02325计算机系统结构复习题(含参)

02325计算机系统结构复习题一、单项选择题1．多处理机上两个程序段之间同时有先读后写和先写后读两种数据相关，那么〔C〕A．交换串行 B．不能并行执行C．必须并行执行 D．顺序串行2．输入输出系统硬件的功能对下面哪一类人员是透明的〔A〕A．应用程序员B．操作系统程序员C．机器语言程序设计员D．系统结构设计人员3．输入流水线的指令既无局部性相关也没有全局性相关，那么〔B〕A．出现瓶颈 B．可获得高的吞吐率和效率C．可靠性提高 D．流水线的效率和吞吐率恶化4．相对较好的处理浮点数尾数的下溢的方法是 〔D〕A．舍入法 B．恒置1法C．截断法D．查表舍入法5．以下属于操作级并行SIMD计算机的是 〔A〕A．阵列处理机B．多处理机C．超标量处理机 D．超流水线处理机6．数据表示的含义是〔C〕A．程序中的数据格式 B．数据结构C．硬件能直接识别引用的数据类型 D．数据类型7．下面不是流水机器全局相关的处理方法的是〔B〕A．采取延迟转移B．堆栈法C．猜想法D．加快短循环程序的处理8．面向堆栈的寻址 〔D〕A．能更好地支持向量的运算B．比面向存放器的寻址访问速度快C．能更好地支持矩阵运算D．有利于子程序嵌套、递归调用参数、返回地址及现场的保存和恢复9．中断的优先级由高到低的是〔D〕A．程序性→I/O→机器校验 B．外部→重新启动→程序性C．I/O→程序性→掉电 D．通路错→程序性→I/O→重新启动10．多端口存储器适合于连接〔C〕A．机数很多的多处理机B．机数可变的多处理机C．紧耦合多处理机 D．松耦合多处理机11．关于归约机的描述正确的选项是〔B〕A．归约机不是基于数据流的计算模型B．归约机采用需求驱动，执行的操作序列取决于对数据的需求C．归约机不是以函数式语言为机器语言D．归约机采是VonNeumann型计算机12．关于静态流水线的描述正确的选项是 〔A〕A．某一时间内各段只能按一种功能联接流水的多功能流水线B．功能固定的流水线C．各段之间的连接是固定不变D．某一时间内可执行多种功能13． 多处理机机间互连采用总线形式的优点是 〔A〕A．结构简单、造价低、可扩充性好B．适用于处理机机数较多的场合C．系统增减模块不方便 D．没有访问公用总线的冲突14．位片处理是指计算机采用___________方式对数据进行处理。〔C〕A．字并位并 B．字串位并C．字并位串 D．字串位串15．在主存—Cache地址变换过程中块冲突率最低的是 〔B〕A．直接映像及其变换 B．全相联映像和变换C．组相联映像及其变换 D．都不是16．关于页面替换算法描述正确的选项是 〔D〕A．FIFO能正确反映程序的局部性 B．FIFO不是根据过去使用情况预估未来C．随机算法的主存命中率很高 D．LRU能正确反映程序的局部性17．计算机系统的层次结构由高到低分别为 〔A〕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B．高级语言机器级，应用语言机器级，汇编语言机器级，微程序机器级C．应用语言机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，操作系统机器级D．应用语言机器级，操作系统机器级，微程序机器级，传统机器语言机器级18．除了分布处理、MPP和机群系统外，并行处理计算机按其根本结构特征可分为流水线计算机，阵列处理机，多处理机和〔D〕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19．在23×23Delta网络中需要2×2交叉开关模块个数为 〔B〕

A．6 B．12 C．24 D．6420．通道程序执行结束时引起的中断是 〔A〕A．I/O中断 B．访管中断 C．程序性中断 D．外部中断21．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22．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)存放器来实现23．多处理机上两个程序段之间假设有先写后读的数据相关，那么(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24．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25．输入输出系统硬件的功能对__________是透明的。(B)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26．“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27．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28．__________属于MIMD系统结构。(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29．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.11B.8C.14D.230．假设输入流水线的指令既无局部性相关，也不存在全局性相关，那么(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31.“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32.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33.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34.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35.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36.以下说法不正确的选项是〔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37.流水处理机对全局性相关的处理不包括〔D〕A.猜想法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38.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39.能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属〔C〕A.SIMDB.MISDC.MIMDD.SISD40.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.指令缓冲存放器 D.系列机各档不同的数据通路宽度二、判断改错题〔判断以下各题正误，正确的在题后括号内打“√〞，错误的打“×〞，并将错误的地方改正过来〕。1．就目前的状况来看，M0用微程序实现改为：硬件〔×〕2．同一种高级语言在不同厂家的机器上能完全通用 改为：不能 〔×〕3．仿真是用微程序解释 〔√〕4．用标志符数据表示会增加程序所占的主存空间 〔√〕5．通用存放器机器对堆栈数据结构实现的支持是较好的 改为：较差 〔×〕6．虚拟存储器的管理方式主要有段式、页式和段页式3种〔√〕7．流水按处理的级别可以分为部件级、处理机级和系统级〔√〕8．中断现场包括软件状态和硬件状态〔√〕9．单级立方体网络的最大距离为N+1改为：n〔×〕10．紧耦合多处理机其通讯速率不受主存频宽限制改为：受〔×〕11．就目前的状况来看，M2到M5大多使用硬件实现改为：软件〔×〕12．不同高级语言的语法、语义结构相同 改为：不同 〔×〕13．模拟是用机器语言程序解释 〔√〕14．采用标志符会提高指令的执行速度改为：降低 〔×〕15．截断法是将尾数超出机器字长的局部截去 〔√〕16．“启动I/O〞指令属于管态指令〔√〕17．虚拟存储器是因为主存速度满足不了要求而引出的改为：容量〔×〕18．流水线不出现断流，不能获得高效率改为：才能〔×〕19．混洗交换单级网络包含全混和交换两个互连函数〔√〕20．松耦合多处理机较适合做粗粒度的并行计算〔√〕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算法构造Huffman树，这样获得的Huffman编码是唯一的。改为：不是唯一(×)22．.多处理机中，两个程序段之间假设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，那么必须并行执行，读写要完全同步，允许顺序串行和交换串行。改为：“不允许顺序串行和交换串行〞(×)23．计算机仿真适合在两种结构差距大的机器间运用。改为：“差距不大〞(×)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。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。改为：“硬件〞(×)三、填空题1．引起中断的各种事件称为__中断源___，中断源向中断系统发出请求中断的申请，称为___中断请求_____。2．____逻辑地址____是程序员编程用的地址，___主存物理___是程序在主存中的实际地址。3．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__硬、软__件。5．多功能流水线指的是同一流水线的各个阶段之间可以有多种不同的_____连接方式____以实现多种不同的___运算和功能________。6．集中式总线控制根据优先次序的不同可以有____串行连接_____、定时查询和___独立访问____三种不同方式。7．页式虚拟存储器中，影响命中率的主要因素有页面大小__访问页地址流、替换算法_____和分配给该程序的__实页数_____。8．解决重叠方式相关处理的两种根本方法是____推后分析___和设置___相关专用通路_____。9．按流水处理的级别可分为___部件级________、处理机级和____系统级_______。10．多处理机互联一般采用___总线形式___、环形互联、交叉开关或___多端口存储器__等几种形式。11．衡量流水线处理机的性能主要是___吞吐率、加速比________和____效率_______。12．输入输出系统的开展经历了3个阶段，相应对应于3种方式，即__程序控制I/O__，直接存储器访问(DMA)及___I/O处理机方式________。13．N个结点的混洗交换网络中，最远的两个入、出端的二进制编号是__全“0〞__和_全“1〞_，其最大距离为2n-1。14．按弗林(MichaelJ.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．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___。16．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____先来先效劳____算法。17．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。18．自定义数据表示包括____标志符_______数据表示和___数据描述符________两类。19．在满足通道设计流量不低于设备工作时的最大流量时，为使微观上不丧失设备信息，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。20．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。四、简答题1．简述计算机系统结构、组成和实现三者的相互关系。2．简述页式虚拟存储器中的页面失效和页面争用，并说明什么时候两者同时发生，什么时候两者不同时发生。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。3．简述多处理机的根本特点答：

多处理机具有两台以上的处理机,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.结构上多个处理机用多个指令部件分别控制,通过机间互连网络通讯;算法上不只限于处理向量数组,还要实现更多通用算法中的并行;系统管理上要更多地依靠软件手段,有效解决资源分配和管理,特别是任务分配,处理机调度,进程的同步和通讯等问题。4．简述数据结构和机器的数据表示之间的关系答：数据表示是数据结构的组成元素，数据结构要通过软件映像变换成计算机所具有的各种数据表示来实现。不同的数据表示可为数据结构的实现提供不同的支持，表现在实现效率和方便性上不同。数据结构和数据表示是软件和硬件之间的交界面。5．简述采用RISC结构后可以带来的好处〔P93〕答:采用RISC结构后可以带来的好处主要有以下几个方面：〔1〕、简化指令系统设计，适合VLSI实现。〔2〕、提高计算机的执行速度和效率。〔3〕、降低设计本钱，提高系统的可靠性。〔4〕、可直接支持高级语言的实现，简化编译程序的设计。6．简述在现代计算机系统中，中断系统的软硬件功能是怎样分配的？为什么这样分配？答：中断响应的速度要求快，所以一般用硬件实现。中断的处理过程比拟多样化，有的可能比拟复杂，所以一般用软件来实现，但可以增加某些硬件支持。在中断响应过程中，中断现场的保存和恢复用硬件实现(只保存最重要、最根本通用的硬件状态)，以保证有较快的中断响应速度。另一局部现场，需要根据中断处理要求保存的内容及中断的具体处理等用软件实现，以提高灵活性。7．简述为实现指令重叠解释所采取的方法并简单分析其特点。答：为实现指令重叠解释所采取的方法主要有：方法1：让操作数和指令分别存放在两个独立编址且可同时访问的存储器中。优点：有利于实现指令的保护。缺点：主存总线控制复杂，软件设计麻烦。方法2：指令和操作数混存在多体交叉主存结构中，只要指令和操作数不在一个分体时就在一个主存周期取得。优点：实现上简单，开销少。缺点：当指令和操作数在同一体时无法重叠。方法3：增设FIFO工作的指令缓冲存放器。当主存空闲时预取下几条指令到指缓。优点：微操作可分成分析指令和执行指令两局部。缺点：数据相关问题。8．简述标志符数据表示的主要优点。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。9．简述控制驱动的控制流方式的特点?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。10．对于采用级控制的三级立方体网络，当第i级(0<=i<=2)为直连状态时，不能实现哪些结点之间的通信？为什么？答：处理器编号二进制码P2PiP0(0<=i<=2)当第i级(0<=i<=2)为直连状态时,不能在P2PiP0的Pi取反的入、出端处理器之间通信，其他的Pj(j≠i)可以不变，可以变反。五、综合题1.有某模型机共有7条指令I1—I7，它们的使用频度分别为：0.40，0.25，0.20，0.05，0.04，0.03，0.03。(1)利用Huffman算法，给出Huffman编码和平均码长。(2)给出Huffman扩展码编码。解：利用Huffman算法画出Huffman树如下：0.030.03I70.030.040.050.200.25I5I4I3I2I6I10.400.0610.600.350.150.09111111000000平均码长==2.25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Huffman编码OP长度〔Li〕利用Huffman概念的扩展操作码OP长度〔Li〕I10.4001002I