計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)年月真題

0232520104

1、【單選題】在計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，提高軟件功能實現(xiàn)的比例可

提高解題速度

減少需要的存儲器容量

A:

提高系統(tǒng)的靈活性

B:

提高系統(tǒng)的性能價格比

C:

答D:案：C

解析：在計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，提高軟件功能實現(xiàn)的比例可提高系統(tǒng)的靈活性。

2、【單選題】浮點數(shù)表示的尾數(shù)的基rm=16，尾數(shù)長度p=8，可表示的規(guī)格化最大正尾數(shù)的

值是

1／256

1／2

A:

15／16

B:

255／256

C:

答D:案：D

解析：規(guī)格化浮點數(shù)的最大正數(shù)值是由尾數(shù)的最大正數(shù)值與階碼的最大正數(shù)值組合而成

的。最大正數(shù):尾數(shù)補(bǔ)齊+1.1111111階值十進(jìn)制+7，因此所能表示的最大正尾數(shù)為

+255/256

3、【單選題】下列數(shù)據(jù)存儲空間為隱含尋址方式的是

CPU中的通用寄存器

主存儲器

A:

I／O接口中的寄存器

B:

堆棧

C:

答D:案：D

解析：隱含尋址的指令不是明顯地給出操作數(shù)的地址，而是在指令中隱含著操作數(shù)的地

址，即要尋找的地址包含在操作碼中。堆棧是一個在計算機(jī)科學(xué)中經(jīng)常使用的抽象數(shù)據(jù)類

型，采用隱含尋址方式。

4、【單選題】當(dāng)計算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行通道程序完成輸入輸出工作時，執(zhí)行通道程序的是

CPU

通道

A:

CPU和通道

B:

指定的外設(shè)

C:

答D:案：B

解析：通道是一種通過執(zhí)行通道程序管理1O操作的控制器，它使主機(jī)（CPU和內(nèi)存）與

1/操作之間達(dá)到更高的并行程度。它的任務(wù)是管理實現(xiàn)輸入輸出操作提供一種傳送通道

5、【單選題】下列有關(guān)中斷的敘述正確的是

中斷響應(yīng)的次序是由硬件決定的

中斷處理的次序是由硬件決定的

A:

中斷處理的次序是不可改的

B:

中斷響應(yīng)的次序是可靈活改變的

C:

答D:案：A

解析：影響中斷響應(yīng)次序的技術(shù)是中斷屏蔽和中斷優(yōu)先級，由硬件決定。

6、【單選題】與虛擬存儲器的等效訪問速度無關(guān)的是

訪存頁地址流

頁面替換算法

A:

主存的容量

B:

輔存的容量

C:

答D:案：D

解析：輔存的容量與虛擬存儲器的等效訪問速度無關(guān)。

7、【單選題】非線性流水線的特征是

一次運算中使用流水線中的多個功能段

一次運算中多次使用流水線中的某些功能段

A:

流水線中某些功能段在各次運算中的作用不同

B:

流水線的各功能段在不同的運算中可以有不同的連接

C:

答D:案：B

解析：非線性流水線:帶有反饋回路的流水線，一次運算中多次使用流水線中的某些功能

段。

8、【單選題】屬于集中式共享存儲器結(jié)構(gòu)的SIMD計算機(jī)是

ILLIACIV

BSP

A:

CM-2

B:

MP-1

C:

答D:案：B

解析：BSP是采用共享主存構(gòu)型的陣列處理機(jī)中的并行存儲器的無沖突訪問映象規(guī)則存放

的。對常用的一般數(shù)組按此規(guī)則存放不會產(chǎn)生訪問沖突，不過使其在存儲器和頻寬和存儲

器空間利用率上都降低了1/17

9、【單選題】指令執(zhí)行結(jié)果出現(xiàn)異常而引起的中斷是

程序性中斷

I／O中斷

A:

機(jī)器校驗中斷

B:

外部中斷

C:

答D:案：A

解析：強(qiáng)迫性中斷分為以下幾類:1、中斷:來自外部設(shè)備通道2、程序性中斷:運行程序本

身指令結(jié)果出現(xiàn)異常的中斷，如溢出、缺頁中斷、缺段中斷。3、時鐘中斷4、控制臺中

斷5、硬件故障

10、【單選題】下列關(guān)于脈動陣列機(jī)的描述，錯誤的是

脈動陣列機(jī)是由一組內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同的處理單元構(gòu)成的陣列

脈動陣列機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、規(guī)整，模塊化強(qiáng)，可擴(kuò)充性好

A:

脈動陣列機(jī)不適用于要求計算量大的信號／圖像的處理

B:

脈動陣列機(jī)各PE間數(shù)據(jù)通信距離短、規(guī)則，使數(shù)據(jù)流和控制流的設(shè)計、同步控制等均簡

C:

單、規(guī)整

D:

答案：C

解析：脈動陣列機(jī)由于陣列和處理單元的結(jié)構(gòu)簡單、規(guī)則一致，可達(dá)到很高的模塊化程

度，非常適合超大規(guī)模集成電路的設(shè)計和制造。

11、【問答題】簡述實現(xiàn)軟件移植的統(tǒng)一高級語言途徑存在的問題。

答案：問題是至今雖然有上百種高級語言，但沒有一種是對各種應(yīng)用通用的。（1）第

一，不同的用途要求語言的語法、語義結(jié)構(gòu)不同；（2）第二，人們對語言的基本結(jié)構(gòu)

看法不一；（3）第三，即使同一高級語言在不同廠家的機(jī)器上也不能完全通用；

（4）第四，人們不愿拋棄慣用的語言，不愿拋棄長期積累的、用原有語言編寫自己被實

踐證明是正確的軟件。

12、【問答題】簡述設(shè)計RISC結(jié)構(gòu)采用的基本技術(shù)。

答案：設(shè)計RISC結(jié)構(gòu)用的基本技術(shù)有：（1）按RISC一般原則設(shè)計；（2）邏輯實現(xiàn)

用硬聯(lián)和微程序結(jié)合；（3）用重疊寄存器窗口；（4）指令用流水和延遲轉(zhuǎn)移；

（5）優(yōu)化設(shè)計編譯系統(tǒng)。

13、【問答題】設(shè)某系統(tǒng)的中斷源的中斷請求優(yōu)先級分為4級，從高到低為l、2、3、4。設(shè)

中斷級屏蔽位為“1”，對應(yīng)屏蔽；中斷級屏蔽位為“0”，對應(yīng)開放。要求中斷處理次序與

中斷響應(yīng)次序相同，請給出各級中斷處理程序中斷級屏蔽位的設(shè)置。（要求：先進(jìn)行文字說

明，再畫出中斷級屏蔽位表）

答案：

要求中斷處理次序為1、2、3、4，即要求：中斷處理程序1應(yīng)屏蔽其他所有中斷請求，

包括同級的其他請求，以保證中斷處理程序1能優(yōu)先執(zhí)行完；中斷處理程序2屏蔽中斷

請求2、3和4，并對中斷請求1開放；中斷處理程序3屏蔽中斷請求3和4，并對中斷

請求1和2開放；中斷處理程序4屏蔽中斷請求4，并對中斷請求1、2利3開放。

14、【問答題】設(shè)指令由取指、分析、執(zhí)行和存結(jié)果四個子部件組成，每個子部件經(jīng)過時間

為t，連續(xù)執(zhí)行12條指令。畫出在度m為3的超流水線處理機(jī)上工作的時空圖。

答案：

15、【問答題】畫出ILLIACIV處理單元的互連結(jié)構(gòu)，用PUi表示第i個處理單元（i=0，

l，…，63）。

答案：

16、【問答題】設(shè)有一條3段流水線，各段執(zhí)行時間依次為△t、3△t和△t。（1）分

別計算連續(xù)輸入3條指令和連續(xù)輸入30條指令時的實際吞吐率和效率。（2）將瓶頸段細(xì)

分為3個獨立段，各子段執(zhí)行時間均為At，分別計算改進(jìn)后的流水線連續(xù)輸入3條指令和連

續(xù)輸入30條指令時的實際吞吐率和效率。（3）比較（1）和（2）的結(jié)果，給出結(jié)論。

答案：

17、【問答題】在多處理機(jī)上，給定表達(dá)式為：E=a（b+c（d+e（f+gh））），利用減少樹

高來盡可能加快運算速度，求（1）畫出在3臺處理機(jī)上并行運算的樹形流程圖。

（2）當(dāng)處理機(jī)數(shù)P=3時，確定運算級數(shù)Tp、單處理機(jī)級數(shù)T1、加速比SP和效率EP的值。

答案：

18、【問答題】一個由高速緩沖存儲器與主存儲器組成的二級存儲系統(tǒng)，已知主存容量為1M

字，高速緩存容量為32K字。采用組相聯(lián)地址映象與變換，緩存共分8組，主存與緩存的塊

的大小均為64字。（1）畫出主存與緩存的地址格式，說明各字段名稱與位數(shù)。（2）

假設(shè)緩存的存取周期為20ns，命中率為0.95，采用緩存后的加速比要達(dá)到10，計算主存的存

取周期。

答案：

主存容量為1M字，所以，主存地址長度為20位，Cache容量為32K字，所以Cache

地址長度為15位，因此，區(qū)號E的長度為20－15=5位。Cache分8組，所以，組號C

和g的長度為3位。塊大小為64字，所以塊內(nèi)地址W和w的長度為6位。塊號B和b

的長度為15－3－6=6位。

19、【問答題】具有N=2n個輸入端的omega網(wǎng)絡(luò)，采用單元控制。（1）N個輸出端總

共有多少種不同的排序?以N=3為例說明。（2）限定只能用omega網(wǎng)絡(luò)一次，可以實現(xiàn)多

少種輸入端與輸出端不發(fā)生沖突的不同置換連接?（3）N=8時，計算omega網(wǎng)絡(luò)只使用一次

能實現(xiàn)的置換連接數(shù)占全部可能的置換連接數(shù)的百分比。

答案：

（1）在不考慮網(wǎng)絡(luò)開關(guān)狀態(tài)沖突和開關(guān)輸出端爭用的情況下，互連網(wǎng)絡(luò)的N個輸入端與

輸出端之間所有可能的置換連接的數(shù)量就是輸出端端號的不同排列的排列數(shù)，故N個輸出

端總共有N！種不同的排序。當(dāng)N=3時，輸人端和輸出端的置換連接有3！=6種。如下

圖所示：

輸入端端號序列012一一對應(yīng)置換連接的3個輸出端端號的6種排序分別是012、

120、201、021、210和102。（2）N個輸入端、輸出端的omega網(wǎng)絡(luò)有n=logˇ2N級

開關(guān)級.每級開關(guān)級有N/2個2×2的4功能開關(guān)，總共有（N/2）logˇ2N個開關(guān)。置換連

接是指網(wǎng)絡(luò)的輸入端與輸出端的一對一連接，故只考慮2×2開關(guān)的2個功能狀態(tài)，即直

連與交換。網(wǎng)絡(luò)采用單元控制，因此，每個開關(guān)都根據(jù)連接要求處于2個功能狀態(tài)中的一

種狀態(tài)，所以，由（N/2）logˇ2N個開關(guān)組成的omega網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)狀態(tài)的種數(shù)為：2ˇ

（S/2）logˇ2N一種網(wǎng)絡(luò)開關(guān)狀態(tài)實現(xiàn)omega網(wǎng)絡(luò)的一種無沖突的置換連接，所以，

一次使用omega網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)的N個輸入端與N個輸出端的無沖突的置換連接有NˇN/2

種。（3）若N=8，則omega網(wǎng)絡(luò)一次使用能實現(xiàn)的置換連接數(shù)占全部可能的置換連接數(shù)

的比例為：NˇN/2/N~！=8ˇ4/8！=4092/40320≈10.16%

20、【填空題】使用多處理機(jī)的主要目的是用多個處理機(jī)____執(zhí)行多個任務(wù)來提高_(dá)___。

答案：并行解題速度

21、【填空題】指令的操作碼優(yōu)化編碼方法有____和____。

答案：哈夫曼編碼擴(kuò)展編碼（次序可換）

22、【填空題】在可表示浮點數(shù)的負(fù)數(shù)區(qū)間，規(guī)格化浮點數(shù)的最大負(fù)數(shù)值由尾數(shù)的____與階

碼的____組合而成。

答案：最大負(fù)數(shù)值最小負(fù)數(shù)值

23、【填空題】輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，對應(yīng)于三種方式，即____、直接存儲

器訪問（DMA）及____方式。

答案：程序控制I/OI/O處理機(jī)

24、【填空題】若TS是通道的設(shè)備選擇時間，TD是通道傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送時間，P

為通道連接的外設(shè)臺數(shù)，n為每臺外設(shè)需要傳送的字節(jié)數(shù)，那么，字節(jié)多路通道完成數(shù)據(jù)傳送

的時間Tbyte=____，選擇通道完成數(shù)據(jù)傳送的時間Tselect=____。

答案：

25、【填空題】Cache存儲器系統(tǒng)是由____和____構(gòu)成的二級存儲系統(tǒng)。

答案：Cache主存（次序可換）

26、【填空題】