(完整版)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)考試題目及參考答案

1、一：名詞解釋1：虛擬機(jī)：由軟件實(shí)現(xiàn)的機(jī)器。2：CPI：是衡量CPU執(zhí)行指令效率的重要標(biāo)志，指執(zhí)行每條指令所需的平均時(shí)鐘周期數(shù)。3：摩爾定律：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。4：并發(fā)性：指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生的并行性。5：程序局部性原理：是指程序在執(zhí)行時(shí)呈現(xiàn)出局部性規(guī)律，即在一段時(shí)間內(nèi)，整個(gè)程序的執(zhí)行僅限于程序中的某一部分。相應(yīng)地，執(zhí)行所訪問(wèn)的存儲(chǔ)空間也局限于某個(gè)內(nèi)存區(qū)域。局部性原理又表現(xiàn)為：時(shí)間局部性和空間局部性。6：CISC/RISC：CISC：即復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，指在系統(tǒng)中增加更多和復(fù)雜的指令，來(lái)提高操作系統(tǒng)效率的計(jì)

2、算機(jī)。RISC：即精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，指在系統(tǒng)中選取使用一些頻率最高的、長(zhǎng)度固定的、格式種類少的簡(jiǎn)單指令的計(jì)算機(jī)。7：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：指對(duì)機(jī)器語(yǔ)言計(jì)算機(jī)的軟、硬件功能的分配和對(duì)界面的定義。8：系列機(jī)：指先設(shè)計(jì)好一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而后就按這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)它的系統(tǒng)軟件，按器件狀況和硬件技術(shù)研究這種結(jié)構(gòu)的各種實(shí)現(xiàn)方法，并按照速度、價(jià)格等不同要求，分別提供不同速度、不同配置的各檔機(jī)器。9：模擬：用機(jī)器語(yǔ)言程序解釋實(shí)現(xiàn)程序移植的方法。10：仿真：用微程序直接解釋另一種機(jī)器的指令系統(tǒng)。11：尋址方式：尋找操作數(shù)或指令的有效地址的方式。12：替換算法：在存儲(chǔ)體系中，當(dāng)出現(xiàn)頁(yè)面失效時(shí)或者主存的所有頁(yè)面已經(jīng)全部被占

3、用而又出現(xiàn)頁(yè)面失效時(shí)，按照某種算法來(lái)替換主存中某頁(yè)。由于主存中的塊比Cache中的塊多，所以當(dāng)要從主存中調(diào)一個(gè)塊到Cache中時(shí)，會(huì)出現(xiàn)該塊所映象到的一組（或一個(gè)）Cache塊已全部被占用的情況。這時(shí)，需要被迫騰出其中的某一塊，以接納新調(diào)入的塊。二：選擇題1，直接執(zhí)行微指令的是（ C ）A 匯編程序 B 編譯程序 C 硬件 D微指令程序2，對(duì)匯編語(yǔ)言程序員不透明的是（ C ）A 程序計(jì)數(shù)器 B主存地址寄存器 C條件碼寄存器 D指令寄存器3，最早的馮諾依曼型計(jì)算機(jī)是以（ B ）為中心的A運(yùn)算器 B控制器 C存儲(chǔ)器 D I/O設(shè)備4，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度的結(jié)構(gòu)來(lái)看，機(jī)器語(yǔ)言程序員看到的機(jī)器屬性是（

4、 C ）A 計(jì)算機(jī)軟件所要完成的功能 B 計(jì)算機(jī)硬件的全部組成C 編程要用到的硬件組織 D計(jì)算機(jī)各部分硬件的實(shí)現(xiàn)5，不同系列計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)可移植性的途徑，不包括（ B ）A 采用統(tǒng)一的高級(jí)語(yǔ)言 B采用統(tǒng)一的匯編語(yǔ)言C 模擬 D仿真6，利用時(shí)間重疊原理，實(shí)現(xiàn)并行處理的是（ A ）A流水處理機(jī) B多處理機(jī) C 陣列處理機(jī) D集群系統(tǒng)7，多處理機(jī)實(shí)現(xiàn)的并行主要是（B）A指令級(jí)并行 B 任務(wù)級(jí)并行 C 操作級(jí)并行 D操作步驟的級(jí)并行8計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不包括（ B ）A信息保護(hù) B存儲(chǔ)速度C數(shù)據(jù)表示D機(jī)器工作狀態(tài)9，不需要編址的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間（ D ）A CPU通用寄存器 B 主存儲(chǔ)器 C I/O寄存器 D

5、堆棧10，RISC執(zhí)行程序的速度比 CISC 快的原因是（ C ）A RISC指令系統(tǒng)中條數(shù)較少 B 程序在RISC編譯生成的目標(biāo)程序較短C RISC指令平均執(zhí)行周期數(shù)較少 D RISC中只允許LOAD和STORE指令存儲(chǔ)11，程序員在編寫(xiě)程序時(shí)，使用的訪存地址是（ B ）A主存地址 B邏輯地址 C物理地址 D有效地址12，虛擬存儲(chǔ)器主要是為了（A）A擴(kuò)大存儲(chǔ)器系統(tǒng)容量 B提高存儲(chǔ)器系統(tǒng)速度 C擴(kuò)大存儲(chǔ)器系統(tǒng)容量和提高存儲(chǔ)器系統(tǒng)速度 D便于程序的訪存操作13，與全相聯(lián)映像相比，組相聯(lián)映像的優(yōu)點(diǎn)是（ B ）A目錄表小 B塊沖突概率低 C命中率高 D主存利用率高14，輸入輸出數(shù)據(jù)不經(jīng)過(guò)CPU內(nèi)部寄

6、存器的輸入輸出方式是（ C ）A程序控制方式 B中斷 C DMA方式D上述三種方式15，在配置了通道的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，用戶程序需要輸入輸出時(shí)引起的中斷是（ A ）A訪管中斷 B I/O中斷 C程序性中斷 D外部中斷16，當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)執(zhí)行通道程序， 完成輸入輸出工作時(shí)，執(zhí)行通道程序的是（B）A CPU B 通道 C CPU和通道 D指定的外設(shè)三：填空1，常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分類法有兩種：Flynn分類法，馮氏分類法馮氏分類法是根據(jù)系統(tǒng)的最大并行度對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，大多數(shù)的位并行的單處理機(jī)屬于 字串位并 的處理機(jī)方式2，由軟件實(shí)現(xiàn)的機(jī)器稱為：虛擬機(jī)3，在一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，低層機(jī)器的屬性

7、往往對(duì)高層機(jī)器的程序員是 透明的。4，軟件 是促進(jìn)計(jì)算機(jī)發(fā)展的最重要的因素； 應(yīng)用 是促進(jìn)計(jì)算機(jī)發(fā)展的根本動(dòng)力； 器件 是促進(jìn)計(jì)算機(jī)發(fā)展的最活躍的因素； 5，程序的局部性包含 時(shí)間局部性 和 空間局部性。6，實(shí)現(xiàn)程序可移植性的主要途徑有 統(tǒng)一的高級(jí)語(yǔ)言、系列機(jī)、模擬、仿真。7，軟件兼容的4種形式：向上兼容 、向下兼容、 向前兼容 、向后兼容，向后兼容是軟件兼容的根本特征。8，廣義的說(shuō)，并行性包含 同時(shí)性 和 并發(fā)性。9，從執(zhí)行程序的角度來(lái)看，并行性依次從低到高：指令內(nèi)部并行，指令間并行，任務(wù)級(jí)并行，作業(yè)級(jí)并行；從處理數(shù)據(jù)的角度來(lái)看，并行性依次從低到高：字串位串，字串位并，字并位串，全并行。10

8、，在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，提高并行性的技術(shù)途徑主要有3種：時(shí)間重疊，資源重復(fù)，資源共享11，在高性能的單處理機(jī)系統(tǒng)中，起主導(dǎo)作用的是：時(shí)間重疊 ，它的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)是：部件功能的專用化12，CPU用來(lái)存儲(chǔ)操作數(shù)的存儲(chǔ)單元主要有：堆棧，累加器，通用寄存器組13，改變控制流程的四種情況：跳轉(zhuǎn)，條件分支，過(guò)程調(diào)用，過(guò)程返回14，指令系統(tǒng)的編碼格式有：定長(zhǎng)編碼格式，變長(zhǎng)編碼格式，混合型編碼格式15，存儲(chǔ)層次的性能參數(shù)有：平均每位的價(jià)格，命中率，平均訪存時(shí)間16，隨機(jī)算法中隨機(jī)選擇塊；先進(jìn)先出算法中選擇最先調(diào)用的塊；最近最少使用算法中，選擇 近期最少被訪問(wèn)的塊17，評(píng)價(jià)I/O系統(tǒng)性能參數(shù)：響應(yīng)的時(shí)間，吞吐率，I/

9、O系統(tǒng)容量，連接特性四：?jiǎn)柎痤}1.試用實(shí)例來(lái)說(shuō)明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，哪些屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)？哪些屬于計(jì)算機(jī)組成？哪些屬于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)？答：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)是三個(gè)不同的概念，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟、硬件界面；計(jì)算機(jī)組成是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)；計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)是計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)。一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以有多種組成；一種組成可以有多種實(shí)現(xiàn)。同一系列機(jī)中各種型號(hào)的機(jī)器具有相同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，但采用不同的組成和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，因而具有不同的性能和價(jià)格。1，系列機(jī)對(duì)計(jì)算機(jī)發(fā)展的意義是什么？系列機(jī)對(duì)計(jì)算機(jī)軟件兼容的基本要求是什么？答：（1）：計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展,系列機(jī)的概念和設(shè)計(jì)技

10、術(shù)也會(huì)有所變化。其趨勢(shì)是：當(dāng)中央處理器硬件的成本比軟件或系統(tǒng)的成本小得多時(shí)，系列機(jī)不一定在中央處理機(jī)的硬件設(shè)計(jì)上過(guò)多地分檔，而以某種“積木化”方式在性能和外圍設(shè)備配置上分檔。生產(chǎn)廠家在保證用戶程序兼容這一系列機(jī)最主要特征的情況下，還將研制與傳統(tǒng)系列機(jī)概念不同的各式各樣的系列機(jī)，尤其在微型與小型計(jì)算機(jī)方面的表現(xiàn)更為明顯。:9（2）：系列機(jī)內(nèi)各檔機(jī)器的軟件兼容指的是機(jī)器語(yǔ)言程序和編譯程序不加修改地通用于各檔機(jī)器，有相同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，各型號(hào)之間必須是程序兼容的或向上兼容的。2，地址映像的方法有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：（1）全相聯(lián)映像。實(shí)現(xiàn)查找的機(jī)制復(fù)雜，代價(jià)高，速度慢。Cache空間的利用率較高，塊沖突概率較低，因而Cache的失效率也低。（2）直接映像。實(shí)現(xiàn)查找的機(jī)制簡(jiǎn)單，速度快。Cache空間的利用率較低，塊沖突概率較高，因而Cache的失效率也高。（3）組相聯(lián)映像。組相聯(lián)是直接映像和全相聯(lián)的一種折中。3，通道分為哪三種類型？分別為哪三種外部設(shè)備服務(wù)？答：（1）：字節(jié)多路通道，主要為多臺(tái)中、低速外設(shè)服務(wù)。（2）：選擇通道，主要應(yīng)用