2016年4月自考計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(02325)試題及答案解析

1、2016 年 4月高等教育自學(xué)考試全國(guó)統(tǒng)一命題考試9計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試卷（課程代碼02325）本試卷共3 頁(yè)，滿分l00 分，考試時(shí)間l50 分鐘。考生答題注意事項(xiàng)：1 本卷所有試題必須在答題卡上作答。答在試卷上無(wú)效，試卷空白處和背面均可作草稿紙2第一部分為選擇題。必須對(duì)應(yīng)試卷上的題號(hào)使用2B 鉛筆將“答題卡”的相應(yīng)代碼涂黑。3第二部分為非選擇題。必須注明大、小題號(hào)，使用0 5 毫米黑色字跡簽字筆作答。4合理安排答題空間，超出答題區(qū)域無(wú)效。第一部分選擇題一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10 小題，每小題1 分，共 10 分 ）在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其選出并將“答題卡”的

2、相應(yīng)代碼涂黑。未涂、錯(cuò)涂或多涂均無(wú)分。1 以軟件為主實(shí)現(xiàn)的機(jī)器稱為p26A.模型機(jī)器B.模擬機(jī)C.虛擬機(jī)器D.實(shí)際機(jī)器2下列關(guān)于系列機(jī)軟件兼容描述正確的是p40A.系列機(jī)軟件必須保證向后兼容，力爭(zhēng)向前兼容B.系列機(jī)軟件必須保證向下兼容，力爭(zhēng)向前兼容C.系列機(jī)軟件必須保證向前兼容，力爭(zhēng)向上兼容D.系列機(jī)軟件必須保證向下兼容，力爭(zhēng)向后兼容3.浮點(diǎn)數(shù)階值采用二進(jìn)制p位、尾數(shù)基值位rm,則該浮點(diǎn)數(shù)的最大階值為p63A 2pB 2p-1C 2p-1D 2p-1-1 4為了使任何時(shí)候所需的信息都只用一個(gè)存儲(chǔ)周期訪問(wèn)到，信息在主存中存放的地址要求是 p73B.地址最tWj位為0D.該信息寬度的整數(shù)倍p111

3、B. 1+ rlog2N nD. 3+ rlogzNiB.主存器件D.程序的局部性A.地址最低位為0C.該信息寬度的一半5存儲(chǔ)器的最大頻寬是指p98A.存儲(chǔ)器瞬時(shí)訪問(wèn)的頻寬B.存儲(chǔ)器最大的傳輸速率C.存儲(chǔ)器連續(xù)訪問(wèn)時(shí)的頻寬D.存儲(chǔ)器的實(shí)際傳輸速率6總線控制定時(shí)查詢方式的控制線的線數(shù)為A. R）g 2NnC. 2+ 2g2NK7. 存儲(chǔ)層次構(gòu)成的主要依據(jù)是p127A. CPU的速度C.程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言8相聯(lián)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)依據(jù)是A.內(nèi)容B.地址C.速度D.周期9并行向量處理的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是A.交換開(kāi)關(guān)B.縱橫交叉開(kāi)關(guān)C.單總線D.多總線10從指令和數(shù)據(jù)的多倍性來(lái)看，陣列機(jī)屬于A.單指令流單數(shù)據(jù)流B.單指令流

4、多數(shù)據(jù)流C.多指令流單數(shù)據(jù)流D.多指令流多數(shù)據(jù)流第二部分非選擇題二、填空題（本大題共10 小題，每小題2 分，共 20 分 ）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上作答。11軟件的功能可以用_硬件 或 _固件 實(shí)現(xiàn)。12指令由_操作碼 和 _地址碼 兩部分組成。p7513 計(jì)算機(jī)應(yīng)用可歸納為向上升級(jí)的4 類：數(shù)據(jù)處理、_信息處理、 _知識(shí)處理和智能處理。p44p4514浮點(diǎn)數(shù)下溢處理的精度損失對(duì)_系統(tǒng) 程序和 _應(yīng)用 程序設(shè)計(jì)者都是透明的。 p6915適當(dāng)選擇好Cache 的容量、塊的大小、組相聯(lián)的_組數(shù) 和組內(nèi)的_塊數(shù) ，可以保證有較高的命中率。16能夠并行讀出多個(gè)CPU 字的單體多字和_多體單字、 _多體多字 的交

5、叉訪問(wèn)主存系統(tǒng)被稱為并行主存系統(tǒng)。p10017中斷系統(tǒng)的軟、硬件功能分配實(shí)質(zhì)上是中斷_處理程序軟件和中斷_響應(yīng)硬件的功能分配。p10718 頁(yè)式存儲(chǔ)是把_主存 空間和_程序 空間都機(jī)械地等分成固定大小的頁(yè)，按頁(yè)順序編號(hào)。p13119主存空間數(shù)據(jù)相關(guān)是相鄰兩條指令之間出現(xiàn)對(duì)主存_同一單元要求 _先寫(xiě)而后讀的關(guān)聯(lián)。20 將二維數(shù)組中各元素在存儲(chǔ)器中_錯(cuò)位 存放可以使行或列的各元素都能并行訪問(wèn)，但會(huì)造成_主對(duì)角線 上各元素的并行訪問(wèn)沖突。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5 小題，每小題6 分，共 30 分 ）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上作答。21 . 簡(jiǎn)述指令字格式優(yōu)化的措施。p80答： 采用擴(kuò)展操作碼，并根據(jù)指令的頻度Pi

6、的分布狀況選擇適合的編碼方式，以縮短操作碼的平均碼長(zhǎng)； 采用多種尋址方式，以縮短地址碼的長(zhǎng)度，并在有限的地址長(zhǎng)度內(nèi)提供更多的地址信息；采用0、 1 、 2、 3 等多種地址制，以增強(qiáng)指令的功能；在同種地址制內(nèi)再采用多種地址形式，讓每種地址字段可以有多種長(zhǎng)度，且讓長(zhǎng)操作碼與短操作碼進(jìn)行組配；在維持指令字在存儲(chǔ)器中按整數(shù)邊界存儲(chǔ)的前提下，使用多種不同的指令字長(zhǎng)度。22 . 簡(jiǎn)述引入數(shù)據(jù)表示的原則。p61答：看系統(tǒng)的效率是否有顯著提高，包括實(shí)現(xiàn)時(shí)間和存儲(chǔ)空間是否有顯著減少；實(shí)現(xiàn)時(shí)間是否減少又主要看主存和處理機(jī)之間傳遞的信息量是否減少；看引入這種數(shù)據(jù)表示后，其通用性和利用率是否提高。如果只對(duì)某種數(shù)據(jù)結(jié)

7、構(gòu)的實(shí)現(xiàn)效率 高、而對(duì)其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)效率低，或應(yīng)用較少，將導(dǎo)致性價(jià)比下降。23 .簡(jiǎn)述數(shù)組多路通道的數(shù)據(jù)傳輸方式。p119答：數(shù)組多路通道在每選擇好一臺(tái)設(shè)備后，要連續(xù)傳送完固定 K個(gè)字節(jié)的成組數(shù)據(jù)后， 才能釋放總線，通道再去選擇下一臺(tái)設(shè)備，再傳送該設(shè)備的 K個(gè)字節(jié)。如此，以成組方式輪流交叉地為多臺(tái)高速設(shè)備服務(wù)。設(shè)備要想傳送N個(gè)字節(jié)，就需要先給 N/K1次申請(qǐng)使用通道總線才行。24 .簡(jiǎn)述機(jī)群系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的并行系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。答:系統(tǒng)有高的性能價(jià)格比；系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期短；系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好；系統(tǒng)的資源利用率高；用戶投資風(fēng)險(xiǎn)??；用戶編程方便。25 .簡(jiǎn)述SIMD系統(tǒng)的互連網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。答：結(jié)構(gòu)不要

8、過(guò)于復(fù)雜，以降低成本；互聯(lián)要靈活，以滿足算法和應(yīng)用的需求；處理單元間信息交換所需傳送步數(shù)盡可能少，以提高速度性能；能用規(guī)整單一的基本構(gòu)件組合而成，或經(jīng)多次通過(guò)或多級(jí)連接來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的互聯(lián)，使模塊性好，以便于用 VLSL實(shí)現(xiàn)并滿足系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。四、簡(jiǎn)單應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上作答。26 .給出N=8的蝶式變換，如圖題 26圖所示。寫(xiě)出互連函數(shù)關(guān)系。如果采用omega網(wǎng)絡(luò)，需幾次通過(guò)才能完成此變換？0o。 012345675b 7題26圖解： 互聯(lián)函數(shù)關(guān)系：f（P2PlPo）=PoPlP2如果處理單元設(shè)有屏蔽位控制硬件，可讓PE）、PE2、P5和PE7均處于屏蔽

9、，P日、PR、PE4和P國(guó)為活躍，只需要在 omega網(wǎng)絡(luò)上通過(guò)一次，傳輸路徑無(wú)冗余。27.由3位數(shù)(其中最低位為下溢處理的附加位)經(jīng)ROM查表舍入法，下溢處理成2位結(jié)果,設(shè)計(jì)使下溢處理平均誤差接近于0的ROM表，列出ROM編碼表的地址與內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系。解：3位數(shù)的ROM下溢處理表共有23=8個(gè)地址，地址碼為000111 ,每個(gè)地址存放一個(gè)處 理結(jié)果。下溢處理平均處理誤差接近于 0的ROM處理表如圖27所示地址000001010011100101110111內(nèi)容0001011010111111圖27如果處理單元未設(shè)置屏蔽位控制硬件，就需要在 就會(huì)出現(xiàn)很多冗余。omega網(wǎng)絡(luò)上通過(guò)兩次，此時(shí)，傳

10、輸路徑五、綜合應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上作答。28.如果通道在數(shù)據(jù)傳送期中，選擇設(shè)備的時(shí)間T5為10科s,傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)需要的時(shí)間Td為 0.5 s。(1)某低速設(shè)備每隔500 ds發(fā)出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)請(qǐng)求，至多可接幾臺(tái)這種設(shè)備？(2)對(duì)于題28表所示的低速設(shè)備，一次通信傳送的字節(jié)數(shù)不少于1024個(gè)字節(jié)，則哪些設(shè)備可掛？哪些設(shè)備不可掛？設(shè)備ABCDEF設(shè)備速率-，C-1fi/B - pS1/0.11/0.61/0.21/0.251/0.81/0.55題28表 AF設(shè)備的速率解：低速設(shè)備每隔500謾發(fā)出一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求，掛低速設(shè)備的通道應(yīng)按字節(jié)多路通道方式工

11、作，極限流量：fmax.byte = 1/(TS+TD)如果所掛的臺(tái)數(shù)為 m,設(shè)備的速率f i實(shí)際就是設(shè)備發(fā)出的字節(jié)傳送請(qǐng)求的間隔時(shí)間的倒數(shù),相同設(shè)備，速率之和為 m f i。為了不丟失信息，應(yīng)滿足：1/(Ts+Td) > m f i于是m應(yīng)滿足：m< 1/(Ts+Td) f i=500/ (10+0.5) =48所以至多可掛48臺(tái)低速設(shè)備。（2）如題找表明示為低速設(shè)備，此通道是選擇通道T如果通道上掛有m臺(tái)設(shè)備，則 選擇通道的極限流就為二wui 口 BnruJ.一 ,”心 Ts 10一+,“ 一什分）限制通道上所掛的設(shè)備速率/言而E 網(wǎng)T/孑為黑（1分）+ 0. 5即:工w 1S 31口分）根掂題'期表可知，只能掛隊(duì)E,F設(shè)翁,0分）A、C3設(shè)備因?yàn)樗俾食^(guò)人*此一 所以不能掛口 （1分）29.有以下FORK、JOIN寫(xiě)成的在多處理機(jī)上并行執(zhí)行的程序：10 U=A+BFORK 3020 V=U/BJOIN 2GOTO