计算机系统结构-测试题+答案
2022年齐鲁工业大学软件工程专业《计算机系统结构》科目期末试卷B(有答案)
2022年齐鲁工业大学软件工程专业《计算机系统结构》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、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2、不同系列的机器之间，实现软件移植的途径不包括( )A.用统一的高级语言B.用统一的汇编语言C.模拟D.仿真3、系列机软件应做到( )。
A.向前兼容，并向上兼容B.向后兼容，力争向上兼容C.向前兼容，并向下兼容D.向后兼容，力争向下兼容4、在多用户机器上，应用程序员不能使用的指令是（）A.“执行”指令B.“访管”指令C.“启动IO”指令D“测试与置定”指令5、在计算机系统设计中，比较好的方法是（）。
A.从上向下设计B.从下向上设计C.从两头向中间设计D.从中间开始向上、向下设计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、开发并行的途径有（），资源重复和资源共享。
A.多计算机系统B.多道分时C.分布式处理系统D.时间重叠8、直接执行微指令的是( )A.汇编程序B.编译程序C.硬件D.微指令程序9、计算机系统结构不包括( )。
A.主存速度B.机器工作状态C.信息保护D.数据10、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二、填空题11、程序在空间上的局部性主要是因为程序通常是________地存储和执行，数据通常是外地存贮。
12、虚拟存贮器是增加辅助________件。
使主、辅存形成整体，速度接近于________存的。
容量是辅存的。
13、指令系统是软件设计人员与硬件设计人员之间的一个主要________，也是他们之间互相沟通的一座桥梁。
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。
计算机系统结构试题及答案—西安理工大学
Ｃ分布式处理系统 Ｄ时间重叠
4. 开发并行性的途径有时间重叠，（ ）和资源共享。
A 重叠流水
B 共享主存
Ｃ资源重复
Ｄ软件共享
5. 开发并行性的途径有时间重叠，资源重复和（ ）。
Ａ指令流水线
Ｂ资源共享
Ｃ 双工系统
D 机群系统
6. 计算机系统的层次结构按照有高到低的顺序分别为（ ）。
A 高级语言机器级，汇编语言机器级，传统机器语言机器级，微程序机器级
3. 某机器指令字长 16 位，设有单地址指令和双地址指令两类。若每个地址字段为 6 位，且 双 地址指令有 x 条。问单地址指令最多可以有多少条？
4. 简述三种面积的寻址方式的关系。
5. 堆栈型机器与通用寄存器型机器的主要区别是什么？
解答: 1. 2. 3. 4.
5. 五.应用题 1. 浮点数系统使用的阶基 rp=2，阶值位数 p=2，尾数基值 rm=4，以 rm 为基的尾数尾数 m’ =2 ，试计算在非负阶、正尾数、规格化情况下的最小尾数值、最大尾数值、可表示的最小值和 最大值及可表示数的个数。
7. 浮点数系统使用的阶基 rp=2，阶值位数 p=2，尾数基值 rm=10，以 rm 为基的尾数尾数 m’ =1 ，试计算在非负阶、正尾数、规格化情况下的最小尾数值、最大尾数值、可表示的最小值和 最大值及可表示数的个数。
8. 指令中常用下列寻址方式来得到操作数：立即操作数、间接寻址、直接寻址、 寄存器寻址、自相对寻址。请分别说明这些寻址方法的原理，井对它们在如下 4 个方
3. 自定义数据表示中有_标__识___符__数_、据数表据示描述等。
4. 扩展操作码编码仍利用哈__夫__曼___压__缩__思想，一般其平均码长要比全 Haffman 编码的平均码 长大。
计算机系统结构复习题(附答案) (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r m=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C．单级立方体网络D．多级混洗交换网络10．多端口存储器适合于连接A．紧耦合多处理机B．松耦合多处理机C．机数很多的处理机D．机数可变的多处理机二、填空题11．多处理机实现的是___________、___________间的并行。
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
计算机系统结构课后习题答案(第2版)
习题一1、解释下列术语计算机系统的外特性：通常所讲的计算机系统结构的外特性是指机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性，即由他们所看到的计算机的基本属性（概念性结构和功能特性）。
计算机系统的内特性：计算机系统的设计人员所看到的基本属性，本质上是为了将有关软件人员的基本属性加以逻辑实现的基本属性。
模拟：模拟方法是指用软件方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。
可移植性：在新型号机出台后，原来开发的软件仍能继续在升级换代的新型号机器上使用，这就要求软件具有可兼容性，即可移植性。
可兼容性是指一个软件可不经修改或只需少量修改，便可由一台机器移植到另一台机器上运行，即同一软件可应用于不同环境。
Amdahl定律：系统中对于某一部件采用某种更快的执行方式所能获得的系统性能改进程度，取决于这种执行方式被使用的频度或占总执行时间的比例。
虚拟机（Virtual Machine）：指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。
6、7、假定求浮点数平方根的操作在某台机器上的一个基准测试程序中占总执行时间的20%，为了增强该操作的性能，可采用两种不同的方法：一种是增加专门的硬件，可使求浮点数平方根操作的速度提高为原来的20倍；另一种方法是提高所有浮点运算指令的速度，使其为原来的2倍，而浮点运算指令的执行时间在总执行时间中占30%。
试比较这两种方法哪一种更好些。
答：增加硬件的方法的加速比Sp1=1.23, 另一种方法的加速比Sp2=1.176，经计算可知Sp1=方法更好些。
Sp2>Sp2第一种9、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T=为90%，则采用Cache能使整个存储系统获得多高的加速比？答：加速比，其中tm=5tc，代入公式、得到加速比S=3.33。
11、Flynn分类法的依据是什么，它与按“并行级”和“流水级”的分类方法有什么不同？答：Flynn分类法的依据是指令流和数据流多倍性概念进行分类的。
计算机系统结构(高教版)张晨曦 习题答案 第二章
2.1 解释下列术语：堆栈型机器：CPU 中存储操作数的单元是堆栈的机器。
累加型机器——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。
CISC——复杂指令集计算机。
RISC——精简指令集计算机。
寻址方式：一种指令集结构如何确定所要访问的数据的地址。
数据表示：指计算机硬件能够直接识别、指令集可以直接调用的数据类型。
2.4 指令集应满足那几个基本要求？（书P32-33）答：对指令集的基本要求是：完整性、规整性、高效率和兼容性。
完整性：指在一个有限可用的存储空间内，对于任何可解的问题，编制计算程序时，指令集所提供的指令够用。
完整性要求指令集功能齐全、使用方便。
规整性：主要包括对称性和均匀性。
对称性是指所有与指令集有关的存储单元的使用、操作码的设置等都是对称的。
均匀性是指对于各种不同的操作数类型、字长、操作种类和数据存储单元，指令的设置都要同等对待。
高效率：指令的执行速度快、使用频率高。
在RISC机体系结构中，大多数指令都能在一个节拍内完成，而且只设置使用频率高的指令。
兼容性：系列机各机种之间具有相同的基本结构和共同的基本指令集，因而，指令系统是兼容的，即各机种上基本软件可以通用。
2.5 指令集结构设计所涉及的内容有哪些？答：1）指令集功能设计：主要有RISC和CISC两种技术发展方向；2）寻址方式的设计：设置寻址方式可以通过对基准程序进行测试统计，查看各种寻址方式的使用频度，根据使用频度设置相应必要的寻址方式；3）操作数表示和操作数类型：主要的操作数类型和操作数表示的选择有浮点数据类型（可以采用IEEE754标准）、整形数据类型（8位、16位、32位的表示方法）、字符类型（8位）、十进制数据类型（压缩十进制和非压缩十进制数据表示）等等；4）寻址方式的表示：可以将寻址方式编码与操作码中，也可将寻址方式作为一个单独的域来表示；5）指令集格式的设计：有固定长度编码方式、可变长编码方式和混合编码方式三种选择。
计算机系统结构试题及答案(四)
计算机系统结构试题及答案一、选择题（50分，每题2分，正确答案可能不只一个，可单选或复选）1.（CPU周期、机器周期）是内存读取一条指令字的最短时间。
2.（多线程、多核）技术体现了计算机并行处理中的空间并行。
3.（冯•诺伊曼、存储程序）体系结构的计算机把程序及其操作数据一同存储在存储器里。
4.（计算机体系结构）是机器语言程序员所看到的传统机器级所具有的属性，其实质是确定计算机系统中软硬件的界面。
5.（控制器）的基本任务是按照程序所排的指令序列，从存储器取出指令操作码到控制器中，对指令操作码译码分析，执行指令操作。
6.（流水线）技术体现了计算机并行处理中的时间并行。
7.（数据流）是执行周期中从内存流向运算器的信息流。
8.（指令周期）是取出并执行一条指令的时间。
9.1958年开始出现的第二代计算机，使用（晶体管）作为电子器件。
10.1960年代中期开始出现的第三代计算机，使用（小规模集成电路、中规模集成电路）作为电子器件。
11.1970年代开始出现的第四代计算机，使用（大规模集成电路、超大规模集成电路）作为电子器件。
12.Cache存储器在产生替换时，可以采用以下替换算法：（LFU算法、LRU算法、随机替换）。
13.Cache的功能由（硬件）实现，因而对程序员是透明的。
14.Cache是介于CPU和（主存、内存）之间的小容量存储器，能高速地向CPU提供指令和数据，从而加快程序的执行速度。
15.Cache由高速的（SRAM）组成。
16.CPU的基本功能包括（程序控制、操作控制、时间控制、数据加工）。
17.CPU的控制方式通常分为：（同步控制方式、异步控制方式、联合控制方式）反映了时序信号的定时方式。
18.CPU的联合控制方式的设计思想是：（在功能部件内部采用同步控制方式、在功能部件之间采用异步控制方式、在硬件实现允许的情况下，尽可能多地采用异步控制方式）。
19.CPU的同步控制方式有时又称为（固定时序控制方式、无应答控制方式）。
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一、单选( 每题参考分值2.5分 ) 1、下列指令编码中平均码长最短的是（）。
A.
哈弗曼编码
B. 等长编码
C. 不等长扩展编码
D. 等长扩展编码
答案:【A】 2、在下面描述的汇编语言基本概念中，不正确的表述是（）。
A.
对程序员的训练要求来说，需要硬件知识
B. 汇编语言对机器的依赖性高 C. 用汇编语言编写程序的难度比用高级语言大
D. 汇编语言编写的程序执行速度比高级语言慢
答案:【D】 3、某模型机的CPU内有N个通用的8位长度的寄存器，这N个通用寄存器都既可以作为源寄存器，也可以作为目寄存器，该处理器的R-R型指令码中源、目寄存器共占有8位编码，则N的值最大为（）。
A. 32
B. 16
C. 8
D. 4 答案:【B】 4、按指令流和数据流的多倍性，多处理器属于（）。
A. SISD
B. SIMD
C. MISD
D. MIMD
答案:【D】 5、常用的虚拟存储系统由（）两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。
A. cache-主存
B. 主存-辅存 C. cache-辅存
D. 通用寄存器-cache
答案:【B】 6、利用时间重叠概念实现并行处理的是（）。
A.
流水处理机
B. 多处理机
C. 并行处理机
D. 相联处理机 答案:【A】 7、多处理机主要实现的是（）并行性。
A.
指令级
B. 任务级
C. 操作级
D. 线程级
答案:【B】 8、以下结构中属于不对称的静态互联网络的是（）。
A. 线性阵列 B. 全连接网络
C. 立方体网络
D. 环网
答案:【A】 9、交叉存储器实质上是一种多模块存储器，它用（ ）方式执行多个独立的读写操作。
A. 流水
B. 资源重复 C. 顺序
D. 资源共享
答案:【A】 10、相联存储器是一种按照（）寻址的存贮器。
A.
内容
B. 地址
C. 字长
D. 速度 答案:【A】 11、程序的局部性原理中的局部性是指的（）
A.
时空局部性
B. 状态局部性
C. 语句局部性
D. 转移局部性
答案:【A】 12、采用CACHE能解决主存（）的问题。
A.
容量不足 B. 速度较慢
C. 字长不足
D. 价格较贵
答案:【B】 13、冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是（ ）。
A.
多指令流单数据流
B. 按地址访问并顺序执行指令
C. 堆栈操作 D. 存贮器按内容选择地址
答案:【B】 14、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
答案:【B】 15、静态流水线是指()。 A. 只有一种功能的流水线
B. 功能不能改变的流水线
C. 同时只能完成一种功能的流水线
D. 可同时执行多种功能的流水线
答案:【C】 16、在（）虚拟存贮器中，把主存空间和程序空间机械地分成固定大小的页。
A.
段页式
B. 段式 C. 页式
D. 主存-辅存式
答案:【C】 17、和全相联映像相比，CACHE的直接映像方式的主要缺点是（）。
A.
块冲突率很高
B. 硬件简单，成本低
C. 当CACHE命中时，省去了地址变换所花费的时间
D. CACHE的利用率高 答案:【A】 18、虚拟存储技术主要解决存储器的（ ）问题。
A.
速度
B. 扩大存储容量
C. 字长
D. 前三者兼顾
答案:【B】 19、控制相关是指（）。
A.
由转移指令引起的相关
B. 由功能部件冲突引起的相关 C. 数据的先读后写相关
D. 数据的先写后读相关
答案:【A】 20、将计算机系统中某一部件的处理速度提高为原来的10倍，但该部件的处理时间占整个系统运行时间的一半，则系统加速比约为（）。
A. 1.4
B. 1.6
C. 1.8
D. 2.0 答案:【C】 21、在计算机系统的多级层级结构中，处于最底层的是（）。
A.
高级语言
B. 汇编语言
C. 机器指令系统
D. 微指令系统
答案:【D】 22、与虚拟存储器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. 主存容量
D. 辅存容量
答案:【D】 23、以下不属于数据相关的是（）。
A.
数据的写写相关
B. 条件转移指令引起的相关
C. 数据的先读后写相关 D. 数据的先写后读相关
答案:【B】 24、从计算机系统结构上讲，机器语言程序员所看到的系统属性是（）。
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
答案:【C】 25、衡量流水线的主要性能指标是（）。 A. 流水线规模
B. 流水线吞吐率和效率
C. 流水线长短
D. 流水线容量
答案:【B】 26、机器指令与微指令之间的关系是（）。
A.
用若干条微指令实现一条机器指令
B. 用若干条机器指令实现一条微指令 C. 用一条微指令实现一条机器指令
D. 用一条机器指令实现一条微指令
答案:【A】 27、在系统结构设计中，提高软件功能实现的比例会（）。
A.
提高解题速度
B. 减少需要的存贮容量
C. 提高系统的灵活性
D. 提高系统的性能价格比 答案:【C】 28、为扩充访存空间且具有高的性能价格比，采用()。
A.
两级存储器
B. 增加主存容量
C. 多体存储器
D. 虚拟存储器
答案:【D】 29、关于RISC和CISC处理机的指令系统结构说法正确的是（）。
A.
RISC采用变长编码 B. CISC采用定长编码
C. RISC只有load/store指令可以访存
D. CISC 的CPI为1
答案:【C】 30、下列选项中，不是并行性开发途径的是（）。
A.
器件改进
B. 时间重叠
C. 资源重复 D. 资源共享
答案:【A】 31、块冲突率最高的CACHE映像方式是（）。
A.
全相联
B. 直接映像
C. 组相联
D. 段相联
答案:【B】 32、对系统结构透明的是（）。 A. VLSI技术 B. 虚拟存储器
C. CACHE存储器
D. 指令系统
答案:【A】 33、全相联地址映象是指()。
A.
任何主存块都可装入 Cache 中任何块的位置
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
答案:【A】 34、最容易实现的替换算法()。
A. FIFO
B. LRU
C. OPT
D. 堆栈法
答案:【A】