2021年10月高等教育自学考试全国统一命题考试

计算机系统结构试卷

(课程代码02325) 

注意事项：

1．本试卷分为两部分，第一部分为选择题，第二部分为非选择题。

2．应考者必须按试题顺序在答题卡（纸）指定位置上作答，答在试卷上无效。

3．涂写部分、画图部分必须使用2B铅笔，书写部分必须使用黑色字迹签字笔。

第一部分 选择题

一、单项选择题：本大题共l0小题，每小题l分。共10分。在每小题列如的备选项中只有一项是最符合题目要求的。请将其选出。

1. 汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是经

A.汇编程序翻译         B.编译程序翻译 C.编译程序解释            D.编译程序解释

2. 在计算机系统设计中，设计方法最好的是

A. 由上往下设计   B.由下往上设计  C.从两边向中间设计 D.从中间开始向两边设计

3. 浮点数尾数基值rm=8，尾数数值部分长6位，可表示的规格化最小正数尾数为

A. 0.015625       B.0.125      C. 0.25      D. 0.5

4. 总线控制采用集中式定时查询需另外增加控制线根数为

A. 3          B.N+2    C.2+⌈log2N⌉                 D.2N+1

5. 不属于堆栈替换算法的是

A. 先进先出法     B.近期最少使用法     C.近期最久未用法      D.页面失效频率法

6. 流水机器IBM360/91对指令中断的处理方法是

A. 指令复执法        B.猜测法     C.不精确断点法          D.对流水线重调度

7. 标量处理机的重叠方式中二次相关是

A. 指令k与指令k+1存在先读后写相关

B. 指令k与k+2存在先写后读相关

C. 指令k与指令k+1存在先写后读相关

D. 指令k+1与指令k+2存在写写相关   

8. ILLLIAC IV阵列处理机中，PE之间所用的互连函数是

A. Cube0与Cube1        B.PM2±2      C.Shuffle      D PM2±0和PM2±3

9. 混洗交换单级网络，最远的两个单元建立连接需要

A. n-1次混洗和n-1次交换   B.n-1次混洗和n 次交换  

 C.n 次混洗和n-1次交换   D.n次混洗和n次交换

10. 有关多处理机任务粒度说法正确的是

A. 任务粒度小，辅助开销大       B.任务粒度大，并行度高

B. C.任务粒度小，并行度低       D.任务粒度小，效率高

第二部分 非选择题

二、填空题：本大题共10小题，每小题2分，共20分。

11. 计算机系统机构研究的是      之间的功能分配以及对传统       界面的确定。

12. 程序访问的局部性包括_    上和    上的两个局部性。

13. 在机器指令系统的设计、发展和改进上有两种不同的途径和方向，分别是      和__   。

14. 并行主存系统时指能并行读出多个CPU字的单体多字和   、_  的交叉访问主存系统。

15. 虚拟存储器的存储管理方式按存储映像算法不同，有段式、_   式和    式等。

16. 从流水线中各个功能段之间是否有反馈回路的角度，可以把流水线分为     流水线和   流水线.

17. 超标量超流水线处理机是     与     处理机的结合

18. 在SIMD系统的互连网络的设计目标中，为了降低成本，要求    不要过分复杂；为满足算法和应用的需要，要求     要灵活。

19. 多处理机操作系统有3种类型，它们是主从型、————和_________.

20. 传统的Von Neuman型计算机采用     驱动方式；而非Von Neuman型的归约机基于   驱动方式。

 

三、简答题：本大题共5小题，每小题6分，共30分。

21. 简述模拟和仿真的概念及两者的主要区别。

 

22. 简述数据表示中的标志符和数据描述符的差别。

 

23. 简述中断的概念和中断系统采用软硬件结合的好处。

 

24. 简述全局相关处理中，采用猜测法猜错后保证恢复分支点原先现场的方法。

 

25. 简述多级立方体网络对各个交换开关的控制方式。

四、简单应用题：本大题共2小题，每小题10分，共20分。

26. Cache-主存存储层次中，主存有0~7共8块，Cache为4块，采用组相联映像，分2组。设Cache已先后访问并预取进了主存的第4、1、3、6块，现访存地址流又为1、2、4、1、3、7、0、2、5、6时，请完成：

（1）画出用LRU替换算法，Cache内各块的实际替换过程图，并标出命中时刻。

 

（2）求出在此时期间得Cache命中率。

 

27. 设某流水线有个4个功能段S1 、S2、S3、S4，每个功能段所需的执行时间分别为1△t、2△t、3△t、1△t。

（1）画出流入4个任务的时空图。

（2）计算流入50个任务的实际吞吐率和效率

（3）假设流水线的功能段可以通过细分进行改进，功能段S2可细分为S21、 S22,功能段S3 可以细分为S31、 S32 、S33,细分后每个功能能段所需的执行时间都是1△t；计算改进后流入50个任务的实际吞吐率。

 

 

五、综合应用题：本大题共2小题，每小题10分，共20分。

28. 有8台外设，各设备要求传送信息的工作速率分别如题28表所示

现设计的通道在数据传送期，每选择一次设备需2us，每传送一个字节数据需要3us。

 

（1）若用字节多路通道，通道工作的最高流量是多少？。

（2）作字节多路通道用时，希望同时不少于4台设备挂在此通道上，最好多挂一些，且高速设备尽量多挂一些，请问应选哪些设备挂在此通道上？为什么？

（3）若用作数组通道用时，通道工作的最高流量是多少？设定长块大小取256B.

（4）作数组多路通道用时，应选哪些设备挂在此通道上？为什么？

 

 

 

 

29. 设在串行单处理机上有如题29图的程序段，图中右边为相应语句执行所需的时间：

 

（1）分析程序语句并行性，并用 FORK 、 JOIN 、GOTO语句改成多处理机上并行执行的程序。。

 

 

（2）依据相应语句执行所需的时间，画出并行程序在2台处理机上执行的时间资源图。