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计算机系统结构自考2002~2012真题及答案

答：要访问的虚页不在实际主存中时，就会发生页面失效。当页面调入主存，主存中的页面位置全部已被其它虚页占用时，就会发生页面争用。

当分配给程序的内存区已被全部占用之后，只要发生页面失效，就一定会发生页面争用。反之，发生页面失效，并不会发生页面争用。

24．流水机器的中断处理有哪两种方法？各有什么优缺点？答：流水机器的中断处理有不精确断点法和精确断点法两种。

不精确断点法的还处是控制简单，缺点是不利于程序的排错。

精确断点法好处是中断现场准确对应于发出中断的指令，有利于程序的排错，但不利于之处是需要

有大量的后挼寄存器，硬件花费大。

25．多处理机的并行性表现在哪些方面？开发多处理机的并行性有哪些途径？

答：多处理机主要要实现作业之间，程序段之间，任务之间的并行，也可包含有指令级、指令内部各微操

作之间的并行。

多处理机的并行性可利用并行算法、并行程序设计语言、并行编译、并行操作系统以及指令、硬件等多

种途径来开发和实现

四、简单应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分） 26．（注：与07年4月26题相似）

27．若系统要求主存实际频宽至少为8MB/s，采用模m多体交叉存取，但实际频宽只能达到最大频宽的

0.55倍。

（1）现设主存每个分体的存取周期为2μs，宽度为8个字节，则主存模数m（取2的整数幂）应取多少

才能满足要求？

（2）若主存每个分体的存储周期为2μs，宽度为2个字节，则主存模数m（取2的整数幂）应取多少才

能满足需求？

五、综合应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分） 28．课后练习 48页第八题 29．（与09年4月30题相似）

全国2008年4月自学考试计算机系统结构试题

一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 1.系统程序员不透明的应当是（ B ） ．

A.Cache存储器 B.虚拟存储器C.指令缓冲寄存器 D.系列机各档不同的数据通路宽度 2.“从中间开始”设计的“中间”目前多数在（ A ）

A.传统机器语言机器级与操作系统机器级之间B.传统机器语言机器级与微程序机器级之间 C.微程序机器级与汇编语言机器级之间D.操作系统机器级与汇编语言机器级之间 3.计算机中优化使用的操作码编码方法是（ D ） A.哈夫曼编码 B.ASCII码 C.BCD码 D.扩展操作码 4.指令执行结果出现异常引起的中断是（ C ） A.输入/输出中断 B.机器校验中断C.程序性中断 D.外部中断 5.以下不属于堆栈型替换算法的是（ C ） ．A.近期最少使用算法 B.近期最久未用过算法 C.先进先出算法 D.页面失效频率算法 6.以下与虚拟存储器的等效访问速度无关的是（ D ） ．．A.页地址流 B.页面调度策略 C.主存的容量 D.辅存的容量 7.以下说法不正确的是（ D ） ．

A.线性流水线是单功能流水线 B.动态流水线是多功能流水线 C.静态流水线是多功能流水线 D.动态流水线只能是单功能流水线 8.流水处理机对全局性相关的处理不包括（ D ） ．

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A.猜测法 B.提前形成条件码 C.加快短循环程序的执行 D.设置相关专用通路

9.拓扑结构用多级立方体网络，二功能交换单元，级控制方式，这种网络称为（ B ） A.Omega网络 B.交换网络 C.间接二进制n方体网络 D.数据变换网络 10.能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属（ C ） A.SIMD B.MISD C.MIMD D.SISD

二、填空题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)

11.多机系统的耦合度可以分为最低耦合、__松散__耦合和_____紧密______耦合。

12.开发计算机系统结构并行性的主要技术途径有时间重叠、____资源重复_______和____资源共享_______。

13.自定义数据表示包括_____标志符______数据表示和____数据描述符_______两类。

14.系统效率是否提高是引入数据表示的一条重要原则，它表现在是否减少了实现的____实现时间_______和所需的____存储空间_______。

15.在满足通道设计流量不低于设备工作时的最大流量时，为使微观上不丢失设备信息，可以加设____一

定容量的缓冲器_______或动态提高响应的_____优先级______来弥补。Page79

16.Cache存储器若采用全相联映象规则，则主存中____任意一_______块都可映象装入到Cache中____任

意一_______块的位置上。

17.流水线消除速度瓶颈的方法有瓶颈子过程____再细分____和瓶颈子过程____重复设置多套瓶颈段_______两种。

18.流水有部件级、处理机级、系统级等不同等级，多个处理机之间的流水属于____系统_______级流水，也称____宏_______流水。

19.不同的多级互连网络，在所用的____交换开关_______、拓扑结构和_____控制方式______上各有不同。 20.多处理机的互连形式一般有总线形式、环形互连形式、_____交叉开关_____形式、多端口存储器形式和____开关枢纽结构_______形式等几种。

三、简答题(本大题共5小题，每小题6分，共30分)

21.简述多处理机要解决的主要技术问题(至少写出6个)。Page183

22.总线控制方式有哪三种?各需要增加几根用于总线控制的控制线?并说明每种方式优先级的灵活性。

Page64-66

23.实现软件移植的途径有哪些?各受什么限制?Page11-14

24.什么是全排列网络?实现全排列网络有哪两种方法? 见11年4月评分标准

25.解决计算机主存与CPU的速度差对机器性能的影响，可采用哪三种解决方法?Page86 四、简单应用题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)

26.求向量D=A*(B+C),各向量元素个数均为6，参照CRAY-1方式分解为3条向量指令： ①V3←存储器 {访存取A送入V3寄存器组} ②V2←V0?V1 {B+C→K} ③V4←V2*V3 {K*A→D}

当采用下列2种方式工作时各需多少拍才能得到全部结果? (1)①和②并行执行完后，再执行③； (2)采用链接技术。

(注：CRAY-1方式启动访存1拍，访存6拍，打入寄存器组1拍，加法6拍，乘7拍)

27.Cache-主存存储层次中，主存有0～7共8块，Cache为4块，采用组相联映象。假设Cache已先后访

问并预取进了主存的第5、1、3、7块，现访存地址流又为1、2、4、1、3、7、0、1、2、5、4、6时： (1)画出用LRU替换算法，Cache内各块的实际替换过程图，并标出命中时刻，其中Cache分为两组。 (2)求出在此期间的Cache命中率。

五、综合应用题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)

28.(1)要将浮点数尾数下溢处理成K—1位结果，则ROM表的单元数和字长各是多少?并简述ROM表各单元

所填的内容与其地址之间的规则。

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(2)若3位数，其最低位为下溢处理前的附加位，现将其下溢处理成2位结果，设计使下溢处理平均误差接近于零的ROM表，以表明地址单元与其内容的关系。 29.并行处理机有16个处理单元，若用STARAN网互连， (1)画出4级立方体互连网络拓扑结构图； (2)要实现2传给F，标出各级交换开关的状态。

全国2008年7月自考计算机系统结构试卷

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 1．对机器语言程序员透明的是（ D ） A．条件码寄存器 B．中断字寄存器 C．通用寄存器 D．主存地址寄存器 2．不同系列的机器之间，实现软件移植的途径不包括（ C ） A．模拟 B．仿真 C．用统一汇编语言 D．用统一高级语言 3．变址寻址的主要作用是（ C ）

A．支持程序的动态再定位 B．支持访存地址的越界检查

C．支持向量、数组的运算寻址 D．支持操作系统中的进程调度 4．数据通路出错引起的中断是（ D ）

A．外部中断 B．输入／输出中断 C．程序性中断 D．机器校验中断 5．页式虚拟存储管理中，实页冲突概率最低的地址映象方式是( B ) A．直接映象 B．全相联映象 C．组相联映象 D．段相联映象

6．组相联映象、LRU替换的Cache存储器，不影响Cache命中率的是( B ) A．增大块的大小 B．增大主存容量 C．增大组的大小 D．增加Cache中的块数 7．下列关于标量流水机的说法不正确的是( B )

A．没有向量数据表示 B．不能对向量数据进行运算 C．可对标量数据进行流水处理 D．可以对向量、数组进行运算 8．流水机器对全局性相关的处理不包括( C ) A．猜测法 B．加快和提前形成条件码 C．设置相关专用通路 D．加快短循环程序的处理 9．16个处理器编号为0～15，采用PM2+3单级网络互连，与13号处理器相连的处理器号是( A ) A．5 B．7 C．11 D．14

10．在共享主存的多处理机中，为减少访问主存冲突，采用的方式一般是( D ) A．虚拟存储器 B．共享Cache存储器

C．用高速单体主存系统 D．并行多体交叉主存系统 二、填空题（本大题共12小题，每空1分，共20分）

11．“中间”指的是层次结构中的软硬交界面，目前多数是在___传统机器级______与____操作系统机器级_______之间。

12．仿真和模拟的主要区别在于采用不同的语言进行解释。仿真采用____微程序_______解释，其解释程序在控制存储器中，而模拟采用机器语言程序解释，其解释程序在____控制存储器______中。 13．寻址方式在指令中的两种指明方式是用____占用操作码_______中的某些位指明和_____地址码______的部分专门设置寻址方式位字段指明。

14．在满足性能及所用通信类型的情况下，总线线数可通过采用线的功能组合、______编码_____和_____并/串——串/并转换______来减少。

15．段页式虚拟存储器的内部地址映象表机构有_____段表______和___页表________两部分。

16．替换算法的确定主要看是否有高的____命中率_______，也看算法是否便于实现，辅助软硬件成本是否低。Page97

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17．Cache存储器写操作时，只写入Cache，仅当需要块替换时，才将其写回主存，称这种修改主存块内容的方法为______写回法_____。

18．流水机器处理中断的关键不在于如何缩短流水线的____断流_______时间，而是如何处理好_____断点______现场的保存和恢复。 19．ILLIAC IV 8×8的阵列中，任意两个处理单元之间通信的最短距离不会超过______7____。

20．多处理机机间互连一般有总线、环形互连、_____交叉开关______、____多端口存储器_______和开关枢纽等几种形式。

21．多处理机是指两台以上的处理机，在操作系统控制下通过共享的_____主存______或输入／输出子系统或高速____通讯网络_______进行通讯的计算机系统。Page182

22．沿资源重复技术途径发展的同构型多处理机系统的典型结构代表是___并行（阵列）________处理机。

三、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）

23．简述在设计主存系统时，计算机系统结构、计算机组成、计算机实现各需要考虑的问题。Page4 24．简述设计RISC结构使用的基本技术。Page55-58

25．简述在现代计算机系统中，应如何考虑中断现场硬件状态的保存并说明理由。Page73

26．简述流水线瓶颈子过程的概念并举例说明消除流水线瓶颈子过程的两种方法。Page136-137 27．简述多处理机应解决的技术问题。(至少写出其中的3个) page183 四、简单应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

28．浮点数表示，阶基rp=2，除阶符之外的阶码位数P=2，尾数基值rm=2，除尾符外的尾数二进位位数m=4，计算非负阶、规格化、正尾数时， (1)可表示数的最小值和最大值； (2)可表示数的总个数。

29．画出0~7号共8个处理器的三级混洗交换网络，在该图上标出实现将6号处理器数据播送给0~4号，同时将3号处理器数据播送给其余3个处理器时的各有关交换开关的控制状态。 五、综合应用题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)

30．在一个4段的流水线处理机上需经7拍才能完成一个任务，其预约表如下表所示。 (1)分别写出延迟禁止表F、初始冲突向量C； (2)画出流水线状态转移图；

(3)求出最小平均延迟、流水线的最大吞吐率及其调度时的最佳方案。 时钟 段号 S1 S2 S3 s4 t1 √ t2 √ t3 √ t4 √ √ t5 √ t6 √ t7 √

31．设某虚拟存储器上运行的程序含5个虚页，其页地址流依次为4，5，3，2，5，1，3，2，5，1，3。用LRU替换。

(1)用堆栈对该页地址流模拟一次，画出此模拟过程，并标出实页数为3，4，5时的命中 情况。

(2)为获得最高的命中率，应分配给该程序几个实页?最高命中率是多少?

全国2009年4月自考计算机系统结构试卷

一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 1.下列对系统程序员不透明的是( D ) ．

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计算机系统结构自考2002~2012真题及答案

A.乘法器 B.先行进位链 C.指令缓冲器 D.条件码寄存器 2.“从中间开始”设计的“中间”目前多数是在( D )

A.微程序机器级与汇编语言机器级之间 B.操作系统机器级与汇编语言机器级之间 C.传统机器语言机器级与微程序机器级之间 D.传统机器语言机器级与操作系统机器级之间 3.计算机中优化使用的操作码编码方法是( D )

A.BCD码 B.ASCⅡ码 C.扩展操作码 D.哈夫曼编码 4.通道程序执行结束后引起的中断是( B )

A.外中断 B.I／O中断 C.程序性中断 D.机器校验中断 5.下列说法正确的是( D )

A.Cache容量一般不大，命中率不会很高 B.Cache本身速度很快，但地址变换速度很慢 C.Cache芯片速度一般比CPU的速度慢数十倍

D.Cache存贮器查映象表和访问物理Cache其间可以流水，使速度与CPU匹配 6.与虚拟存贮器的等效访问速度无关的是( C ) ．

A.页地址流 B.页表法映象 C.段页表映象 D.组相联映象 7.“一次重叠”中消除“指令相关”最好的方法是( A )

A.不准修改指令 B.设相关专用通路 C.推后分析下条指令 D.推后执行下条指令 8.下列CRAY-1的两条向量指令的执行方式，叙述正确的是( C ) V1←V2+V3 V4←V1*V5

A.有源Vi冲突，只能串行 B.没有源Vi冲突，可以交换执行顺序 C.没有功能部件冲突，有Vi冲突，但可以链接 D.没有功能部件冲突和源Vi冲突，可以并行 9.ILLIAC IV是一种( B )

A.多处理机 B.阵列处理机 C.流水线处理机 D.指令重叠处理机

10.在多处理机上，两个程序段既能顺序串行、交换串行，又能并行，则这两个程序段之间必须是( B ) A.只有数据相关 B.只有源数据相关 C.只有数据反相关 D.只有数据输出相关 二、填空题(本大题共20空，每空1分，共20分)

11.器件的发展是系统结构和组成技术发展的关键因素。同一型号机器一般是先用__通用片 _____或现场片实现，等机器成熟取得用户信任后，再改用_____用户片 _________实现。

12.提高计算机系统并行性的主要技术途径有时间重叠、__资源重复 ___和__资源共享 ___。 13.自定义数据表示又分为带____标志符数据 ___表示和____数据描述符 ___两类。

14.尽管中断响应次序由硬件排队器固定好，但中断实际处理完的次序是可以通过__系统软件（操作系统） _____修改各中断级处理程序的____中断级屏蔽 ___位，而动态改变。

15.程序在空间上的局部性主要是因为程序通常是___顺序 ____地存贮和____顺序 ___执行。 16.页式虚拟存贮器把____主存 ___空间和__程序_____空间都机械等分成相同大小的页面。 17.按多功能流水线的各段能否允许同时用于多种不同功能联接流水，可把流水线分为____静态 ___流水线和___动态 ____流水线。

18.推后“分析k+1”和设置“___相关专用通路 ____”是解决重叠方式相关处理的两种基本方法。前者是以____降低速度 ___为代价，使设备基本上不增加。 19.N个结点的PM2I单级网络的最短距离为___??log2N? ____。 ?2??20.在多处理机上，有效计算的执行时间E与处理机机间的通讯辅助开销时间C的比值较小时，任务宜采

用_____粗 __粒度。

21.智能机是具有智能的高性能计算机，有三个重要的组成部分，分别为__知识库 ____、__推理机 _____和智能接口处理机。

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