計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模擬題

1、中國地質(zhì)大學(xué)（北京）繼續(xù)教育學(xué)院 2016年03課程考試計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模擬題（補）一 單項選擇題1. SIMD是指（ ）。A、單指令流單數(shù)據(jù)流         B、單指令流多數(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2. 磁盤外部設(shè)備適合于連接到（ ）。A字節(jié)多路通道B數(shù)組多路通道或選擇通道C選擇通道或字節(jié)多路通道D數(shù)組多路通道或字節(jié)多路通道3. 下列（ ）存儲設(shè)備不需要編址。A. 通用寄存器B. 主存儲器C. 輸

2、入輸出設(shè)備D. 堆棧4.多處理機的各自獨立型操作系統(tǒng)( )。 A.要求管理程序不必是可再入的 B.適合于緊耦合多處理機 C.工作負荷較平衡 D.有較高的可靠性5.輸入輸出系統(tǒng)硬件的功能對( )是透明的。 A.操作系統(tǒng)程序員 B.應(yīng)用程序員C.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計人員 D.機器語言程序設(shè)計員6. 實現(xiàn)匯編語言源程序變換成機器語言目標程序是由（ ）。A編譯程序解釋B編譯程序翻譯C匯編程序解釋D匯編程序翻譯7.全相聯(lián)地址映象是指( )。 A.任何虛頁都可裝入主存中任何實頁的位置 B.一個虛頁只裝進固定的主存實頁位置 C.組之間是固定的，而組內(nèi)任何虛頁可以裝入任何實頁位置 D.組間可任意裝入，組內(nèi)是固定裝入8

3、.( )屬于MIMD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 A.各處理單元同時受同一個控制單元的管理 B.各處理單元同時接受同一個控制單元送來的指令 C.松耦合多處理機和多計算機 D.陣列處理機9.設(shè)16個處理器編號分別為0，1，2，15用Cube3互聯(lián)函數(shù)時，第10號處理機與第( )號處理機相聯(lián)。 A.11 B.8 C.14 D.210.若輸入流水線的指令既無局部性相關(guān)，也不存在全局性相關(guān)，則( )。 A.可獲得高的吞吐率和效率 B.流水線的效率和吞吐率惡化 C.出現(xiàn)瓶頸 D.可靠性提高11流水線的技術(shù)指標不包括( )。A.響應(yīng)比 B.吞吐率 C.加速比 D.效率12指令優(yōu)化編碼方法，就編碼的效率來講，方法最好是（ ）

4、。A. 固定長度編碼B. 擴展編碼法C. Huffman編碼法D. 以上編碼都不是13RISC 計算機的指令系統(tǒng)集類型是 ( ) 。A. 堆棧型 B. 累加器型C. 寄存器寄存器型 D. 寄存器 - 存儲器型14相聯(lián)存儲器的訪問方式是(    )。A先進先出順序訪問B按地址訪問C無地址訪問D按內(nèi)容訪問15存儲器讀寫速率越高，每位的成本也越高，存儲容量也小。解決這一問題的主要方法是采用( )。A多級存儲體系結(jié)構(gòu)B并行存儲器C CacheD緩沖技術(shù)16計算機系統(tǒng)多級層次中，從下層到上層，各級相對順序正確的應(yīng)當(dāng)是（ ）。A.匯編語言機器級-操作系統(tǒng)機器級-高級語言機器級B.微程序

5、機器級-傳統(tǒng)機器語言機器級-匯編語言機器級C.傳統(tǒng)機器語言機器級-高級語言機器級-匯編語言機器級D. 匯編語言機器級-應(yīng)用語言機器級-高級語言機器級17對系統(tǒng)程序員不透明的是（ ）。 A.Cache 存儲器 B.系列幾各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度C.指令緩沖寄存器 D.虛擬存儲器18在計算機系統(tǒng)設(shè)計中，比較好的方法是（ ）。 A.從上向下設(shè)計 B.從下向上設(shè)計C.從兩頭向中間設(shè)計 D.從中間開始向上、向下設(shè)計19不同系列的機器之間，實現(xiàn)軟件移植的途徑不包括（ ）。 A.用統(tǒng)一的高級語言 B.用統(tǒng)一的匯編語言C.模擬 D.仿真20堆棧型機器比通用寄存器型機器優(yōu)越的是（ ）。 A.支持先進先出類接替算法

6、的求解 B.能更好地支持向量的運算C.支持由逆波蘭表達式將高級語言多元賦值語句直接編譯生成堆棧指令程序 D.能優(yōu)化存儲器的空間利用率21下列說法正確的是（ ）。A.Cache容量一般不大，命中率不會很高B.Cache芯片速度一般比CPU的速度慢數(shù)十倍C.Cache本身速度很快，但地址變換速度很慢D.Cache存儲器查映象表和訪問物理Cache其間可以流水，使速度與CPU匹配。22在尾數(shù)下溢處理方法中，平均誤差最大的是（ ）。 A.截斷法 B.舍入法C.恒置“1”法 D.ROM查表法23 ILLIAC 是一種（ ）。 A.流水線處理機 B.指令重疊處理機C.陣列處理機 D.多處理機24能實現(xiàn)作業(yè)

7、、任務(wù)級并行的異構(gòu)型多處理機屬（ ）。 A.MISD B.SIMD C.MIMD D.SISD25非線性流水線是指（ ）。 A.一次運算中使用流水線中多個功能段 B.一次運算中要多次使用流水線中的某些功能段C. 流水線中的某些功能段在各次運算中的作用不同D. 流水線中的各個功能段在各種運算中有不同的組合26流水機器對全局性的相關(guān)處理不包括（ ）。 A.猜測法 B.提前形成條件碼C.加快短循環(huán)程序的執(zhí)行 D.設(shè)置相關(guān)專用通路27外部設(shè)備打印機適合于連接（ ）。 A.數(shù)組多路通道或選擇通道 B.字節(jié)多路通道或選擇通道C.選擇通道 D.任意一種通道28虛擬存儲器常用的地址映像方式是（ ）。 A.全相

8、聯(lián) B.段相聯(lián)C.組相聯(lián) D.直接29下列關(guān)于虛擬存儲器的說法，比較正確的是（ ）。 A.訪主存命中率隨頁面大小增大而提高 B.訪主存命中率隨貯存容量增加而提高C.更換替換算法能提高命中率D.在主存命中率低時，改用堆棧型替換算法，并增大主存容量，可提高命中率30Cache存儲器常用的地址映像方式是（ ）。 A.全相聯(lián)映象 B.頁表法映象C.組相聯(lián)映象 D.段頁表映象二 判斷題1.CPI是指每條指令執(zhí)行的平均時鐘周期數(shù)。（ ）2.并行性是指計算機系統(tǒng)在同一時刻進行多種運算或操作。（ ）3SIMD是多指令流多數(shù)據(jù)流。（ ）4每條指令的功能應(yīng)盡可能簡單，并在一個機器周期內(nèi)完成是RISC指令集結(jié)構(gòu)的設(shè)

9、計原則之一。（ ）5線性流水線是指各段串行連接、沒有反饋回路的流水線。（ ）6在存貯體系中，地址映象與地址變換實際上是一回事。（ ）7虛擬存貯器內(nèi)部地址映象方式的選擇依據(jù)于是否有高的主存命中率。（ ）8. 向后兼容是系列機的根本特征。（ ）9對概率不等的事件用Huffman編碼，其具體編碼不唯一，但平均碼長肯定是唯一的，且是最短的。（ ）10I/O系統(tǒng)所帶外設(shè)種類數(shù)量多，速度差異大，適宜采用專用總線來作I/O總線。（ ）11對標量數(shù)據(jù)來說，并行主存系統(tǒng)的實際頻寬采用多體單字方式的要比采用單體單字方式組成的高。（ ）12Cache組相聯(lián)映象的塊沖突概率比直接映象的高。（ ）13指令的重疊解釋，即

10、可加快程序的解釋，又能加快指令的解釋。（ ）14為了使陣列機在包括向量、數(shù)組、標量等各種題目上有盡可能高的速度性能，只需要在價格允許的情況下，盡可能增大處理單元數(shù)N即可。（ ）三 填空題1.程序訪問的局部性原理，包括時間局部性和 局部性。2.指令的操作碼優(yōu)化編碼方法有_和擴展編碼。3.MIPS的中文含義： 。4流水線的效率是指流水線的 利用率。5.Cache存儲器系統(tǒng)是由Cache和_構(gòu)成的二級存儲系統(tǒng)。6解釋一條機器指令的微操作可歸并成取指令、分析和 三個部分。7.程序員編程用的地址是_。8. 實現(xiàn)程序移植的主要途徑有統(tǒng)一高級語言、系列機、模擬與_。9. 計算機系統(tǒng)弗林分類法，把計算機系統(tǒng)分

11、成單指令流單數(shù)據(jù)流(SISD)、單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD)、_和多指令流單數(shù)據(jù)流四大類。10. 吞吐率是流水線在      內(nèi)所完成的任務(wù)數(shù)或輸出結(jié)果的數(shù)量。11. 在Cache存貯器中，CPU每次寫Cache的同時，也寫入主存，稱這種更新主存塊內(nèi)容的方法為 法。12虛擬存儲器主要是為解決主存_滿足不了要求發(fā)展出來的。13Cache 主要是解決主存_滿足不了要求發(fā)展出來的。14. 并行性包括同時性和 性二重含義。四 名詞解釋1計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2地址映象3虛擬存儲系統(tǒng)4互連函數(shù)5Amdahl定律6中斷輸入輸出方式7Cache存儲系統(tǒng)8頁

12、式虛擬存儲器五 簡答題1計算機系統(tǒng)按功能可劃分成哪幾級層次？2提高計算機系統(tǒng)的并行性的措施有哪些？3頁式虛擬存儲器的主要有哪些優(yōu)點和缺點？4什么是流水線的速度瓶頸？消除這種瓶頸的方法有哪兩種？5流水線的有哪些分類？6RISC有哪些特點？六 綜合題1.有一指令流水線如下所示（1）求連續(xù)輸入10條指令，該流水線的實際吞吐率和效率；（2）該流水線的“瓶頸”在哪一段？請采取兩種不同的措施消除此“瓶頸”。對于你所給出的兩種新的流水線，連續(xù)輸入10條指令時，其實際吞吐率和效率各是多少？2報文由AK字符組成，其出現(xiàn)頻度依次為0.17, 0.05, 0.20,0.06, 0.08, 0.03, 0.01, 0

13、.08, 0.13, 0.08, 0.11。（1）各字符用等長二進制編碼，傳送200個字符時，需傳送多少個二進制碼位？（2）構(gòu)造哈夫曼樹，寫出各字符的二進制碼位數(shù)。（3）按哈夫曼編碼，計算字符的平均碼長。（4）用哈夫曼碼傳送1000個字符，比定長碼傳送可減少傳送的碼位數(shù)是多少？（5）設(shè)計一種平均碼長最短的僅有兩種碼長的擴展操作碼編碼，并求出其平均碼長。參考答案：一單項選擇題12345678910BBDDBBDCDA11121314151617181920ACCDAADDBC21222324252627282930DACCBDBADC二判斷題1234567×××&#

14、215;891011121314××××3 填空題1.空間 2.哈夫曼編碼 3.每秒百萬條指令數(shù) 4.設(shè)備 5.主存 6.執(zhí)行 7.邏輯地址8仿真 9多指令流多數(shù)據(jù)流 10單位時間 11寫直達 12容量13速度 14并發(fā)四. 名詞解釋1計算機體系結(jié)構(gòu):是程序員所看到的計算機的屬性，即概念性結(jié)構(gòu)與功能特性。這實際上是指計算機系統(tǒng)的外特性。2地址映象：把虛擬地址空間映象到主存地址空間，具體地說，就是把用戶用虛擬地址編寫的程序按照某種規(guī)則裝入到主存儲器中，并建立多用戶虛地址與主存實地址之間的對應(yīng)關(guān)系。3虛擬存儲系統(tǒng)：虛擬存儲系統(tǒng)由主存儲器與聯(lián)機的外部存儲器構(gòu)成

15、，采用硬件與軟件相結(jié)合的方法來調(diào)度。由于虛擬存儲系統(tǒng)需要通過操作系統(tǒng)的存儲管理系統(tǒng)來調(diào)度，因此，對系統(tǒng)程序員來說它是不透明的，但對于在操作系統(tǒng)之上編程的應(yīng)用程序員來說是透明的。虛擬存儲系統(tǒng)的訪問速度與主存儲器很接近，存儲容量是一個很大的虛擬地址空間。4互連函數(shù)：為了反映不同互連網(wǎng)絡(luò)的連接特性，每種互連網(wǎng)絡(luò)可用一組互連函數(shù)來描述。5Amdahl定律：當(dāng)對一個系統(tǒng)中的某個部件進行改進后，所能獲得的整個系統(tǒng)性能的提高，受限于該部件的執(zhí)行時間占總執(zhí)行時間的百分比。6中斷輸入輸出方式：當(dāng)出現(xiàn)來自系統(tǒng)外部，機器內(nèi)部，甚至處理機本身的任何例外的，或者雖然是事先安排的，但出現(xiàn)在現(xiàn)行程序的什么地方是事先不知道的

16、事件時，CPU暫停執(zhí)行現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去處理這些事件，等處理完成后再返回來繼續(xù)執(zhí)行原先的程序。7Cache存儲系統(tǒng)：由Cache和存儲器組成的系統(tǒng)，速度接近Cache，容量接近存儲器，每單位的價格跟存儲器相近，這個存儲系統(tǒng)全部用硬件來調(diào)度，因此，它不僅對應(yīng)用程序員是透明的，而且對系統(tǒng)程序員也是透明的。8頁式虛擬存儲器把虛擬地址空間和主存地址空間劃分成同樣大小的頁，程序調(diào)入、調(diào)出主存以頁為單位。目前一般計算機系統(tǒng)中，一頁的大小通常為1KB至16KB。五.簡答題1答：第0級為硬聯(lián)邏輯，是實現(xiàn)微指令本身的控制時序。第1級為微程序控制，是對機器指令進行譯碼，對應(yīng)一個微指令序列，給出微指令信號。第2級為機器

17、語言機器。這一級的機器語言就是該機的指令系統(tǒng)。第3級為操作系統(tǒng)機器，為用戶提高一個操作系統(tǒng)，提高了計算機系統(tǒng)的功能和資源利用率。第4級是匯編語言機器。這一級的機器語言是匯編語言。第5級是高級語言機器。這級的機器語言就是各種高級語言。第6級是應(yīng)用語言機器。這級的機器語言是應(yīng)用語言。2答：（1）資源重復(fù)：空間上引入并行性概念，即重復(fù)設(shè)置硬件資源以提高計算機系統(tǒng)的性能。（2）時間重疊：時間上引入并行性概念，即多個處理過程在時間上相互錯開，輪流重疊使用同一套硬件的各個部件。（3）資源共享：利用軟件方法，使多個用戶分時使用同一個計算機系統(tǒng)。3答：優(yōu)點：（1）主存儲器的利用率比較高。（2）頁表相對比較簡單

18、。（3）地址映象和變換的速度比較快。（4）對輔存（磁盤存儲器）的管理比較容易。頁式虛擬存儲器的主要缺點有兩個：（1）程序的模塊化性能不好。（2）頁表很長，需要占用很大的存儲空間。4答：一個由若干段組成的流水線，在達到穩(wěn)定狀態(tài)后所獲得的吞吐率與其中延遲最大的那一段長度有關(guān)，這一段就成為影響流水線速度的瓶頸。消除流水線速度瓶頸的方法主要有兩種：（1）盡量采取將瓶頸子過程再細分，使之接近于流水線其他段的工作速度。（2）將多個瓶頸子過程并聯(lián)。5答：按流水技術(shù)用于系統(tǒng)的等級不同，分為部件級、處理機級、系統(tǒng)級3個級別。按流水線具有功能的多少，分為單功能和多功能2類。單功能流水線指流水線內(nèi)各段固定連接，只完

19、成單一的一種功能。多功能流水線指流水線中各段可以有多種不同連接，實現(xiàn)多種不同功能。在多功能流水線的基礎(chǔ)上，又分為靜態(tài)和動態(tài)流水線。靜態(tài)流水線指在流水線內(nèi)各段于同一時間里只能按其中的一種功能流水。動態(tài)流水線的各段可以同時為不同功能服務(wù)。按流水線功能段之間有無反饋或越過，將其分為線性和非線性2類。線性流水線中的各段之間串行連接無反饋和跳越，每個任務(wù)流經(jīng)各段僅一次；反之，為非線性流水線。按流水處理機是否具有向量數(shù)據(jù)表示，分為向量流水機和標量流水機2類。6答：（1）指令系統(tǒng)中的大多數(shù)指令只執(zhí)行一個簡單的和基本的功能，這些指令可以比較快地在單個周期內(nèi)執(zhí)行完成，并減少指令的譯碼和解釋所需要的開銷。（2）采用LOAD/STORE結(jié)構(gòu)。由于訪問存儲器指令需要的時間比較長，因此，在指令系統(tǒng)中要盡量減少這類指令，只保留不可再少的LOAD和STORE兩種訪問存儲器的指令。（3）硬布線控制邏輯。硬布線控制邏輯可以使大多數(shù)指令在單周期內(nèi)執(zhí)行完成，減少了微