出来的 ( )（A）主存速度满足不了要求（B）外存速度满足不了要求（C）主存容量满足不了要求（D）外存容量满足不了要求2 根据存储映像算法的不同，可有多种不同的存储管理方式的虚拟存储器，其中不属于其主要管理方式的是 ( )（A）段式（B）页式（C）段页式（D）页段式3 下列哪个算法是选择最早装入内存的页作为被替换的页 ( )（A）FIFO（B） LRU（C） OPT（D）FILO4 Cache 存储器的性能主要取决于命中率的高低，下列与命中率无关的是 ( )（A）主存容量（B）替换算法（C）块的大小（D）
2、采用组相联时组的大小5 虚拟存储器中段式管理虚地址不包含的部分是 ( )（A）基号（B）段号（C）页号（D）段内位移6 下列不属于堆栈型替换算法的是 ( )（A）近期最少使用算法（B）先进先出替换算法（C）优化替换算法（D）近期最久未使用算法7 最易出现块冲突的 Cache 地址映像方式是 ( )（A）段相联（B）直接相联（C）全相联（D）组相联8 如果能顺利流水，最关键的是 ( )（A）一条指令分为几个过程段（B）只处理一个结果（C）要有相关发生（D）各过程段时间要尽量相等9 在全局性相关处理中，用软件方法进行静态指令调度的技术是 ( )（A）使用猜测法（B）加快和提前形成条件码（C）采取延
3、迟转移（D）加快段循环程序的处理10 在运算器内部，浮点减的流水属于 ( )（A）处理器级（B）元件级流水（C）系统级（D）部件级流水二、填空题11 向量处理机是有向量数据表示的处理机，分向量流水处理机和_两类。12 典型的互连网络是由许多_和_组成的。13 多处理机操作系统分为三类，分别是_、_和_。14 数据驱动，其操作是按输入数据_决定的次序进行的，其数据流方式中的数据是以_方式直接在指令之间传递的。15 实现一维数组步距为 2i 的无传输，只要存储器模数 m 与变址跳距_，存储器访问就能够无冲突地进行。16 多处理机的机间互连一般采用总线、_、_多端口存储器或开关枢纽结构等形式。17
4、多处理机的两类耦合分别是_和_。18 从语义上看，数据流是基于_和 _的一种计算模型。19 FORK 语句的形式为 _，其中_为新进程开始的标号。20 Shume 函数是_逆函数。21 交换方法中的三种组合主要有_、_及线路与包交换。三、简答题22 简述哈夫曼压缩概念的基本思想。23 RISC 存在不足，表现在哪些方面 ?24 简述 SIMD 系统的互连网络的设计目标。25 简述计算机系统“ 由中间开始 ”设计的基本思想。26 简述如果要设计一套超长指令机系统，必须遵循的主要准则。四、简单应用题26 某字节交叉多路通道连接 6 台设备，其数据传输速率如下表所示。27 计算每台设备传输数据两次请
5、求的时间间隔。28 当所有设备同时要传输数据时，求其对通道要求的总流量 fhit。29 让通道以极限流量 fmax.bit=fbit 的工作周期工作，求通道的工作周期 T。29 某一个系统有 4 个中断级，中断级屏蔽位“1” 对应于开放， “0”对应于屏蔽，各级中断处理程序的中断级屏蔽位设置如下表所示。30 当中断响应优先次序为 123时，其中断处理次序是什么?31 如果所有的中断处理都各需要 3 个单位时间，当正在运行主程序时，同时发生2、3 级中断请求，过两个单位时间又同时有 1、4 级中断请求，试画出中断响应处理时空图。五、综合应用题31 若主存有 4 个页，每页 256 个字，现有一个
6、 2008 个字的程序，其访问虚存的地址流为 40、80、534、580、180、800、2000、300、320、1560、1600，现采用FIFO 算法进行页面替换。32 请按访存的各个时刻，画出页面替换过程模拟图并标出命中情况。33 计算主存的命中率 H。33 有 4 段流水线，各段经过时间依次为t、3 t、t 、 t。34 计算在连续输入 10 条指令时的吞吐率和效率。35 将第 2 段分解成 3 个子段，每个子段都为t，计算连续输入 10 条指令时的吞吐率和效率。全国自考（计算机系统结构）模拟试卷 9 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 C【试题解析】 虚拟存储器是因主存容量满
7、足不了要求而提出来的。在主存和辅存之间，增设辅助的软、硬件设备，让它们构成一个整体，所以也称为主存一辅存存储层次。2 【正确答案】 D【试题解析】 根据存储映像算法的不同，可有多种不同存储管理方式的虚拟存储器，其中主要管理方式是段式、页式、段页式。3 【正确答案】 A【试题解析】 FIFO 指的是先进先出算法，是选择最早装入内存的页作为被替换的页。4 【正确答案】 A【试题解析】 评价 Cache 存储器的性能主要是看命中率的高低，而命中率与块的大小、块的总数(即 Cache 的总容量) 、采用组相联时组的大小(组内块数)、替换算法和地址流的簇聚性等有关。5 【正确答案】 C【试题解析】 虚拟
8、存储器中段式管理虚地址包含的部分是基号、段号、段内位移。6 【正确答案】 B【试题解析】 先进先出替换算法不属于堆栈型替换算法，而近期最少使用算法和优化替换法是堆栈型替换算法。7 【正确答案】 B【试题解析】 直接相联是把主存空间按 Cache 大小等分成区，每区内的各块只能按位置一一对应到 Cache 的相应块位置上。其致命缺点是 Cache 的块冲突率很高。8 【正确答案】 A【试题解析】 流水是把一条指令分为多个子过程。它与重叠的区别是把一条指令分解的子过程数量不同。9 【正确答案】 C【试题解析】 采取延迟转移是用软件方法进行静态指令调度的技术，不必增加硬件，让成功转移总是延迟到这一条
9、或多条指令执行之后。10 【正确答案】 D【试题解析】 部件级流水是指构成部件内的各个子部件的流水，如运算器内浮点数的加减。二、填空题11 【正确答案】 阵列处理机【试题解析】 向量处理机是有向量数据表示的处理机，分向量流水处理机和阵列处理机两类。12 【正确答案】 开关单元 互连线路【试题解析】 典型的互连网络是由许多开关单元和互连线路组成的，互连通路的路径选择是通过置定开关单元的工作状态来控制的，这种置定可以有集中和分布两种控制策略。13 【正确答案】 主从型 各自独立型 浮动型【试题解析】 多处理机操作系统分为三类，分别是主从型、各自独立型和浮动型。14 【正确答案】 可用性 数据令牌【
10、试题解析】 数据驱动，其操作是按输入数据可用性决定的次序进行的，其数据流方式中的数据是以数据令牌方式直接在指令之间传递的。15 【正确答案】 互质【试题解析】 并行存储器的分体数 m 应取成质数，才能较好地避免存储器访问的冲突。只要变址跳距与 m 互质，存储器访问就总能无冲突地进行。16 【正确答案】 环形互连 交叉开关【试题解析】 多处理机的机间互连一般采用总线、环形互连、交叉开关多端口存储器或开关枢纽结构等形式。17 【正确答案】 紧耦合 松耦合【试题解析】 多处理机有紧耦合和松耦合两种不同构形。18 【正确答案】 异步性 函数性【试题解析】 从语义上讲，数据流是基于异步性和函数性的一种计
11、算模型。19 【正确答案】 FoRK m，m【试题解析】 FORK 和 JOIN 语句在不同计算机上有不同的表示形式。 FORK 语句的形式为 FORK m，其中 m 为开始的新进程标号。20 【正确答案】 不可【试题解析】 混洗交换单级网络包含两个互连函数，一个是全混(Shuffle-Exchange)，另一个是交换(Exchange)。与 Cube 不同的是，Shuffle 函数不是可逆函数。21 【正确答案】 线路交换 包交换【试题解析】 线路交换是在源和目的间建立实际的连接通路，一般适合于大批量数据传输。包交换是将数据置于包内传输，不用建立实际的连接通路，对短数据信息传输特别有效。三、
12、简答题22 【正确答案】 哈夫曼压缩概念的基本思想是，当各种事件发生的概率不均等时，采用优化技术对发生概率最高的事件用最短的位数(时间)来表示(处理)。而对出现概率较低的事件，允许用较长的位数(时间)来表示(处理)，就会导致表示(处理)的平均位数(时间)缩短。23 【正确答案】 (1)当各种事件发生的概率不均等时，采用优化技术对发生概率最高的事件用最短的位数(时间)来表示(处理) 。(2)而对出现概率较低的，允许用较长的位数(时间)来表示(处理)，就会导致表示(处理)的平均位数 (时间)的缩短。24 【正确答案】 (1)结构不要过分复杂，以降低成本。(2)互连要灵活，以满足算法和应用的需要。(
13、3)处理单元间信息交换所需传输步数要尽可能少，以提高速度性能。(4)能用规模单一的基本构件组合而成，或者经多次通过或者经多级连接来实现复杂的互连，使模块性好，以便于用 VLSI 实现并满足系统的可扩充性。25 【正确答案】 (1)软硬件设计分离和脱节是“ 由上往下” 和“由下往上”设计的主要缺点，由此提出“ 由中间开始 ”设计。“中间”指的是层次结构中的软硬交界面，目前多数是在传统机器级与操作系统机器级之间。(2)进行合理的软、硬件功能分配时，既要考虑能拿到的硬、器件，又要考虑可能的应用所需的算法和数据结构，先定义好这个交界面。确定哪些功能由硬件实现，哪些功能由软件实现，同时还要考虑好硬件对操
14、作系统、编译系统的实现提供些什么支持。然后由这个中间点分别往上、往下进行软件和硬件的设计。26 【正确答案】 如果要设计一套超长指令机系统，则必须遵循的主要准则是：(1)单一的控制器，只有一个控制器，每个时钟周期启动一条长指令。(2)超长指令字被分成多个控制字段，每个字段直接独立地控制每个功能部件。(3)含有大量的数据通路和功能部件，由于编译在编译时间已考查可能出现的数据相关，故控制硬件较简单。(4)在编译阶段完成超长指令中多个可并行操作的调度。四、简单应用题27 【正确答案】 设备 1-6 两次请求的时间间隔(s)为：20，20，25，40，40，100。28 【正确答案】 总流量 =50+
15、50+40+25+25+10=200 bitms 。29 【正确答案】 通道的工作周期 T=TS+TD= =500s。30 【正确答案】 中断处理的次序是 1342。31 【正确答案】 中断响应处理时空图如下所示。五、综合应用题32 【正确答案】 页面替换过程模拟图如下所示。虚地址 40 80 534 580 180 800 2000 300 320 1560 1600 虚页地址 0 0 2 2 0 3 7 1 1 6 633 【正确答案】 命中率 H=511=0 4534 【正确答案】 根据公式 t1=t， t2=3t，t 3=t， t4=t 瓶颈段的执行时间为 3t，n=10 ，代入公式35 【正确答案】 t 1=t，t 21=t，t 22=t， t23=t，t 3=t， t4=t 瓶颈段的执行时间为t，n=10 ，代入公式
