PDF《计算机系统结构 2017 年10 月真题及答案解析》

1 计算机系统结构

2017 年10 月真题及答案解析 单项选择题:本大题共

10 小题,每小题

1 分,共10 分.

1. 计算机实现的设计着眼于的技术是( ). A. 器件技术和编译技术 B. 器件技术和微组装技术 C. 微组装技术和模拟技术 D. 器件技术和模拟技术 答案:B 解析:计算机实现指的是计算机组成的物理实现,包括处理机、主存等部件的物理结构,器件 的集成度和速度,器件、模块、插件、底板的划分和连接,专用器件的设计,微组装技术,信 号传输,电源、冷却及整机装配技术等.计算机实现的设计着眼于器件技术和微组装技术. 2. 下列选项中,不是并行性开发途径的是( ). A. 器件改进 B. 时间重叠 C. 资源重复 D. 资源共享 答案:A 解析:并行性开发途径包括时间重叠、资源重复、资源共享等.器件改进不属于并行性开发. 3. 浮点数表示中,当阶值位数一定时,不会受到尾数进制影响的是( ). A. 精度 B. 数符 C. 范围 D. 离散程度 答案:B

2 解析:当阶值位数一定时,尾数采用什么进制都会影响到数的可表示范围、精度及数在数轴上 分布的离散程度.只有数符是不受尾数进制影响的. 4. 主存中的实际地址称为( ). A. 物理地址 B. 逻辑地址 C. 虚拟地址 D. 相对地址 答案:A 解析:主存中的实际地址称为实地址、实存地址或物理地址. 5. 下列属于外部中断的是( ). A. 主存访问方式保护中断 B. 寻址超过主存容量中断 C. 定时器中断 D. 指令和数据格式出错中断 答案:C 解析:外部中断由中断信号引起,来自计算机外部,如定时器中断、外部信号中断、中断键中 断等;

程序性中断包括指令和数据的格式错误、程序执行中出现异常(主存访问方式保护、寻 址超过主存容量中断等). 6. 下列不属于集中式总线控制优先次序方式的是( ). A. 串行链接 B. DMA C. 定时查询 D. 独立请求 答案:B 解析:集中式总线控制的优先次序方式有串行链接、定时查询和独立请求

3 种. 7. CPU 要能预知未来被访问信息的地址是基于计算机程序具有的特性是( ). A. 快速性

3 B. 稳定性 C. 局部性 D. 可靠性 答案:C 解析:CPU 要能预知未来被访问信息的地址是基于计算机程序具有局部性,包括时间上的局部 性和空间上的局部性. 8. 流水按处理的级别可分为的级数是( ). A.

6 级B.

5 级C.

4 级D.

3 级 答案:D 解析:流水按处理的级别可分为部件级、处理机级和系统级. 9. 编号为 0,1,…,15 的l6 个处理器,当互连网络函数为 Cube3 时,3 号处理器连接到的处 理器的号数是( ). A.

9 B. 8.10 C.

11 D.

12 答案:C 解析:四维立方体单级互联函数(Cube3)运算规则是,将已知的微处理器编号从右边第

0 位 起数到第

3 位,将该位求反即可得到所求的微处理器编号.因此对于第

3 号微处理器,其二 进制编码为 0011,经过变换后为 1011,即与第

11 号微处理器相连接. 10. 按指令流和数据流的多倍性,多处理机属于的系统是( ). A. SISD B. SIMD C. MISD D. MIMD

4 答案:D 解析:多处理机是属于多指令流多数据流的系统,即MIMD. 填空题:本大题共

10 小题,每小题

2 分,共20 分. 11. 计算机系统层次结构由高到低依次为应用语言机器级、汇编语言机器级、 _______、传统机器语言机器级和微程序机器级. 答案:高级语言机器级、操作系统机器级(顺序不能更改) 12. 计算机系统设计的主要任务包括系统结构、_______和_______的设计. 答案:组成、实现 13. 计算机的运算类指令和_______结构主要是按计算机有什么样的_______来确定的. 答案:运算器、数据表示(顺序不能更改) 14. 所谓规格化正尾数,就是正尾数小数点后的第_______个rm 进制数位不是_______的数. 答案:

1、0(顺序不能更改) 15. 指令系统的设计包括指令_______和指令_______的设计. 答案:功能、格式 16. 在机器指令系统的设计、发展和改进上有_______和_______两种不同的途径和方向. 答案:CISC、RISC 17. 中断可分为_______、外部中断和_______类. 答案:内部中断、软件中断 18. 信息在总线上的传送方法基本上可分为_______和_______两种. 答案:同步、异步 19. 一个复杂的大程序可以分解成多个在逻辑上相对独立的模块,这些模块可以是主程序、 _______或_______也可以是数据块. 答案:子程序、过程 20. 数据驱动计算的操作是按输入数据_______决定的次序进行,需求驱动计算的操作则按数据 _______所决定的次序进行. 答案:可用性、需求(顺序不能更改)

5 简答题:本大题共

5 小题,每小题

6 分,共30 分. 21. 简述计算机功能分别用硬件实现和软件实现的优点和缺点. 答案:(1)计算机功能用硬件实现的优点是速度较快,性能好,缺点是不灵活,适应差. (2)计算机功能用软件实现的优点是设计容易,修改容易,有灵活的适应性,缺点是速度, 性能低. 22. 简述数据描述符和标识符的差别. 答案:(1)标识符是和每个数据相连的,合存在一个存储单位中,描述单个数据的类型特 征;

(2)数据描述符则是与数据分开存放,用于描述所要访问的数据是整块的还是单个的, 访问该数据块或数据元素所要的地址以及其他信息等. 23. 简述面向高级语言的优化实现改进 CISC 指令系统的途径. 答案:(1)通过对源程序中各种高级语言语句的使用频度进行统计来分析改进;

(2)如何面 向编译,优化代码生成来改进;

(3)改进指令系统,使它与各种语言间的语义差距都有同等 的缩小;

(4)采用让计算机具有分别向各种高级语言的多种指令系统、多种系统结构的面向 问题动态自寻优的计算机系统;

(5)发展高级语言计算机(或高级语言机器). 24. 简述中断系统的主要功能和要求. 答案:(1)中断系统的主要功能包括:中断请求的保护和清除、优先级的确定、中断断点及 现场的保护、对中断请求的分析和处理以及中断返回.(2)中断系统的要求:高的中断响应 速度;

中断处理的灵活. 25. 简述数据流计算机存在的问题. 答案:(1)如果题目本身数据相关性强,内涵并行性不多时,就会使效率比系统 VON NEUMANN 型机低;

(2)在数据流计算机中为给数据建立、识别、处理标识,需要花费较多 的辅助开销和较大的存储空间;

(3)数据流计算机不保存数组.处理大型组时,会增加额外 的传输开销;

(4)数据流语言的变量代表数值,使程序员无法控制存储分配;

(5)数据流计 算机互联网络设计困难,输入/输出系统不够完善;

(6)数据计算机没有程序计数器,给诊断 和维护带来困难. 简单应用题:本大题共

2 小题,每小题

10 分,共20 分. 26. 程序存放在模

32 单字交叉存储器中,设访存申请队的转移概率 A=25%,求每个存储周期 能访问到的平均字数.当模为

16 呢?由此可得到什么结论? 答案:每个存储周期平均能访问到的字数为即每个存储周期平均能访问到 3.96 个字.由此看 出,两种情况非常接近.即,此时提高模数 M 对提高主存实际频宽的作用已不显著.实际 上,模M的进一步增大,会因工程实现上的问题,导致实际性能可能会比模

16 还低,且价格 高.所以,模M不宜太大.

6 27. 采用 LRU 替换算法的页式虚拟存储器共有

9 页空间准备分配给 A、B 两道程序.已知 B 道 程序若给其分配

4 页时,命中率为 8/15;

若分配

5 页时,命中率可达 10/15.现在给出 A 道程 序的页地址流为

2、

3、

2、

1、

5、

2、

4、

5、

3、

2、

5、

2、

1、

4、5. (1)画出用堆栈对 A 道程序页地址流的模拟处理过程图;

(2)统计给其分配

4 页和

5 页时的命中率. 答案:用堆栈对 A 道程序页地址流的模拟处理过程如下表所示.由表可知,分配

4 页时, H=7/15;

分配

5 页时,H=10/15. 综合应用题:本大题共

2 小题,每小题

10 分,共20 分. 28. 有一个 Cache 存储器,主存有 0~7 共8块,Cache 为4块,采用组相联映像,设Cache 已 先后预取进了主存的第

1、

5、

3、7 块,现访存块地址流又为 l、

2、

1、

3、

7、

0、l、

2、

5、6 时,在Cache 分2组的条件下: (1)画出用 FIF0 替换算法时,Cache 内各块的实际替换过程图,并标出命中时刻. (2)求出在此期间的 Cache 命中率. 答案:(1)FIFO 替换算法对 CACHE 内各块的实际替换过程及命中时刻如下图所示.(2)命 中率 HC=2/10=0.2 29. 阵列有 0~7 共8个处理单元,要求按(0,5)、(1,4)、(2,7)、(3,6)配对通信. (1)写出实现此功能的互连函数的一般式;

(2)画出用三级立方体网络实现互连函数的互连网络拓扑图,并标出各控制开关的状态. 答案:(1)互联函数的一般式:(2)拓扑结构及控制开关状态如下图所示: ........