计算机系统结构试题及答案

2009-2010学年度第一学期2007级

《计算机系统结构》期末考试试卷（A）（闭卷）

姓名：学号：专业：

（注：①考试时间为120分钟；②所有解答必须写在答题纸上。）

一、单项选择题（每小题3分，共30分）

1．在系列机中发展一种新型号机器，你认为下列（）设想是不行的?

【A】新增加字符数据类型和若干条字符处理指令

【B】将中断分级由原来的4级增加到5级

【C】在CPU和主存之间增设Cache存贮器

【D】将浮点数的下溢处理法由原来的恒置“1”法，改为查表舍入法

2.对计算机系统结构来说，不透明的是（）。

【A】存储器采用交叉存取还是并行存取

【B】CPU内部的数据通路的宽度是8位还是16位

【C】采用浮点数据表示还是标志符数据表示

【D】指令采用硬联逻辑实现还是微程序实现

3．一个平衡的计算机系统，应该是（）。

【A】1MIPS的CPU速度【B】1MB的主存容量

【C】1Mb/s的I/O吞吐率【D】A、B和C

4、（）设计是现代计算机系统设计所采用的方法。

【A】由上往下【B】由下往上【C】由中间开始【D】上下同时开始

5．当今微型机中实现软件移植最好的方法是（）。

【A】系列机【B】兼容机【C】仿真技术【D】统一高级语言

6、不能够对向量数据结构提供直接支持的是（）数据表示。

【A】向量【B】堆栈【C】描述符【D】A和C

7、采用整数边界存储技术，其主要目的是（）。

【A】节约主存空间【B】提高数据的访问速度

【C】一个主存周期可取多条指令【D】一个主存周期至少可取到一条指令

8、在指令的操作码编码方式中，优化实用的编码是（）。

【A】Huffman编码【B】等长编码【C】Huffman扩展编码【D】BCD码

9、流水计算机中将指令Cache和数据Cache分开，主要是为了（）。

【A】提高存储系统的速度【B】增加主存容量

【C】解决功能部件冲突【D】解决访存冲突

10、当N=16时，能描述4组4元交换的函数是（）。

【A】C1+C2 【B】C0+C1 【C】C0+C2 【D】C2+C3

二、（10分）在采用通用寄存器指令集结构的计算机上得到了如下所示的数据：

指令类型执行频率时钟周期数

ALU指令 43% 1

LOAD指令 21% 2

STORE指令 12% 2

分支指令 24% 2

假若编译器优化后能去掉50%的ALU指令，但不能去掉其它三类指令。求优化后的MIPS与优化前的MIPS速率比。

三、（10分）设某机器系统指令字长12位，每个操作码和地址均占3位，试提出一种分配方案，使该指令系统有4条三地址指令，8条二地址指令和180条单地址指令。

四、（10分）设通道在数据传送期中，选择设备需4.9μS，传送一个字节数据需0.lμS。

（1）其低速设备每隔250μS发出一个字节数据传送请求，问最多可接多少台这种设备？

（2）若有A～E共5种高速设备，要求字节传送的间隔时间如下表所示，其时间单位为μS。若一次通信传送的字节数不少于1024个字节，问哪些设备可挂在此通道上？哪些则不能？

设备 A B C D E

时间间隔(μS) 0.13 0.1 0.11 0.2 0.3

五、（10分）有一非线线性流水线预约表如下。

功能段 1 2 3 4 5 6

S1 √ √

S2 √ √ √

S3 √ √

S4 √

（1）求平均延迟最小的最佳调度方案；

（2）画出按最佳方案之一连续输入3个任务的时空图。

六、（10分）有一四段线性流水线,每功能段延时时间分别是： △t1=△t3=△t4=△t0, △t2=3△t0。若在这个流水线上执行40个任务。求实际吞吐率、效率和加速比。

七、（10分）N=8个结点的三级立方体网络如下图所示。当K1=0时，试说明输入4号结点不能实现和哪些输出结点相连？

八、（10分）在8个PE构成的双向环互连的并行处理机中，计算点积 S=niiiba1 (n=8)所需要的时间。设初始化时将A,B各分量已分配到各PE中，且设相邻处理单元之间传送一次数据需要时间△t，完成一次加法需要时间2△t，完成一次乘法需要时间4△t。 A

K0 E

K1 I

K2 C0 C2 C1 C3

7 输

入

端

7 输

出

端

（全部试题完）

武汉大学计算机学院

2009-2010学年度第二学期2007级

《计算机系统结构》期末考试试卷（A）参考答案

一、（每小题3分，共30分）

[解]：1-10：BCDCA BDCDB

二、（10分）

[解]：

三、（10分）

[解]：

000 ××× ××× ×××

011 ××× ××× ×××

100 000 ××× ×××

100 111 ××× ×××

101 000 000 ×××

101 111 111 ×××

110 000 000 ×××

111 110 011 ×××

四、（10分）

[解]：

（1）低速设备应接字节多路通道

所以，n≤50台，即最多可接50台

（2）根据题意，此通道为选择通道

其中，n≥1024，应使select •i≤max•select，由此可得出通道工作周期为：T≈0.1014(us)

所以，只有A、C、D、E可挂在此通道上，B则不行。

五、（10分）

[解]：

（1）状态图略。最佳调度方案为（3）和（1，5）

（2）输入3个任务时空图略。 64+116=180 9.01.73.571101066newoldcoldnewcoldnewCPICPIRCPICPIRMIPSMIPS25011.09.411.maxnTTfDsbytennSTDTselectf9.41.011.max

六、（10分）

[解]：

七、（10分）

[解]：不能与输出的2、3、6、7结点相连。

八、（10分）

[解]：需要8次乘法，7次加法；

共14△t

计算机系统结构

姓名：学号：

一、名词解释（每题3分，共15分）

1. Cache 2:1 经验规则

3. 同构型多处理机

5. 堆栈型机器

2. 计算机体系结构

4. 通道处理机 )(175ns540355ns8)43(5384TPMIPStttttTPj12340339640)140(640%8.481234640ttE95.1123640ttSP

二、填空（每空1分，共20分)

1. 设计I/O系统的三个标准是（）、（）和（）。

2. 存储器层次结构设计技术的基本依据是程序的（）。

3. 相联度越高，（）失效就越少；（）失效不受Cache容量的影响，但（）失效却随着容量的增加而减少。

4. 在虚拟存储器中，一般采用（）地址映象方法和（）更新策略。

5. 计算机系统中提高并行性的技术途径有（）、（）和（）三种。在高性能单处理机的发展中，起主导作用的是（）。

6. 在处理机中，若指令序列完成的顺序总是与它们开始执行的顺序保持一致，则只可能出现（）相关,否则就有可能出现（）、（）和（）相关。

7. 对向量的处理有（）方式、（）方式、（）方式。

三、简答题（每题6分，共24分）

1. 任写出三种Cache的优化技术，并简述其基本思想。

2. 在指令集结构设计中，应该考虑哪些主要问题？

3. 数据相关有哪几种类型？解决数据相关有哪些主要方法？

4. 试以系列机为例，说明计算机体系结构、计算机组成和计算机实现三者之间的关系。

四、计算题

1. 给定以下的假设，试计算直接映象Cache和两路组相联Cache的平均访问时间以及CPU的性能。由计算结果能得出什么结论？

（1）理想Cache情况下的CPI为2.0，时钟周期为2 ns，平均每条指令访存1.4次。

（2）两者Cache容量均为128 KB，块大小都是32字节。

（3）组相联Cache中的多路选择器使CPU的时钟周期增加了10%。

（4）这两种Cache的失效开销都是80 ns。

（5）命中时间为1个时钟周期。

（6） 128 KB直接映象Cache的失效率为1.0%，128 KB两路组相联Cache的失效率为0.7%。（15分）

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计算机系统结构复习试题及答案（非计算）

计算机系统结构复习试题及答案（⾮计算）

⼀．名词解释

计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。

在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种⾓度看⼜好像不存在的概念称为透明性。

系列机：由同⼀⼚家⽣产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的⼀系列不同型号的计算机。

同构型多处理机系统：由多个同类型或⾄少担负同等功能的处理机组成，它们同时处理同⼀作业中能并⾏执⾏的多个任务。

堆栈型机器：CPU 中存储操作数的单元是堆栈的机器。

累加器型机器：CPU 中存储操作数的单元是累加器的机器。

通⽤寄存器型机器：CPU 中存储操作数的单元是通⽤寄存器的机器。

数据相关：考虑两条指令i 和j，i 在j 的前⾯，如果下述条件之⼀成⽴，则称指令j 与指令 i 数据相关：（1）指令j 使⽤指令i 产⽣的结果；（2）指令j 与指令k 数据相关，⽽指令k ⼜与指令i 数据相关。

定向：⽤来解决写后读冲突的。在发⽣写后读相关的情况下，在计算结果尚未出来之前，后⾯等待使⽤该结果的指令并不见得是马上就要⽤该结果。如果能够将该计算结果从其产⽣的地⽅直接送到其它指令需要它的地⽅，那么就可以避免停顿。

向量处理机：指令级并⾏：简称ILP。是指指令之间存在的⼀种并⾏性，利⽤它，计算机可以并⾏执⾏两条或两条以上的指令。

指令的动态调度：是指在保持数据流和异常⾏为的情况下，通过硬件对指令执⾏顺序进⾏重新安排，以提⾼流⽔线的利⽤率且减少停顿现象。是由硬件在程序实际运⾏时实施的。

指令的静态调度：是指依靠编译器对代码进⾏静态调度，以减少相关和冲突。它不是在程序执⾏的过程中、⽽是在编译期间进⾏代码调度和优化的。

失效率：CPU 访存时，在⼀级存储器中找不到所需信息的概率。

失效开销：CPU 向⼆级存储器发出访问请求到把这个数据调⼊⼀级存储器所需的时间。

强制性失效：当第⼀次访问⼀个块时，该块不在Cache 中，需要从下⼀级存储器中调⼊Cache，这就是强制性失效。

计算机组成与系统结构试题及答案整理

计算机组成与系统结构课程试题及答案整理

一、选择题

1、运算器的核心部件是（D）

A.数据总线

B.数据选择器

C.累加寄存器

D.算术逻辑运算部件

2、下列（C）不是输入设备

A.画笔及图形板

B.键盘

C.打印机

D.鼠标器

3、在下列四句话中，最能准确反映计算机主要功能的是（C）

A.计算机可以存储大量信息

B.计算机能代替人的脑力劳动

C.计算机是一种信息处理机

D.计算机可实现高速运算

4、计算机的算术逻辑单元和控制单元称为（D）

A. ALU

B. CAD

C.UP

D. CPU

5、某机字长8位，采用补码形式（其中1位为符号位），则机器数所能表示的范围是（C）

A.-127 ～ 127

B.-128 ～ +128

C.-128 ～ +127 D.-128 ～ +128

6、DMA访问主存时，向CPU发出请求，获得总线使用权时再进行访存，这种情况称作（C）

A.停止CPU访问主存

B. DMA与CPU交替访问

C.周期挪用

D.DMA

7、程序计数器的功能是（A）

A. 存放下一条机器指令的地址

B.存放微指令地址

C. 计算程序长度

D. 存放指令

8、就微命令的编码方式而言，若微操作命令的个数已确定，则（B）

A.编码表示法与直接表示法的微指令字长大小关系不确定

B.编码表示法比直接表示法的微指令字长短

C.编码表示法与直接表示法的微指令字长是相等的

D. 直接表示法比编码表示法的微指令字长短

9、（B ）寻址便于处理数组问题。

A.间接寻址

B.变址寻址

C.相对寻址

D.立即寻址

10、硬布线控制器是采用[（A）方法进行设计的。

A.组合逻辑

B.微程序

C.组合逻辑和微程序结合

D.都不对

二、简答题 11、堆栈有哪两种基本操作？它们的含义是什么？

参考答案：堆栈的两种基本操作是入栈和出栈。入栈操作过程：先移动栈顶指针：（SP）-1→SP；后压入数据：数据→（SP）出栈操作过程：先弹出数据：（（SP））→寄存器；后动栈顶指针：（SP）+l→SP

计算机系统结构复习题(附答案) (1)

百度文库 - 让每个人平等地提升自我！

1 计算机系统结构复习题和重点（附答案）

一、单项选择题

1．实现汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是由（）

A．编译程序解释 B．编译程序翻译

C．汇编程序解释 D．汇编程序翻译

2．系列机软件必须保证（）

A．向前兼容，并向上兼容 B．向前兼容，并向下兼容

C．向后兼容，力争向上兼容 D．向后兼容，力争向下兼容

3．浮点数尾数基值rm=8，尾数数值部分长6位，可表示规格化正尾数的个数是（）

A．56个 B．63个

C．64个 D．84个

4．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（）

A．“执行”指令 B．“程序调用”指令

C．“比较与交换”指令 D．“测试与置定”指令

5．关于非专用总线三种控制方式中，下列叙述错误．．的是（）

A．集中式定时查询，所有部件共用同一条“总线忙”线

B．集中式定时查询，所有部件都用同一条“总线请求”线

C．集中式独立请求，所有部件都用同一条“总线请求”线

D．集中式串行链接，所有部件都用同一条“总线请求”线

6．磁盘外部设备适合于连接到（）

A．字节多路通道 B．数组多路通道或选择通道

C．选择通道或字节多路通道 D．数组多路通道或字节多路通道

7．在Cache存储器中常用的地址映象方式是（）

A．全相联映象 B．页表法映象

C．组相联映象 D．段页表映象

8．在指令级高度并行的超级处理机中，下列叙述正确的是（）

A．超标量处理机利用资源重复，要求高速时钟机制

B．超流水线处理机利用资源重复，要求高速时钟机制

C．超标量处理着重开发时间并行性，要求高速时钟机制

D．超流水线处理机着重开发时间并行性，要求高速时钟机制

9．间接二进制n方体网络是一种（）

A．多级立方体网络 B．多级全排列网络百度文库 - 让每个人平等地提升自我！

2022年宁夏大学计算机科学与技术专业《计算机系统结构》科目期末试卷A(有答案)

2022年宁夏大学计算机科学与技术专业《计算机系统结构》科目期末试卷A（有答案）

一、选择题

1、在计算机系统的层次结构中，机器被定义为（）的集合体

A.能存储和执行相应语言程序的算法和数据结构

B.硬件和微程序（固件）

C.软件和固件

D.软件和硬件

2、费林按指令流和数据流的多倍性把计算机系统分类，这里的多倍性指（）。

A.系统瓶颈部件上处于同一执行阶段的指令流是数据流的多少倍。

B.系统瓶颈部件上处于同一执行阶段的数据流是指令流的多少倍。

C.系统瓶颈部件上处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数。

D.A和B

3、对机器语言程序员透明的是( )。

A.中断字

B.主存地址寄存器

C.通用寄存器

D.条件码

4、与全相联映象相比，组相联映象的优点是( )

A.目录表小 B.块冲突概率低

C.命中率高

D.主存利用率高

5、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.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

6、计算机组成设计不考虑( )。

A.专用部件设置

B.功能部件的集成度

C.控制机构的组成

D.缓冲技术

7、CRAY-I的流水线是( )

A.多条单功能流水线B.一条单功能流水线C.多条多功能流水线D.一条多功能流水线

8、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（）

A.计算机软件所要完成的功能

B.计算机硬件的全部组成

C.编程要用到的硬件组织

D.计算机各部件的硬件实现。 9、除了分布处理、MPP和机群系统外，并行处理计算机按其基本结构特征可分为流水线计算机，阵列处理机，多处理机和（）四种不同的结构。

A.计算机网络

B.控制流计算机

C.机群系统

D.数据流计算机

10、非线性流水线是指( )

A.一次运算中使用流水线中的多个功能段

B.一次运算中要多次使用流水线中的某些功能段

02325计算机系统结构 2022年04月试卷及答案

2022年4月高等教育自学考试全国统一命题考试

计算机系统结构

（课程代码 02325）

注意事项：

1．本试卷分为两部分，第一部分为选择题，第二部分为非选择题。

2．应考者必须按试题顺序在答题卡（纸）指定位置上作答，答在试卷上无效。

3．涂写部分、画图部分必须使用2B铅笔，书写部分必须使用黑色字迹签字笔。

第一部分选择题

一、单项选择题：本大题共 10 小题，每小題 1分，共10 分。在每小题列出的备选项中只有是最符合题目要求的，请将其选出。

1. 关于软硬件取舍的基本原则中，叙述不正确的是

A. 硬件的设计费用比软件的设计费用低

B. 硬件的生产费用比软件的生产费用低

C. 软件设计费用比软件重复生产费用高

D. 硬件功能只需实现一次，而软件功能可能要多次重复实现

2. 不同系列的机器之间，安现饮件移植的途径不包括

A.模拟 B.仿真

C统一的汇编语言 D.统一的高级语言

3.在相同的阶码位数和尾数位数的前提下，浮点数尾数基值取小，可使浮点数

A.可表示数的个数增多 B.可表示数的范围增大

C.数在数轴上的分布变密 D.运算中数的精度损失降低

4. 根据通道数据传送中信息传送方式的不同，不属于其分类的是

A.选择 B.位多路

C.替换算法 D.字节多路

5.与虚拟存储器的等效访向速度无关的是

A.页地址流 B.主存容量

C.替换算法 D.辅存容量

6.主存空间数相关的最佳处理方式是

A.推后“分析k+1” B.采用相关专用通路

C.采用“执行"指令处理 D.采用延迟转移技术

7.有关超长指令字处理机叙述正确的是

A.配套多套功能部件 B.适合求解稀疏矩阵类标量计算

C.着重开发时间并行性 D.将水平微型码和超标量处理相结合

8.多级互连网络中的omega 网络是 A.多级 PM2I 网络 B.多级立方体网络

C.多级混洗交换网络 D.全排列网络

系统结构测试题及答案

1.4 测试题及参考答案

（一）单项选择题（在下列每小题的四个备选答案中，只有一个答案是正确的，请把你认为是正确答案的题号，填入题后的（）内，多选不给分）

1、计算机系统多级层次中，从下层到上层，各级间相对顺序正确的应当是（）。 ① 汇编语言机器级——操作系统机器级——高级语言机器级

② 微程序机器级——传统机器语言机器级——汇编语言机器级

③ 传统机器语言机器级——高级语言机器级——汇编语言机器级 ④ 汇编语言机器级——应用语言机器级——高级语言机器级

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。 ① 编译程序解释 ② 汇编程序解释

③ 编译程序翻译 ④ 汇编程序翻译

3、直接执行微指令的是（）。 ① 汇编程序 ② 编译程序

③ 硬件 ④ 微指令程序

4、对系统程序员不透明的应当是（）。

① Cache存贮器 ② 系列机各档不同的数据通路宽度 ③ 指令缓冲寄存器 ④ 虚拟存贮器 5、对应用程序员不透明的应当是（）。 ① 先行进位链

② 乘法器

③ 指令缓冲器

④ 条件码寄存器 6、对机器语言程序员透明的是（）。 ① 中断字

② 主存地址寄存器

③ 通用寄存器

④ 条件码 7、计算机系统结构不包括（）。 ① 主存速度

② 机器工作状态

③ 信息保护

④ 数据表示 8、对计算机系统结构透明的是（）。 ① 字符行运算指令

② 是否使用通道型I/O处理机 ③ 虚拟存贮器

④ VLSI技术 9、对汇编程序语言透明的是（）。

① I/O方式中的DMA访问方式 ② 浮点数据表示

③ 访问方式保护

④ 程序性中断 10、属计算机系统结构考虑的是（）。 ① 主存采用MOS还是TTL ② 主存采用多体交叉还是单体

③ 主存容量和编址方式 ④ 主存频宽的确定

11、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（）。 ① 计算机软件所要完成的功能

计算机组成与系统结构试题及答案整理 2

计算机组成与系统结构课程试题及答案整理

一、选择题

1、运算器的核心部件是（D）

A.数据总线

B.数据选择器

C.累加寄存器

D.算术逻辑运算部件

2、下列（C）不是输入设备

A.画笔及图形板

B.键盘

C.打印机

D.鼠标器

3、在下列四句话中，最能准确反映计算机主要功能的是（C）

A.计算机可以存储大量信息

B.计算机能代替人的脑力劳动

C.计算机是一种信息处理机

D.计算机可实现高速运算

4、计算机的算术逻辑单元和控制单元称为（D）

A. ALU

B. CAD

C.UP

D. CPU

5、某机字长8位，采用补码形式（其中1位为符号位），则机器数所能表示的范围是（C）

A.-127 ～ 127

B.-128 ～ +128

C.-128 ～ +127 D.-128 ～ +128

6、DMA访问主存时，向CPU发出请求，获得总线使用权时再进行访存，这种情况称作（C）

A.停止CPU访问主存

B. DMA与CPU交替访问

C.周期挪用

D.DMA

7、程序计数器的功能是（A）

A. 存放下一条机器指令的地址

B.存放微指令地址

C. 计算程序长度

D. 存放指令

8、就微命令的编码方式而言，若微操作命令的个数已确定，则（B）

A.编码表示法与直接表示法的微指令字长大小关系不确定

B.编码表示法比直接表示法的微指令字长短

C.编码表示法与直接表示法的微指令字长是相等的

D. 直接表示法比编码表示法的微指令字长短

9、（B ）寻址便于处理数组问题。

A.间接寻址

B.变址寻址

C.相对寻址

D.立即寻址

10、硬布线控制器是采用[（A）方法进行设计的。

A.组合逻辑

B.微程序

C.组合逻辑和微程序结合

D.都不对

二、简答题 11、堆栈有哪两种基本操作？它们的含义是什么？

(整理)自考计算机系统结构试题及答案

精品文档

精品文档全国2010年4月自学考试计算机系统结构试题

课程代码：02325

一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分,共10分)

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均不得分。

1．在计算机系统结构设计中，提高软件功能实现的比例可( )

A．提高解题速度 B．减少需要的存储器容量

C．提高系统的灵活性 D．提高系统的性能价格比

2．浮点数表示的尾数的基rm=16，尾数长度p=8，可表示的规格化最大正尾数的值是( )

A．1／256 B．1／2

C．15／16 D．255／256

3．下列数据存储空间为隐含寻址方式的是( )

A．CPU中的通用寄存器 B．主存储器

C．I／O接口中的寄存器 D．堆栈

4．当计算机系统执行通道程序完成输入输出工作时，执行通道程序的是( )

A．CPU B．通道

C．CPU和通道 D．指定的外设

5．下列有关中断的叙述正确的是( )

A．中断响应的次序是由硬件决定的 B．中断处理的次序是由硬件决定的

C．中断处理的次序是不可改的 D．中断响应的次序是可灵活改变的

6．与虚拟存储器的等效访问速度无关．．的是( )

A．访存页地址流 B．页面替换算法

C．主存的容量 D．辅存的容量

7．非线性流水线的特征是( )

A．一次运算中使用流水线中的多个功能段

B．一次运算中多次使用流水线中的某些功能段

C．流水线中某些功能段在各次运算中的作用不同

D．流水线的各功能段在不同的运算中可以有不同的连接

8．属于集中式共享存储器结构的SIMD计算机是( )

A．ILLIAC IV B．BSP 精品文档

精品文档 C．CM-2 D．MP-1

9．指令执行结果出现异常而引起的中断是( )

A．程序性中断 B．I／O中断

C．机器校验中断 D．外部中断