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计算机系统结构自考2002~2012真题及答案

全国2002年4月高等教育自学考试

一、单项选择题(每小题1分，共10分)在每小题的四个备答案中有一个正确的答案，将正确答案的序号写

在题干后的括号内)

1.计算机使用的语言是( B )

A.专属软件范畴，与计算机体系结构无关 B.分属于计算机系统各个层次 C.属于用以建立一个用户的应用环境 D.属于符号化的机器指令 2.动态数据流机最突出的特点是使( C )

A.数据流令牌无标号 B.需要程序记数器来实现 C.令牌带上标号 D.同步由门(Latch)寄存器来实现 3.多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关，则( B )

A.可以并行执行 B.不可能并行 C.任何情况均可交换串行 D.必须并行执行 4.多处理机的各自独立型操作系统( D )

A.要求管理程序不必是可再入的 B.适合于紧耦合多处理机 C.工作负荷较平衡 D.有较高的可靠性 5.输入输出系统硬件的功能对( B )是透明的。

A.操作系统程序员 B.应用程序员 C.系统结构设计人员 D.机器语言程序设计员 6.“启动I/O”指令是主要的输入输出指令，是属于( B )

A.目态指令 B.管态指令 C.目态、管态都能用的指令 D.编译程序只能用的指令 7.全相联地址映象是指( A )

A.任何虚页都可装入主存中任何实页的位置 B.一个虚页只装进固定的主存实页位置

C.组之间是固定的，而组内任何虚页可以装入任何实页位置 D.组间可任意装入，组内是固定装入 8.( C )属于MIMD系统结构。

A.各处理单元同时受同一个控制单元的管理 B.各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令 C.松耦合多处理机和多计算机 D.阵列处理机

9.设16个处理器编号分别为0，1，2，…，15用Cube3互联函数时，第10号处理机与第( D )号处理机相联。

A.11 B.8 C.14 D.2

10.若输入流水线的指令既无局部性相关，也不存在全局性相关，则( A )

A.可获得高的吞吐率和效率 B.流水线的效率和吞吐率恶化 C.出现瓶颈 D.可靠性提高 二、填空题(每空1分，共20分)

11.标志符与每个数据相连，合存于__同一存储单元_____，用于描述单个数据的___类型特征____。

12.总线仲裁算法有：静态优先级算法、固定时间片算法、__动态优先级_____算法和___先来先服务____算法。

13.计算机仿真用___微程序____解释，计算机模拟用___机器语言____解释。

14.按弗林(Michael J.Flynn)的观点，计算机系统可分为单指令流单数据流、__单指令流多数据流_____、多指令流单数据流和___多指令流多数据流____四大类。

15.要实现两条指令在时间上重叠解释，首先需要付出___空间代价____，其次，要处理好指令之间可能存在的__关联_____。

16.与重叠机器一样，流水机器在遇到___转移____指令，尤其是___条件转移____指令时，效率也会显著下降。

17.超长指令字(VLIW)结构是将___水平型微码____和__超标量处理_____两者相结合。

18.互连网络的交换方法主要有线路交换、包交换、线路/包交换，SIMD互连网络多采用___线路____交换，多处理机常采用___包____交换。

19.数据流机采用___数据驱动____，执行的操作序列取决于输入数据的可用性；归约机则采用___需求驱动____，执行的操作序列取决于对数据的要求，对数据的需求又来源于函数式程序设计语言对表达式的归纳。

20.输入输出系统包括输入输出设备、设备___控制器____及与输入输出操作有关的__软硬_____件。

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计算机系统结构自考2002~2012真题及答案

三、改错题(每小题2分，共10分)(下列每小题划线部分A、B、C中有一处错误，请先写出错处，并在括

号中写出正确文字)

21.对操作码进行优化编码时，在了解每种指令在程序中出现的概率后，使用Huffman算 A B

法构造Huffman树，这样获得的Huffman编码是唯一的。( C错 改为“不是唯一的” ) C

22.多处理机中，两个程序段之间若同时有先写后读和先读后写2种相关，以交换数据为目的时，则必须并行执行，读写要完全同步，允许顺序串行和交换串行。( C错 改为“不允许顺序串行和交换串行” ) A B C

23.计算机仿真适合在两种结构差距大的机器间运用。( B错 改为“差距不大” ) A B C

24.主存空间数相关是相间隔的两条指令之间出现对主存同一单元要求先写而后读的关联。 A B C ( A错 改为“相邻” )

25.由于Cache存贮器的地址变换和块替换算法是用软件实现的，因此Cache存贮器对应用 A

程序员是透明的，而且Cache对处理机和主存间的信息交往也是透明的。( A错 改为“硬件” ) B C 四、简答题(每小题6分，共30分) 26.简述标志符数据表示的主要优点。

27.简述设计RISC结构用了哪些基本技术?

28.设Pi和Pj程序段都是一条语句，且Pi在Pj之前执行，试举出Pi和Pj间存在3种可能的数据相关。 29.简述控制驱动的控制流方式的特点?

30.模拟与仿真的主要区别和适合场合是什么? 五、应用题(共30分)

31.(12分)假设某模型机共有7条指令，7条指令I1—I7使用的频度分别为：0.35,0.25,0.20,0.10,0.04,0.03,0.03。

(1)利用Huffman算法，构造Huffman树，并给出Huffman编码和平均码长。 （2)给出Huffman扩展码编码。

32.(10分)多级混洗交换网络是如何组成的？它与间接二进制n立方体网络有何差异?并画出N=8时的多级混洗交换网络图。 33.(8分)设向量A和B各有4个元素在下图所示的静态双功能流水线上计算向量点积A·B=

?aibi，其

i?14中1→2→3→5组成加法流水线，1→4→5组成乘法流水线。若假定流水线的各段所经过的时间均为△t=2.5，流水线输出可直接送回输入或暂存于相应缓冲寄存器中，其延迟时间和功能切换所需的时间都可忽略。求出吞吐率和加速比。

参考答案：

四、简答题(每小题6分，共30分)

26.答：(1)简化了指令系统和程序设计；(2)简化了编译程序；(3)便于实现一致性校验；(4)能由硬件自动变换数据类型；(5)支持数据库系统的实现与数据类型无关的要求；(6)为软件调试和应用软件开发提供了支持。

27.答：(1)按RISC一般原则设计；(2)逻辑实现用硬联和微程序结合；(3)用重叠寄存器窗口(4)指令用

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流水和延迟转移；(5)优化设计编译系统。

28.答：(1)若Pi的左部变量在Pj的右部变量集内，且Pi必须取出Pi运算的结果来作为操作数，则称

Pi“数据相关”于Pi。

(2)若Pj的左部变量在Pi的右部变量集内，且当Pi未取用其变量的值之前，是不允许被Pj所改变，

则称Pi“数据反相关”于Pj。

(3)若Pi的左部变量也是Pj的右部变量，且Pj存入其算得的值必须在Pi存入之后，则称Pj“数据

输出相关”于Pi。

29.答：控制驱动的控制流方式的特点是：通过访问共享存储单元让数据在指令之间传递；指令的执行顺序隐含于控制流中，可以显式地使用专门的控制操作符来实现并行处理，指令执行顺序受程度计数器的控制，即受控制令牌所支配。

30.答：模拟与仿真的主要区别在于解释用的语言。仿真是用微程序解释，其解释程序存在控制存储器中，而模拟是用机器语言程序解释，其解释程序存在主存中。模拟灵活，可实现不同系统间的软件移植，但结构差异太大时，效率、速度会急剧下降。仿真在速度上损失小，但不灵活，只能在差别不大的系统之间使用，否则效率也会过低且难以仿真，需与模拟结合才行。 五、应用题(共30分) 31.

表 操作码的Huffman码及扩展操作码的编码 指令 频度（Pi） 操作码使用 OP长度（Li） 利用Huffman概念Huffman编码 的扩展操作码 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 0．35 0．25 0.20 0.10 0.04 0.03 0.03 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 2 3 5 5 5 5 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 OP长度（Li） 2 2 2 4 4 4 4 n-132.多级混洗交换网络由n级相同的网络组成，每一级都包含一个全混拓扑和随后一列2个四功能交换单

元，采用单元控制方式。多级混洗交换网络与间接二进制n方体网络只有两点差别：前者数据流向的级号顺序n-1,n-2,…，1，0，用四功能交换单元，后者数据流向相反，其级号顺序0，1,…,n-1,用二功能交换单元。

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计算机系统结构自考2002~2012真题及答案

33．实际吞吐率为=

77??18.7% 15?t15?2.5 因顺序方式所需时间为4?3?t?3?4?t?24?t， 因此加速比SP=24?t/15?t=1.6

全国2003年4月高等教育自学考试

一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共10分)

1.字串位并是指同时对一个字的所有位进行处理，这( C )

A.不存在并行性 B.有较高的并行性 C.已经开始出现并行性 D.是最高一级的并行性

2.全局性相关的处理不包括( A )

A.采取顺序流动 B.猜测法 C.采取延迟转移 D.加快短循环程序的处理

3.用户高级语言源程序中出现的读写(I/O)语句，到读写操作全部完成，需要通过____共同完成。( D ) A.编译系统和操作系统 B.I/O总线、设备控制器和设备

C.操作系统和I/O设备硬件 D.编译系统、操作系统软件和I/O总线，设备控制器、设备硬件等 4._____不属于计算机模拟的特点。( C )

A.用机器语言解释实现程序移植 B.灵活性大 C.提高速度 D.效率低 5.通道方式输入输出系统中，对优先级高的磁盘等高速设备，适合于连接( B )

A.字节多路通道 B.选择通道 C.数组多路通道 D.字节及数组多路通道 6.计算机系统中主存一辅存存储层次或Cache一主存存储层次常用的替换算法是( B ) A.随机算法 B.近期最少使用算法 C.先进后出算法 D.OPT算法 7.按照M·弗林对处理机并行性定义的分类原则，阵列机ILLIAC—IV是( B ) A.SISD B.SIMD C.MISD D.MIMD 8.数据流计算机是指( B )

A.计算机运行由数据控制 B.任何一条指令只要它所需要的数据可用时，即可执行 C.数据流水计算机 D.单指令多数据计算机

9.设16个处理器编号分别为0，1，2，…，15，用PM2-0互联函数时，第13号处理机与第____号处理机相联。( A )

A.12 B.9 C.11 D.5

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计算机系统结构自考2002~2012真题及答案

10.流水线的技术指标不包括( A )

A.响应比 B.吞吐率 C.加速比 D.效率 二、填空题（每空1分，共20分）

11.数据表示是指__机器硬件______直接识别和引用的__数据类型______。 12.多处理机的互连通常采用的四种形式为：总线、环形互连、__交叉开关______或___多端口存储器_____。 13.解释是在低级机器级上用它的___一串语句_____或指令来仿真高级机器级上的一条指令或指令的功能，通过__高级机器语言程序______中的每条语句或指令逐条解释来实现的技术。 14.就其本质而言，并行性包含着___同时性_____和___并发性_____的二重含义。

15.若一次重叠方式解释指令仍达不到___速度_____要求时，可用同时解释___多条指令_____的流水方法。 16.指令相关、____访存数____相关和__通用寄存器组______相关等局部相关都是由于机器要同时解释的多条指令之间出现了对同一主存单元或寄存器要求“先写后读”。 17.典型的互连网络是由许多开关单元和互连线路组成，互连通路的路径选择是通过置定开关单元的__工作状态______来控制，这种置定可以有___集中_____或分布两种控制策略。

18.归约机和数据流机一样，都是基于_数据流_____的计算机模型，只是它们所采用的__驱动方式____不一样。

19.I/O设备取得I/O总线后，所传送的数据总量，称为__数据宽度______；数据通路宽度是数据总线的_物理宽度_______。

20.信息在主存—辅存存储层次间的传送是由__辅助软硬设备______来实现；信息在Cache—主存层次间的传送则由___A辅助硬件_____来实现。 三、改错题(每小题2分，共10分)

每小题有三处划线，其中仅有一处有错误，请指出错误并改正。若只指出错误不改正只给1分。 21.多处理机中，两个程序段之间若有先写后读的数据相关，则不能并行，但任何情况下可以交换串行。

CAB （ C错 改为“在特殊情况下可以交换串行” ）

22.设某机有32个处理器，其编号为0,1,?31，用Shuffle(Shuffle)互联函数时，第11号处理器与

AB（ C错 改为“第13号处理器” ） 第26号处理器相联。

C23.中断响应就是允许其中断CPU现行程序的运行，转去对该请求进行预处理，如保存好运算的数据结果，

AB调出中断服务程序，准备运行。

C（ B错 改为“断点及其现场” ）

24.由于Cache存储器的地址变换和块替换算法是全硬件实现的，则Cache存储器对系统程序员是

A不透明的，Cache对处理机和主存间的信息交换是透明的。

BC（ B错 改为“透明的” ） 25.分布系统以分布为特征，用真实处理机替代虚拟处理机，其并行性是属于并发性。

ACB（ C错 改为“同时性” ）

四、简答题(每小题6分，共30分) 26.简述使用多处理机的目的。 27.简述脉动阵列结构的特点。

28.简述计算机系统结构、组成和实现三者的相互关系。

29.为解决不同系统结构的机器之间的软件移植，通常采用何种途径?并简述其过程。

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