2022年10月高等教育自学考试计算机系统结构试题及解析

2022年10月高等教育自学考试计算机系统结构试题

课程代码:02325

1.请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。

2.答题前,考生务必将自己的考试课程名称、姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。

一、单项选择题:本大题共10小题,每小题1分,共10分。在每小题列出的备选项中只有一项是最符合题目要求的,请将其选出。

1.“从中间开始"设计的“中间”一般是指（D）

A.微程序机器级与汇编语言机器级之间

B.操作系统机器级与汇编程序机器级之间

C.传统机器语言机器级与微程序机器级之间

D.传统机器语言机器级与操作系统机器级之间

2.计算机系统结构的属性不包括(C)

A.中断机构.

B.指令系统

C.主存速度

D.数据表示

3.尾数下溢处理方法中,平均误差最大的是(B)

A.舍人法

B.截断法

C.恒置“1”法

D.查表舍人法

4.通道程序执行结束后引起的中断是（B）

A.外中断

B. I/0中断

C.程序性中断

D.机器校验中断

5.在Cache地址映像方式中,块冲突概率最高的是(A)

A.直接

B.组相联

C.段相联

D.全相联

6.在流水处理机中,与流水线最大吞吐率高低有关的是(C)

A.各子过程的时间

B.最快子过程的时间

C.最慢子过程的时间

D.最后子过程的时间

7.在计算机组成上实现指令的重复解释需要解决的不包括(c)

A.访主存冲突

B.指令间各种相关的处理

C.“分析”与“执行”操作的串行

D.“分析”与“执行”操作控制上的同步

8.在16个处理器中,用单级立方体互连函数Cube3,可与7号处理器相连的处理器号是(D) (Cube3=(x3x2x1x0)=x3 x2 x1x0 )  20+21+22    0111=1111  

A.0

B. 10

C.12

D.15

9.在多处理机中，程序段之间不能并行的原因是(A)

A.数据相关

B.数据反相关

C.数据输出相关

D.以交换数据为目的时

10.针对非Von Neumann计算机叙述正确的是(A)

A.归约机采用需求驱动方式

B.归约机采用控制驱动方式

C.数据流机采用需求驱动方式

D.数据流机采用控制驱动方式

二、填空题:本大题共10小题,每小题2分,共20分。

11.实现软件移植的主要方法有统一高级语言、设计系列机、_模拟_与__仿真_等。

12.计算机系统结构中的并行性包含__同时性__和__并发性__重 含义。

13.按复杂指令系统计算机(CISC)方向发展和改进指令系统可以分别从面向目标程序、面向_汇编语言_和面向_操作系统___等 三个方面来优化实现。

14.在满足通道设计流量不低于设备工作时的最大流量时，为使微观上不丢失设备信息,可以加设一定容量的_数据缓冲器_或动态提高低速设备的响应 --优先级---来弥补。

15.为了提高访问Cache的命中率,Cache的取算法有__恒_预取法和_不命中时__预取法两种不同的预取方法。

16.为同时解释相邻两条或多条指令，常用的控制方式是__重叠___、_流水___。

17.在流水处理机中,若指令的执行采用异步流动方式，指令之间不仅会产生“先写后读”的相关,还会产生“_先读后写__” 相关和“__写-写___”相关。

18.在SIMD计算机的互连网络中,多采用硬连的_线路_交换 方法,网络中的开关单元一般采用_集中__控制策略。

19.多处理机的结构、机间互连、并行算法、操作系统等都会直接影响到系统的__性能__，_效率__。

20.在紧耦合多处理机中,为了减少访问主存冲突,主存一般采用 ---M多体交叉---存取;为了减少访问主存的次数,处理机还可以自带—高速缓冲存储器--。

三、简答题:本大题共5小题,每小题6分,共30分。

21.简述计算机程序时间上的局部性和空间上的局部性。

时间局限性：某些指令被执行后，不久后可能会在此执行，某些数据被访问后，不久可能会再次访问。空间局限性：一旦程序访问了某个存储单元，不久后其相邻的存储单元也可能被访问

22.简述标志符数据表示的概念和标志符数据表示存在的两个问题。

在标志符数据表示中，标志符是与每个数据相连的，并且合存在同一个存贮单元中，用于描述单个数据的类型等属性；

23.简述中断系统和作用。

24.简述紧耦合多处理机以软件为基础实现多Cache的一致性的优缺点及应用场合。

25.简述阻塞式网络产生阻塞的原因及其解决方法。

原因：在多级互连网络中，若在同时实现两对以上入 出端间的连接时，可能会发生争用数据传送路径冲突。 

方法：一是让多级互连网络通行二次，每次通行时开关处于不同的状态；二是用多级互连网络与它们的逆网络相连，省去中间重复的一级。

四、简单应用题:本大题共2小题,每小题10分,共20分。

26.设某虚拟存储器上运行的程序含5个虚页，其页地址流依次为4,5,3,2,5,1,3,2,5,1,3。用LRU替换。

(1)用堆栈对该页地址流模拟一次,画出此模拟过程,并标出实页数为3,4 ,5时的命中情况。

(2)为获得最高的命中率,至少应分配给该程序几个实页?其可能的最高命中率是多少?

（PS：非此题答案，类似方法）

27.在CRAY-1向量流水处理机中，如果向量长度为64,各功能部件执行时间分别为:浮加为6拍,浮乘为7拍,存储器读数为6拍,送入寄存器及启动功能部件各1拍。

(1)如题27图向量指令之间哪些可以并行?哪些可以链接执行?

(2)计算向量指令执行完所需最少拍数。

五、综合应用题:本大题共2小题,每小题10分,共20分。

28.某模型机9条指令使用频度如题28表所示。要求有两种指令码长,都按双操作数指令格式,采用扩展操作码,并限制只能有两种操作码码长。

 

(1)根据使用频度,设计出全Huffman操作码,并计算其平均码长。

(2)考虑题目的要求,设计优化实用的操作码形式,并计算其操作码的平均码长。

（ps:非此题答案，方法类似）

29.在一个4段的流水线处理机上需经过6拍才能完成一个任务,其预约表如题29表所示。

(1)写出延迟禁止表,冲突向量。

(2 )画出流水线状态转移图。

(3)求出最小平均间隔拍数及其最佳调度方案。

 

 

ps:此题为2014年4月份原题