计算机体系结构自考
自考：计算机系统结构考前复习资料
第一章计算机系统结构的基本概念从处理数据的角度看，并行级别有位串字串，位并字串，位片串字并，全并行。
位串字串和位并字串基本上构成了SIMD。
位片串字并的例子有：相联处理机STARAN，MPP。
全并行的例子有：阵列处理机ILLIAC IV。
从加工信息的角度看，并行级别有存储器操作并行，处理器操作步骤并行，处理器操作并行，指令、任务、作业并行。
存储器操作并行是指可以在一个存储周期内并行读出多个CPU字的，采用单体多字、多体单字或多体多字的交叉访问主存系统，进而采用按内容访问方式，位片串字并或全并行方式，在一个主存周期内实现对存储器中大量字的高速并行操作。
例子有并行存储器系统，以相联存储器为核心构成的相联处理机。
处理器操作步骤并行是指在并行性概念中引入时间因素，让多个处理过程在时间上错开，轮流重复地执行使用同一套设备的各个部分，加快硬件周转来赢得速度。
例子有流水线处理机。
处理器操作并行是指一个指令部件同时控制多个处理单元，实现一条指令对多个数据的操作。
擅长对向量、数组进行处理。
例子有阵列处理机。
指令、任务、作业并行是指多个独立的处理机分别执行各自的指令、任务、作业。
例子有多处理机，计算机网络，分布处理系统。
并行性的开发途径有时间重叠(Time Interleaving)，资源重复(Resource Replication)，资源共享(Resource Sharing)。
时间重叠是指在并行性概念中引入时间因素，让多个处理过程在时间上错开，轮流重复地执行使用同一套设备的各个部分，加快硬件周转来赢得速度。
例子有流水线处理机。
资源重复是指一个指令部件同时控制多个处理单元，实现一条指令对多个数据的操作。
例子有阵列处理机，相联处理机。
资源共享是指用软件方法让多个用户按一定时间顺序轮流使用同一套资源以提高资源的利用率，从而提高系统性能。
例子有多处理机，计算机网络，分布处理系统。
SISD:一个指令部件控制一个操作部件，实现一条指令对一个数据的操作。
计算机系统结构 第一章自考练习题答案
9.设计主存系统时，哪些属于计算机系统结构？哪些属于计算机组成？哪些属于计算机实现所要考虑的问题？
10.列举计算机系统硬件功能分配时，进行软硬件取舍的三条基本原则。（P8）
11.软件可移植性指的是什么？实现软件移植有什么好处？（P10）
12.简述统一高级语言实现软件移植的方法，适用场合，存在问题和原因，以及对此问题采取的对策。（P11）
13.什么是系列机软件的向上（向下）兼容和向后（向前）兼容？（P12）
14.计算机系统在处理数据的并行上，可分为哪四个等级？简单解释并各举一例。（P19）
部分习题参考答案：
历年真题精选1. D
同步强化练习
一、单项选择题。
6. D11. A14. A16. B19. B20. D
23. D25. D
三、简答题。
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
16.输入输出系统硬件的功能对（）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
17.属于MIMD系统结构的是（C）
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
计算机实现：选择存储芯片类型、微组装技术、线路设计等。
26.软驱动器的I/O接口程序是由（A）实现的。
A.固件+软件B.软件C.操作系统D.固件
27.利用时间重叠概念实现并行处理的是（A）
A.流水处理机B.多处理机C.并行处理机D.相联处理机
28.不属于软件移植基本技术的有（D）
A.统一高级语言B.采用系列机C.模拟和仿真D.按新的系统及指令重新编写
计算机系统结构自考真题及答案解析(一)
计算机系统结构自考真题及答案解析（一）总分：140分题量：55题一、单选题（共39题，共78分）1.IBM370系统将中断的类型分为（）A.3类B.4类C.5类D.6类正确答案：D本题解析：暂无解析2.下列属于总线标准的是（）A.电气B.速率C.流量D.吞吐率正确答案：A本题解析：暂无解析3.为了解决主存的容量满足不了要求，采用的技术是（）A.寄存器B.虚拟存储器C.高速缓存D.控制存储器正确答案：B本题解析：暂无解析4.标量流水处理机的性能指标主要有（）A.吞吐率、加速比、时间延迟B.吞吐率、效率、时间延迟C.吞吐率、加速比、效率D.加速比、效率、时间延迟正确答案：C本题解析：暂无解析5.多处理机属于（）A.SISD系统B.SIMD系统C.MISD系统D.MIMD系统正确答案：D本题解析：暂无解析6.在计算机系统多级层次结构中,机器级从低级到高级，相对顺序正确的是()。
A.汇编语言——操作系统——高级语言B.微程序一传统机器语言一汇编语言C.传统机器语言——高级语言——汇编语言D.汇编语言——应用语言——高级语言正确答案：B本题解析：暂无解析7.下列对系统程序员不透明的是()。
A.Cache存储器B.数据通路宽度C.指令缓冲寄存器D.虚拟存储器正确答案：D本题解析：暂无解析8.下列予寻址方式的三种面向的是()。
A.面向主存B.面向辅存C.面向寄存器D.面向堆栈正确答案：B本题解析：暂无解析9.浮点数尾数的基值rm=-8，尾数的计算机位数m=8位，可表示的尾数的个数为()。
A.23×7B.24×7C.25×7D.26×7正确答案：C本题解析：暂无解析10.IBM370系统中，通道动作故障引起的中断属于()。
A.机器校验中断B.访管中断C.程序性中断D.I/O中断正确答案：A本题解析：暂无解析11.程序员编写程序时使用的地址是()。
A.主存地址B.逻辑地址C.物理地址D.有效地址正确答案：B本题解析：暂无解析12.对指令间“一次重叠”描述不正确的是()。
全国自考02325《计算机系统结构》历年真题试卷及答案 年份：202210
2022年10月高等教育自学考试全国统一命题考试计算机系统结构试题（课程代码：02325）1.请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。
2.答题前,考生务必将自己的考试课程名称、姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。
第一部分选择题一、单项选择题:本大题共10小题，每小题1分,共10分。
在每小题列出的备选项中只有一项是最符合题目要求的,请将其选出。
1.“从中间开始"设计的“中间”一般是指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程序机器级之间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2.计算机系统结构的属性不包括A.中断机构B.指令系统C.主存速度D.数据表示3.尾数下溢处理方法中,平均误差最大的是A.舍人法B.截断法C.恒置“1”法D.查表舍人法4.通道程序执行结束后引起的中断是A.外中断B. I/O中断C.程序性中断D.机器校验中断5.在Cache地址映像方式中，块冲突概率最高的是A.直接B.组相联C.段相联D.全相联.6.在流水处理机中,与流水线最大吞吐率高低有关的是A.各子过程的时间B.最快子过程的时间C.最慢子过程的时间D.最后子过程的时间7.在计算机组成上实现指令的重复解释需要解决的不包括A.访主存冲突B.指令间各种相关的处理C.“分析”与“执行”操作的串行D.“分析”与“执行”操作控制上的同步8.在16个处理器中,用单级立方体互连函数Cube,可与7号处理器相连的处理器号是A.0B.10C.12D.159.在多处理机中,程序段之间不能并行的原因是A.数据相关B.数据反相关C.数据输出相关D.以交换数据为目的时10.针对非Von Neumann计算机叙述正确的是A.归约机采用需求驱动方式B.归约机采用控制驱动方式C.数据流机采用需求驱动方式D.数据流机采用控制驱动方式第二部分非选择题二、填空题:本大题共10小题,每小题2分,共20分。
计算机系统结构 第四章自考练习题答案
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
17.并行主存系统不包括（C）。
A.单体多字B.多体单字C.单体单字D.多体多字
18.在虚拟存储器中，不能用作地址映象和变换的辅助表是（B）。
A.段表B.主存页面表C.内页表D.外页表
24.在主、辅存之间增加一级电子磁盘，使级间（r）值不会过大，有利于降低（对H的要求），以获得同样的e。
25.访Cache的时间一般是访主存时间的（1/4）至（1/10）。
26.页式虚拟存储器把（程序）空间和（主存）空间都机械等分成相同大小的页面。
27.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。
9.在Cache存储器中常用的地址映象方式是（C）。
A.全相联映象B.页表法映象C.组相联映象D.段页表映象
10.下列关于虚拟存储器的说法比较正确的应当是（D）。
A.更换替换算法能提高命中率B.访主存命中率随主存容量增大而提高
C.访主存命中率随页面大小增大而提高
D.在主存命中率低时，改用堆栈型替换算法，并增大主存容量，可提高命中率
13.页式虚拟存储器中，影响命中率的因素有（替换）算法、程序地址流及分配给该程序的（实页）数等。
14.FIFO、OPT、LRU算法中，属堆栈型算法的是（LRU）和（OPT）法。
15.页面失效频率（PFF）法是通过动态调节分配给各道程序的实页数来提高系统效率的，其依据是LRU替换算法，它属于（堆栈）型的替换算法，有命中率H随分配的实页数增大而（单调上升）这一特点。
31.在虚拟存储器中，地址的映象是指将每个虚存单元按什么规则装入（实存）；地址的变换是指程序执行中，将多用户虚地址如何变换成对应的（实地址）。
02325 计算机系统结构(自考)第一章 概论 笔记(手写)
1计算机系统的的层次结构以现代通⽤计算机系统可以分成哪⼏级它们的相对位置各机器级的实现是⽤的翻译技术还是解释技术z⽬前情况来看MO ⽤硬件实现⼤的数2软件层⾼级语⾔通过软件MI ⽤微程序固件实现实现2汇编语⾔M 2M 5⽤软件实现ii 传统机器语⾔䎚鱲2瀶固件就是具备软件功能的⼀种硬件硬件实现作业控制语⾔微程序以什么是翻译技术什么是解释技术翻译技术⽤转换程序将⾼⼀级机器级上的程序整个地址转换为低⼀级机器级上的等效程序之后在低⼀级机器级上实现的技术解释技术在低级机器级上⽤⼀串语句或指令来仿真⾼级机器级上的⼀条语句或指令的功能是通过对⾼级机器级上的每条语句或指令逐条解释的技2.1计算机系统结构组成和实现的定义和研究⽅⾯1从计算机的层次结构⻆度来看系统结构system Architecture 是对计算机系统中各级界⾯的定义及其上下的功能分配iiiiii2计算机系统结构也称计算机系统的体系结构computer Architecture 它只是系统结构中的⼀部分指的传统机器语⾔机器级州的系统结构因此它是软件和硬件1固件的交接⾯是机器语算结论计算机系统结构研究的是软硬件之间的功能分配以及对传统机器级界⾯的确定为机器语⾔汇编语⾔程序设计者或编译程序⽣成系统设计或⽣成的程序能在机器结嘔趣魂䃴䏈臨嚹櫉出㒧瀃暶软礮 嚻㗸磡璐璐额嚻嚻 㓸年就⽬前的通⽤机和总其计算机系统结构的属性包括以D 硬件能够直接识别和处理的数据类型及格式等的数据表示系最⼩可寻址单位寻址种类地址计算等的寻址⽅式统通⽤寄存器的设置涨数量使⽤约定等的寄存器组织以⼆进制或汇编指令的操作类型格式排序⽅式控制机构等的指全系统构外主存的最⼩编址单位编址⽅式容量最⼤可编址空间等的存储系统组织以中断的处理与分级中断处理程序的功能与⼊⼝地址等的中断机构系统机器级的管态与⽤户态的定义与切换8输⼊1输出设备的连接使⽤⽅式流量操作结束出错指示等的机器级⼯10结构以系统各部分的信息保护⽅式和保护机构等属性_Énn 囎的讞囄 龖嚻欏㺦䵴 邈悦的縅 辄算樾设计䯁ì点2专⽤部件的设置是否设置乘除法浮点运算字符处理地址运算等专⽤部件设置的数量与机器要达到的速度价格以及专⽤部件的使⽤频率有关机烈各种操作对部件的共享程度分时共享使⽤程度⾼虽然限制了速度但价格便宜设置部件的降低共享程度因操作系统并⾏度提⾼可提⾼速度但价格也会提⾼4功能部件的并⾏度是⽤顺序串⾏还是⽤重叠流⽔或分布式控制和处理iii 䨊i ǐiiiiiiii iiiiiiiiin 控制机构的组成⽅式⽤硬件还是微程序控制是单机处理还是的机或功能分布处理成7预估预判技术⽤什么原则为优化性能预测未来⾏为6计算机的实现computer Implementation指的是计算机组成的物理实现包括处理机珔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与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7计算机实现的设计着眼于器件技术和微组装技术器件技术起着主导作⽤8指令系统的确定属于计算机系统结构指令的实现如取指令指令操作码译码计算操作数地址取数运算送结果等的操作的安排三和排序属于汢籃噍感实现这些指令功能的具体计电路器件的说⽜的装⾣䃢⼰技术属于计算机实现ftpmsn琺迹歛辔緪appointingpinetnn感乘法器加法⼀位移器的物理实现中的类型叔美成度数量价格以及微组装技术的确定和选择属于计算机实现-0ns中央处理机任存算外⼀箱溜畦侧的概念性结构图䃴嚻蜘理雄和醚-嚻制品外诞级槬以瑡⼼纙斌䴍出硬件⽅⾯2通道机实设备控制器i10机器1汇编指令系统数据表示是否采⽤通道⽅式输⼊1输出的确定属于计算机系统结构指令采⽤重叠流⽔还是其他⽅式解释数据通路宽度的确定通道采⽤结合型还是独⽴型属于计算机组成2.2系统结构组成和实现的相互关系和影响1相同结构如指令系统相同的计算机可以因速度不同⽽采⽤不同的组成⼀种组成也可以有多种不同的实现⽅法2组成也会影响结构了组成设计向上决定结构向下受限于实现技术4由于计算机组成和计算机实现关系密切有⼈将它们合称计算机实现即计算机系统的逻辑实现和物理实现ǜjiiiiii iiiiiiii能分配和确定程序设计者所看到的机器级界⾯的计算机系统结构称结论计算机系统结构设计的任务是进⾏软硬件的功能分配确定传统机器级的软硬件界⾯但作为计算机系统结构这⻔学科来讲实为程序设计者看到的计算机系统结构把着眼于如何更好更合理地实现分配给硬件的功能的计算机组成称为计算机设计者看到的计算机系统结构3计算机系统的软硬件取舍与设计思路引软硬件实现的优缺点1从原理上来讲软件的功能可以由硬件或固件来完成硬件的功能也可以由软件来模拟完成只是它们在性能价格实现的难易程度是不同的2软件实现的速度慢编制复杂编程⼯作量⼤程序所占存储空间量较的i 但是所花硬件少硬件的实现上也就相对简单容易硬件的成本低解题的灵活性和适性就好了具有相同功能的计算机系统其软硬件功能分配⽐例可以在很宽的范围内变化如下图⼀般来说提⾼硬件功能的⽐例可提⾼解题速度减少程序所需的时间但会增加硬件成本降低硬件利⽤率和计算机系统的灵活性及适应性提⾼软件功i ǘjf ǘǜǜ是⾼系统的灵活性适应性但是解题速度会下降软件设计费⽤和所需的存储器⽤量增加了原则D 应考虑在现有的硬器件主要是逻辑器件和存储器件的条件下系统要有⾼的性价⽐以实现费⽤速度和其他性能⽅⾯考虑2要考虑到准备采⽤和可能采⽤的组成技术使之尽可能不要过的或不合理地限制各种组成实现技术的采⽤了不能仅从硬的⻆度考虑如何便于应⽤组成技术的成果和便于发挥器件技术的发展还应从软的⻆度把如何为编译和操作系统的实现以及1⾼级语⾔程序的设计提供更的更好的硬件⽀持放在⾸位软硬件取舍的最终⽬标提⾼性能降低消耗评判性能的标准使⽤者响应时间完成任务的时间服务者吞吐量单位时间内的⼯作总量2软硬件取舍成本计算13软件开发费⽤C 软件重复设计的次数品硬件开发费⽤R 软件复制和存储的次数的更件实现的费⽤i Dn Nt Mn Ms 软件重复⽣产的费⽤例如批量部署1软件实现的费⽤Ds x clvtM tn Mn 硬件重复⽣产的费⽤⽣产计算机系统台数3.3计算机系统的定量设计原理真实程序的运⾏时间是衡量计算机性能的唯⼀可靠的①⼤概率事件优先原则喧⾛曼n 铡压n 缩原理oir提⾼经常性事件的处理速度经常性事件例如程序中的循环体②阿姆达尔Amdahl 定律定义系统性能的加速⽐确定对性能限制最⼤的部分计算改进某些部件所获得的性能提⾼③程序的局部性 效旦 璧和空间㞗盥改进效果好的⾼性能系统应是个各部分性能功能平衡得到提⾼的系统时间局部性现在正在使⽤的信息将来还要使⽤如程序中存在循环空间局部性将来要使⽤的信息与现在正在使⽤的信息在程序位置上是相邻的因为指令通常是顺序存放的数据也通常是以向量阵列树表等形式簇数据时间局部性空间局部性And 定律系统性能改进前⼆总执⾏时间部件加速⽐指令循环语句总加速⽐⼆系统性能改进后总执⾏时间瞿善⼆1-可改进⽐例可改进⽐例变量数据顺序语句字符串常量数据4计算机系统的设计⽅法①计算机系统⼀般有3种设计⽅法D 由上往下⾃顶向底专⽤机设计⽅法先考虑满⾜应⽤要再逐级向下设计串⾏设计⽅法周期⻓成本⾼难以量化2由下往上⾃底向顶通⽤机设计⽅法不考虑应⽤要求先根据已有条件设计硬件软件设计需要被动地适应硬件3⾃中间开始向两边设计它可以克服以上两⽅式中软硬件设计分离和脱节的致命缺点5软件应⽤器件的发展对系统结构的影响-5.1软件发展对系统结构的影响①软件的可移植性Portability 指的是软件不修改或只经少量修改就可由⼀台机器移到另⼀台机器上运⾏同⼀软件可应⽤于不同的环境软件兼容性i 向后兼容第⼀代电⼦管valve 1945-1954IBM 701机器档次当前机器第⼆代i 晶体管Transistor 19551964IBM7030㿚䨻容向后兰道时间第三代集成电路四1965-1974IBM张巧第四代⼤规模集成电路以红19741940IBM 3090Pc 第五代微处理器19902000IntelArm ②实现可移植性的常⽤⽅法D 采⽤系列机由同⼀⼚家⽣产的具有相同的系统结构但具有不同组成和实现的⼀系列不同型号的机器2模拟和仿真使件能够在具有不同系统结构的机器之间相互移植3i 实理软件移植的⼀种理想的⽅法例如Java 语⾔程序能在不同架构平台上运⾏模拟姚妣啊䲉犌⻰台 瞅⼀雅 额殆机⼀⼀刷啪镶处理器件发展历史通常⽤〇解释的⽅法去实现运⾏速度慢性能较差只适⽤于移植运⾏时间短使⽤次数少且在时间短上没有约束和受限制的软件仿真emulation ⽤⼀台现有的机器缩主机上的微程序〇去解释另⼀台机器⽬标机的指令集运⾏速度⽐模拟⽅法的快仿真只能在系统结构差距不⼤的机器之间使⽤区别模拟和仿真的区别在解释使⽤的语⾔模拟是⽤机器语⾔程序解释解释程序存储于主存中仿真使⽤微程序解释解释程序存储于控制存储器中③模拟与仿真的选择离频繁使⽤易于仿真的机器指令宜⽤仿真以提⾼速度较少使⽤的难以仿真的指令以及北操作宜⽤模拟即使两种机器系统差别不⼤往往也需要⽤模拟来完成机器间的映像11④3种⽅法的优缺点统⼀⾼级语⾔可以解决结构相同或完全不相同的机器间移植是未来发展⽅向但是⽬前难以解决只能做到相对统⼀系列机是当前遍采⽤的⽅法但只能实现同⼀系列内的软件兼容虽然允许发展变化但兼容的约束反过来会阻碍系统结构取得突破性的进展模灵活可实现不同系统结构间的软件移植但结构差别过⼤时效率速度会急剧下降伤真在速度上损失⼩但不灵活只能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要与模拟结合才⾏此外发展异种机联⽹也是实现软件移植的⼀种途径5.2应⽤的发展对系统结构的影响不同的应⽤对计算机系统结构的设计提出了不同的要求应⽤需求是促使机算机系统结构发展的最根本的动⼒在不同的领域需要⾼性能的系统结构多媒体引了游戏⾼清影⾳⽹络应⽤⾼性能路由防⽕墙科学计算天⽓预报⽯油勘探班⽤户⻘尵 器件⼚家⽣产时固定的器件的⽤户即机器设计者只能使⽤不能改变器件内部功能现场为⽤户根据需要可改变器件内部功能⽤户为专⻔按⽤户要求⽣产的⾼度集成的以红器件完全按照⽤户要求设计的⽤户⽚称为全⽤户⽚⼀般同⼀系列内各档机器可分别⽤通⽤⽚现场⽚和⽤户为实现6系统结构的并⾏性开发及计算机轰统的分类6.1并⾏性概念与开发6.1.1并⾏性的含义与级别①并⾏性包含同时性和并发性两重含义⾃然性simultaneity 指两个或约个事件在同⼀时刻发⽣并发性concurrency 指两个或㑜事件在同⼀⽇②䲜䉪厵并⾏鍳靠 礜为了能并⾏处理以提⾼计算机解题的效率CnnD 计算机系统执⾏程序⻆度由低到⾼等级齽产操作之间的并⾏执⾏2指令之间放条指令的并⾏执⾏14作业或程序之间c______12计算机系统中处理数据⻆度由低到⾼等级冯⽒分类法1972冯泽云1位串字串同时只对⼀个字 齹⼯整处理通常指串⾏单处理机⽆并⾏性2位并字串并⾏单处理机3i 位为串字并不⼀⼀对许的字的同⼀位称位⽚进⾏处理3并⾏性贯穿于计算机信息加⼯的各个步骤和阶段的i 存储器操作并⾏2处理器操作并骤并⾏了处理器并⾏tiiiiii inin4指令任务作业并⾏皊之⼆及以上的并⾏是所处之理机同0时对然⾦撧或相关的的组娄-対居进⾏处理操作上避流的数据流计算机6.1.2并发性开发的途径时间重叠i鼝相互错不轮流重叠使⽤同⼀套硬件设备的各个部分加快硬件周转来赢得速度②资源重复邈邈䟐群Replication重复设置硬件资源来提⾼可靠性或性能③资源共享逛䬒aresharing⽤软件⽅法让的个⽤户按⼀定时间顺序轮流使⽤同⼀套资源来提⾼资源利⽤率相应地6.1.3多机系统的耦合度耦合度⽤于反映的机系统中各机器之间物理连接的紧密度和交叉作⽤能⼒的强弱1各种脱机处理系统是最低耦合系统lease coupled system 2多台计算机通过通道或通信线路实现互连以较低频带在⽂件或数据集⼀级相互作⽤这种系统被称为松散耦合系统loosely a system或间接耦合系统Indirectly Coupled system3多台计算机通过总线或⾼速开关琏共享主存有较⾼的信息传输速率可实现数据集⼀级任务级作业级并⾏则称该系统为紧密耦合系统Tighcoupled system 或直接耦合系统Directly c oupled system 6.1.4计算机系统的分类弗林分类瀓按照指令流和数据流的的倍性进⾏分类共分为4类数据流由执令流调⽤的数据序列圝鬬管⾔ 䨻⽇搻䲜时处于同⼀执⾏阶段的指令或数据的最⼤数⽬单指令流单数据流GED Single Instruction stream Single Data stream 单指令流的数据流Gen single Instruction stream Multiple Data Stream 阵列处理机和相联处理机多指令流多数据流㟗⽆实现对应的应⽤传统的单处理计算机多指令流单数据流MIS D -。
自考计算机系统结构题库及答案
自考计算机系统结构题库及答案02325计算机系统结构自考题库及答案计算机系统结构单选题1.对应用程序员不透明的是( ) AA.条件码寄存器B.乘法器C.指令缓冲器D.先行进位链2.汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是经____来实现的( ) BA.编译程序解释B.汇编程序翻译C.汇编程序解释D.编译程序翻译3.属计算机系统结构考虑的应是( ) DA.主存采用多体交叉还是单体B.主存频宽的确定C.主存采用MOS 还是TTLD.主存容量和编址方式4."从中间开始设计的""中间""当前多数是在( )" CA.传统机器语言机器级与微程序机器级之间B.微程序机器级与汇编语言机器级之间C.传统机器语言机器级与操作系统机器级之间D.操作系统机器级与汇编语言机器级之间5.多处理机主要实现的是( ) DA.操作步骤的并行B.指令级并行C.操作级并行D.任务级并行6.直接执行微指令的是( ) BA.编译程序B.硬件C.微指令程序D.汇编程序7.从计算机系统结构上讲，机器语言程序员所看到的机器属性是( ) AA.编程要用到的硬件组织B.计算机各部件的硬件实现C.计算机硬件的全部组成 D.计算机软件所要完成的功能8.尾数下溢处理平均误差可调整到零的方法是( ) D "A.恒置""1""法"B.舍入法C.截断法D.ROM 查表法9.变址寻址的主要作用是( ) AA.支持向量、数组的运算寻址B.支持操作系统中的进程调度C.支持访存地址的越界检查D.支持程序的动态再定位10.在IBM370 系统中，支持操作系统实现多进程共用公用区管理最有效的指令是( ) BA.程序调用楷令B.比较与交换指令C.测试与置定指令D.执行指令11.程序员编写程序时使用的地址是( ) CA.主存地址B.辅存实地址C.逻辑地址D.有效地址12.不需要编制的数据存储空间是( ) BA.I/O接口的寄存器B.堆栈C.主存储器D.CPU 中的通用寄存器13.RISC执行程序的速度比CISC要快的原因是( ) BA.RISC只允许loAd和store指令访存B.RISC的指令平均执行周期数较少C.RISC的指令系统中的指令条数较少D.程序在RISC上编译生成的目标程序较短14.平均码长最短的编码是( ) AA.哈夫曼编码B.定长编码C.扩展编码D.需要根据编码使用的频度计算平均码长后确定15.外部设备打印机适合于连接到( ) AA.宇节多路通道B.选择通道C.数组多路通道D.任意一种通道16.在IBM370 系统中，申断响应硬件分工保存的是( ) DA.作业名称和优先级等B.各种软件状态和标志C.通用寄存器内容D.条件码等状态信息17.中断响应由高到低的优先次序宜用( ) AA.访管+程序性+重新启动B.访管斗程序性+机器故障C.程序性+1/0+访管D.外部+访管+程序性18.CDC CYBERl70 的I/0 处理机系统属于( ) BA.DMA 方式B.外围处理机方式C.通道方式 D.程序控制的1/0 方式19.通道流量是在某个时期单位时间内传送的宇节数，这个时期应是( ) CA.数组多路通道或字节多路通道B.字节多路通道或选择通道C.数组多路通道或选择通道D.任意一种通道20.外部设备打印机适合于连接到( )AA.宇节多路通道B.选择通道C.数组多路通道D.任意一种通道21.数据通路出错引起的中断是( ) BA.访管中断B.机器校验中断C.程序性中断D.外中断22.CAche存贮器常见的地址映象方式是( ) BA.全相联映象B.组相联映象C.页表法映象D.段页表映象23.虚拟存储器主要是为了( ) BA.扩大存储系统的容量和提高存储系统的速度B.扩大存储系统的容量C.提高存储系统的速度D.便于程序的访存操作24.对于采用组相联映像、LRU替换算法cAche存储起来说，不影响cAche命中率的是( ) AA.直接映像、组相联映像、全相联映像B.全相联映像、直接映像、组相联映像C.组相联映像、直接映像、全相联映像D.全相联映像、组相联映像、直接映像25.最能确保提高虚拟存储器访主存的命中率的改进途径是( ) CA.改用LRU替换算法并增大页面B.增大辅存容量C.改用LRU替换算法并增大页面数D.采用FIFO替换算法并增大页面26.与全相联映像相比，组相联映像的优点是( ) AA.目录表小B.命中率高C.块冲突概率低D.主存利用率高27.程序员编写程序时使用的地址是( ) BA.有效地址B.逻辑地址C.物理地址D.主存地址28.评价存储器性能的基本要求有大容量、____和低价格（） BA.性价比高B.高速度C.命中率高D.利用率高29.解释一条机器指令的微操作包括____三部分（） DA.操作数B.解释C.翻译D.取指令、分析和执行30.实现指令的重叠解释必须在计算机组成上满足____要求( ) CA.硬件冲突B.主存冲突C.要解决“分析”与“执行”操作控制上的同步D.主存和硬件冲突31.非线性流水线的特征是( ) AA.一次运算中要多次使用流水线中的某些功能段B.一次运算中使用流水线中的多个段C.流水线的各功能段在不同运算中能够有不同的连接D.流水线中某些功能段在各次运算中的作用不同32.与线性流水线最大吞吐率有关的是( ) CA.最后功能段的执行时间B.最快的那一段的执行时间C.最慢的那一段的执行时间D.各个功能段的执行时间33.在MIPS的指令流水线中，可能发生的冲突是( ) DA.两条指令的写操作之间的写后写冲突B.后流入的指令的写操作与先流入的指令的读操作之间的读后写冲突C.同一条指令的读操作与写操作之间的写后读冲突D.先流入的指令额写操作与后流入的指令的读操作之间的写后读冲突。
自考02325计算机系统结构考点笔记
第一章概论第一节计算机系统的层次结构计算机系统=硬件/固件+软件计算机语言从低级到高级发展：高一级语言的语句相对于低一级语言来说功能更强，更便于应用，但又都以低级语言为基础。
层次结构由高到低依次为：应用语言机器级M5、高级语言机器级M4、汇编语言机器级M3、OS机器级M2、传统机器语言机器级M1、微程序机器级M0。
虚拟机：由软件实现的机器。
语言实现的两种基本技术：翻译：先把N+1级程序全部转换成N级后，再去执行新产生的N级程序，在执行过程中N+1级程序不再被访问。
解释：每当一条N+1级指令被译码后，就直接去执行等效的N级指令，然后再去取下一条N+1级指令，以此重复执行。
第二节计算机系统结构、计算机组成和计算机实现一、计算机系统结构的定义和内涵定义：它是软件和硬件/固件的交界面，即机器语言程序员看到的机器物理系统的抽象。
实质：确定计算机系统中软、硬件的界面，界面之上是硬件和软件实现的功能，界面之下是硬件和固件实现的功能。
透明性：在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性从某个角度看不到，则称对它是透明的。
二、计算机组成与计算机实现的定义和内涵1.计算机组成定义：计算机系统结构的逻辑实现，包括机器级内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
2.计算机实现定义：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、模块的划分与连接，专用器件的设计。
三、计算机系统结构、组成和实现的相互关系和影响1)相同系统结构，可以有不同的组成；2)一种组成可以有多种不同的实现方法；3)采用不同的系统结构会使可以采用的组成技术产生差异；4)组成也会影响结构。
第三节计算机系统的软、硬件取舍及定量设计原理一、软硬件取舍的基本原则软、硬件功能的分配比例对计算机性能的影响：提高硬件功能的比例可提高解题速度，减少程序所需的存储空间，但会增加硬件成本，降低硬件利用率和计算机系统的灵活性级适应性；而提高软件功能的比例可降低硬件成本，提高系统的灵活性、适应性，但解题速度会下降，软件设计费用和所需的存储器用量增加。
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全国 2004年 7月高等教育自学考试
计算机系统结构试卷
课程代码：02325
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2分，共20 分)
1.软件和固件的功能在逻辑上是 ( )的。
A.固件优于软件
B.不等价
C.等价
D.软件优于固件
2.( )编写者看到的逻辑结构和功能能力就是计算机的外部特性。
A.操作系统
B.汇编语言程序
C.Windows NT
D.微程序
3.RISC 计算机的指令系统集类型是 ( )。
A. 堆栈型
B.累加器型
C.寄存器—寄存器型
D.寄存器-存储器型
4.主存储器的 ( )要求属于外特性。
A. 容量大小
B.速度
C.页面组织
D.带宽
5.在采用延迟转移技术时，在以下几种调度方法中，效果最好的是哪一种方法 ?( ) A.将转移指令前的那条指令调度到延迟槽中
B.将转移目标处的那条指令调度到延迟槽中
C.将转移不发生时该执行的那条指令调度到延迟槽中
D.在延迟槽中填入 NOP 空操作指令
6.设 8个处理器编号分别为 0，1，2⋯，7用 Cube2互联函数时，第 5号处理机与第 ( 处理机相联。
A.1
B.3
C.4
D.6
7.大型计算机和小型计算机的主要区别在于 ( )。
A.大型机运行速度比小型机快得多
B.大型机能够控制大量的外设
C.大型机具有图型终端和图形处理能力
D.大型机的外存经管能力超过小型机
8.在以下总线规范中，哪一种总线具有与设备和主机无关的高级命令系统 ?( ) A.IDE B.AT
C.SCSI
D.PCI )号)。
1 / 5
9.在以下输入输出控制器的经管方式中，外设的工作速度对计算机性能影响最小的是(
A. 程序控制轮询方式
B.程序控制中断方式
C.直接存储器访问方式
D.I/O 处理机方式
10.串行链接式总线的裁决算法是（）。
A. 固定时间片算法
B.静态优先级算法
C.动态优先级算法
D.先来先服务算法
二、填空题（每空2 分，共20 分）
1._________ 早期的冯·诺依曼计算机系统结构是以运算器为中心，而后期的冯·诺依曼计算机系统结构是以为中心。
2.________________________ 精简指令系统设计思想是简单的指令能执行得更快以及指令系统只由的指令组成。
3.________________________ 虚拟机：简单地说，一切用的机器都称为虚拟机。
计算机系统按功能可分为多层次
结构，传统机器级以上的所有机器都称为虚拟机。
4._____________________________ 用户 CPU 时间取决于三个特征：，每条指令所需时钟周期数 CPI 以及程序中总的
指令数 I N 。
5._____________________________________________ MIPS 只适宜于评估标量机，不能用于评估向量机。
而 _________________________________ 则比较适用于衡量向量机的
性能。
6._____________________ 基本数据类型一般包括及其位串、整数及自然数、实数（浮点数）、字符和布尔数等。
7.指令系统是指机器所具有的全部指令的集合，它反映了计算机所拥有的基本功能。
它是
_______ 程序员所看到的机器的主要属性之一。
8._________ 指令的一般分为顺序、重叠、流水三种。
9._____________________________ 最大吞吐率 Tpmax ：指流水线达到后可获得的吞吐率。
10.先进流水调度方法中，____ 不需要借助软件来对指令进行调度，而是利用硬件重新安
排指令的顺序来减少流水的停顿。
三、简答题（每小题4 分，共20分）
2 / 5
1.简单说明 Flynn 教授提出的分类的方法。
2.要使流水线具有良好的性能。
必须设法使流水线能畅通流动，但是在流水过程中会出现几种相关（也就是冲突的意思）。
请说出主要的相关。
3.衡量流水线处理机的性能主要指标是什么
4.简要说出全局性相关的处理的 4 种常用方法。
5.简要说出采用 RISC 结构后可以带来的好处。
四、简单应用（每小题6 分，共24分）
1.已知流水线的四个功能部件和流水时间，画出流水线时空图。
2.已知单功能流水线的预约表如下，求出初始状态冲突向量。
3 / 5
3.假设高速缓存 Cache 的工作速度为主存的 5 倍，且 Cache 被访问命中的概率为 90%，则采用 Cache 后，能使整个存储系统获得多高的加速比S p?
4.设一个实验性的 RISC 计算机，它的各类指令的平均 CPI（每条指令的时钟周期数）值如下：寄存器 - 寄存器型指令为 1 个时钟周期；取/存指令为 1.4 个时钟周期；条件转移指令当转移发生和转移不发生时，分别为 2 个和 1.5 个时钟周期；无条件转移指令为 1.2个时钟周期。
假定有 60%的条件转移指令为转移时发生，且若在某个典型测试程序中各类指令所占的比例为： ALU 指令 46%，取 /存指令 37%，条件转移指令 16%，无条件转移指令 1% 。
试计算在执行该测试程序时，其平均的CPI 值为多少 ?
五、综合应用（每小题8 分，共16分）
1.设某流水计算机中，进行向量计算的相关功能部件及流水次序如下所示，画出多功能静态流水的时空图。
4 / 5
5 / 5
(a)流水线的功能段 (b)浮点加、减法运算时的联接 (c)定点乘法运算时的联接
12 14
2
34
56
23
14
56
12
12
并且在主存中只能容纳 4 个页面，列出使用先进先出替换算法时，每一个页面调度操作后 的主存中的页面，并指出操作状态。
答案写入下表。
调度顺序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 访问页面 12 14 2 34 56 23 14 56 12 12 主
12
12
12
12
56
56
56
56
56
56
存
页
面
操作状态。