计算机系统结构自考2024-2025真题及答案(02325-历年试题全带答案)

全国2024年4月高等教化自学考试

一、单项选择题（每小题1分，共10分）在每小题的四个备答案中有一个正确的答案，将正确答案的序号写

在题干后的括号内）

1.计算机运用的语言是（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

2.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.须要程序记数器来实现C.令牌带上标号D.同步由门（Latch）寄存器来实现

3.多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关，贝"B）

A.可以并行执行B.不行能并行C.任何状况均可交换串行D.必需并行执行

4.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.有较亮的牢靠性

5.输入输出系统硬件的功能对（B）是透亮的。

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

6.“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

7.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.组间可随意装入，组内是固定装入

8.（C）属于MIMD系统结构。

A.各处理单元同时受同一个限制单元的管理B.各处理单元同时接受同一个限制单元送来的指令

C.松耦合多处理机和多计算机D.阵列处理机

9.设16个处理器编号分别为0,I,2,…，15用Cubes互联函数时，第10号处理机与第（D）号处理机

相联。

A.llB.8C.14D.2

10,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，贝U（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.牢靠性提高

二、填空题（每空1分，共20分）

11.标记符与每个数据相连，合存于一同一存储单元,用于描述单个数据的一类型特征—。

12.总线仲裁算法有：静态优先级算法、固定时间片算法、—动态优先级算法和一先来先服务一

算法。

13.计算机仿真用一微程序—说明，计算机模拟用—机器语言一说明。

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、一单指令流多数据流、多

指令流单数据流和—多指令流多数据流—四大类。

15.要实现两条指令在时间上重叠说明，首先须要付出一空间代价一，其次，要处理好指令之间可能存

在的一关联o

16.与重叠机器一样，流水机器在遇到一转移一指令，尤其是一条件转移一指令时，效率也会显著下

降。

17.超长指令字（VLIW）结构是将—水平型微码—和—超标量处理两者相结合。

18,互连网络的交换方法.主要有线路交换、包交换、线路/包交换，SIMD互连网络多采纳—线路—交换,

多处理机常采纳一包—交换。

19.数据流机采纳_数据驱动一，执行的操作序列取决于输入数据的可用性；归约机则采纳_需求驱动

一，执行的操作序列取决于对数据的要求，对数据的需求又来源于函数式程序设计语言对表达式的归

纳。

20输入输出系统包括输入输出设备、设备—限制器—及与输入输出操作有关的—软硬件。

三、改错题（每小题2分，共10分）（下列每小题划线部分A、B、C中有一处错误，请先写出错处，并在括

号中写出正确文字）

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,运用Huffman算

AB

法构造Huffman树，这样获得的Huffman编码是唯一的。（C错改为“不是唯一的”）

C

22多处理机中，两个程序段之间若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，则必需并

行执行，读写要完全同步，允许依次串行和交换串行。（C错改为“不允许依次串行和交换串行”）

ABC

23,计算机仿真适合在两种结构差距大的机器间运用。（B错改为“差距不大”）

ABC

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。

ABC

（A错改为“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

A

程序员是透痉的,而且Cache对处理机和主存间的信息交往也是透亮的。（A错改为“硬件”）

BC

四、简答题（每小题6分，共30分）

26.简述标记符数据表示的主要优点。

27.简述设计RISC结构用了哪些基本技术？

28.设R和Pj程序段都是一条语句，且Pi在Pj之前执行，试举出R和Pj间存在3种可能的数据相关。

29.简述限制驱动的限制流方式的特点？

30.模拟与仿真的主要区分和适合场合是什么？

五、应用题（共30分）

31.（12分）假设某模型机共有7条指令,7条指令h—b运用的频度分别为：0.35025.0.20,0.10,0.04.0.03,0.03。

（1）利用Huffman算法，构造Huffman树，并给出Huffman编码和平均码长。

（2）给出Huffman扩展码编偃。

32.（10分）多级混洗交换网络是如何组成的？它与间接二进制n立方体网络有何差异?并画出N=8时的多级

混洗交换网络图。

4

33.（8分）设向量A和B各有4个元素在下图所示的静态双功能流水线上计算向量点积A-B=^aibi,其

i=l

中1-2一3~5组成加法流水线，1-4f5组成乘法流水线。若假定流水线的各段所经过的时间均为△

t=2.5,流水线输出可干脆送回输入或暂存于相应缓冲寄存器中，其延迟时间和功能切换所需的时间都

可忽视。求出吞吐率和加速比。

-4

参考答案：

四、简答题（每小题6分，共30分）

26.答：⑴简化了指令系统和程序设计；（2）简化了编译程序；（3）便于实现一样性校验；（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供应

了支持。

27.答：⑴按RISC一般原则设计；（2）逻辑实现用硬联和微程序结合；⑶用重叠寄存器窗口（4）指令用

流水和延迟转移：（5）优化设计编译系统。

28.答：（1）若Pi的左部变量在竹的右部变量集内，且P必需取出R运算的结果来作为操作数，则称

Pi“数据相关”于Pi>

（2）若Pj的左部变量在R的右部变量集内，且当R未取用其变量的值之前，是不允许被Pj所变更,

则称Pi“数据反相关”于丹。

（3）若Pi的左部变最也是Pj的右部变显，且Pj存入其算得的值必需在B存入之后，则称Pj“数据

输出相关”于Pi。

29.答：限制驱动的限制流方式的特点是：通过访问共享存储单元让数据在指令之间传递；指令的

执行依次隐含于限制流中，可以显式地运用特地的限制操作符来实现并行处理，指令执行依次受程度计

数器的限制，即受限制令牌所支配。

30.答：模拟与仿真的主要区分在于说明用的语言。仿真是用微程序说明，其说明程序存在限制存

储器中，而模拟是用机器语言程序说明，其说明程序存在主存中。模拟敏捷，可实现不同系统间的软件

移植，但结构差异太大时，效率、速度会急剧下降。仿真在速度上损失小，但不敏捷，只能在差别不大

的系统之间运用，否则效率也会过低且难以仿真，需与模拟结合才行。

五、应用题（共30分）

31.

平均码氏=》PL与

•-1

由Huffman树

表操作码的Huffman码及扩展操作码的编码

指令频度（Pi）操作码运用0P长度(Li)利用Huffman概念0P长度（Li）

Huffman编码的扩展操作码

I.0.3501002

120.251020I2

10.201103102

L0.1011100511C04

Is0.0411101511014

Is0.0311110511104

IT0.0311111511114

32.多级混洗交换网络由n级相同的网络组成，每•级都包含一个全混拓扑和随后•列2,个四功能交换单

元，采纳单元限制方式。多级混洗交换网络与间接二进制n方体网络只有两点差别：前者数据流向的级号

依次nT,n-2,…，1,0,用四攻能交换单元，后者数据流向相反，其级号依次0,1,…,nT,用二功能交

换单元。

A.12B.9C.llD.5

10,流水线的技术指标不包括（A）

A.响应比B.吞吐率C.加速比D.效率

二、填空题（每空1分，共20分）

11.数据表示是指_机器硬件干脆识别和引用的—数据类型。

12,多处理机的互连通常采纳的四种形式为：总线、环形互连、—交叉开关或—多端口存储器。

13.说明是在低级机器级上用它的——串语句或指令来仿真高级机器级上的•条指令或指令的功能，

通过一高级机器语言程序中的每条语句或指令逐条说明来实现的技术。

14,就其本质而言，并行性包含着一同时性和一并发性的二重含义。

15.若一次重将方式说明指令仍达不到―速度___要求时，可用同时说明一多条指令的流水方法.

16.指令相关、—访存数一相关和—通用寄存涉组相关等局部相关都是由于机器要同时说明的多

条指令之间出现了对同一主存单元或寄存器要求“先写后读”。

17.典型的G连网络是由很多开关单元和互连线路组成，互连通踣的路径选择是通过置定开关单元的一工作

状态来限制，这种置定可以有一集中或分布两种限制策略。

18.归约机和数据流机一样，都是基于一数据流的计算机模型，只是它们所采纳的_驱动方式一不一

样。

19.1/0设备取得I/O总线后，所传送的数据总量，称为_数据宽度；数据通路宽度是数据总线的_

物理宽度____O

20信息在主存一辅存存储层次间的传送是由一协助软硬设备来实现；信息在Cache一主存层次间的

传送则由一A协助硬件来实现。

三、改错题（每小题2分，共10分）

每小题有三处划线，其中仅有一处有错误，请指出错误并改正。若只指出错误不改正只给1分。

21多处理机中，两个程序段之间若有先写后读的数据相关,则不能并行,但任何情况F可以交换串段工

ABC

（C错改为“在特别状况下可以交换串行”）

22.设某机有32个处理器，其编号为0,1,…31,用ShufflefShuffle）互联函数时，第11号处理器与

-AB

第26号处理器相联。（C错改为“第13号处理器”）

C

23.中断响应就是允许其中断CPU现行程序的运行,转去对该恳求进行预处理，如保存好运算的数据结果,

AB

调出中断服务程序,打算运行。

C

（B错改为“断点及其现场”）

24.由于Cache存储器的地址变换和块替换算法是全硬件实现的,则Cache存储器对系统程序员是

A

不透明的,Cache对处理机和主存间的信息交换是透典.

BC

（B错改为“透亮的”）

25.分布系统以分布为特征,用真实处理机替代虚拟处理机,其并行性是属于并发性。

ABC

（C错改为“同时性”）

四、简答题（每小题6分，共30分）

26简述运用多处理机的目的。

27.简述脉动阵列结构的特点。

28.简述计算机系统结构、组成和实现三者的相互关系。

29为解决不同系统结构的机器之间的软件移植，通常采纳何种途径?并简述其过程。

30.简述传统限制流机与数据流机的区分。

五、应用题（共30分）

31.（8分）设向量A和B各有4个元素，要在下图所示的静态双功能流水线上计算向量点积A・B=Zarb|。

其中If2-3-5组成加法流水线，1-4―5组成乘法流水线。又假设每个流水线所经过的时间均为△1,

流水线输出可干脆返回输入或暂存于相应缓冲寄存器中，其延迟时间和功能切换所需的时间都可忽视,

（1）求出流水线从起先流入到结果流出这段时间的实际吞吐率TP和效率n。（2）在什么状况"流水线的

效率和实际吞吐率较高？

LmJ

32.（10分）在采纳描述符方法取操作数的方法中，可以将描述符按树形联结来描述多维数组。请画图表示用

描述符描述一个3X4的二维阵列的状况。

33.（12分）请分析如图所示的组相联地址变换的工作原理?说明组相联映象与全相联映象和干脆映象有何关

系?组相联映象有哪些主耍优点？

单体4字网机存储器

组相联地址变换的一种实现方式

图中：nd为区号,q为组号目为组内块号,％为块内地址

四、简答题本大题共5小胭,短小题6分，共30分。

26.(1)用多台处理机进行多任务处理,提高协同求解一个大而复杂问题的速度；

(2)依毒冗余的处理机及其重组来提高系统的可靠性、适应性和可用性。

27.(1)结构简单，规整，模块化强，可扩充性好，非常适合用超大规模集成电路实现。

(2)PE间数据通信距离短、规则，使数据流和控制流的设计、同步控制均筒单规整。

(3)脉动阵列中所有PE能同时运算.具有极高的计算并行性，可通过流水获得很高的运

算效率和吞吐率。输入数据能被多个处理单元重复使用,大大减辂了阵列与外界I/O通信曷，

降低对系统主存和VO系统族宽的要求°

(4)脉动阵列结构的构形与特定计算任务和算法密切相关，具有某种专用性，限制「应用

范围，这对VLSI是不利的。

28.结构、组成、实现三者互不相同，但又相互膨响: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。同样，一种组成可有多种不同的实现。反过来,组成也会

影响结构,微程序控制就是一个典型的例子。通过改变控制存储器中的微程序就可改变系统

的机器指令，改变结构。如果没有组成技术的进步，结构的进展是不可能的。

正因为如此，系统结构的设计必须结合应用考虑,为软件和算法的实现提供更多更好的支

持，同时考虑可能采用和准备采用的组成技术。

组成设计上面决定于结构，下面受限于实现技术。然而它们是可以实现折以权衡的。

结构、组成和实现所包含的具体内容随不同时期及不同的计算机系统有差异。在某些系

统中作为结构的内容，在另一些系统中可能是组成和实现的内容。软件的硬化和硬件的软化

都反映了这一事实。

29.为实现不同系统结构的机器之间的软件移植，就必须做到在一种机器的系统结构上实

现另一种机器的指令系统，即另一种机器语例如，要求原在B机器上运行的应用软

件，能够移植到有不同系统结构的A机器上，根据层次结构的概念可把B机器的机器语言看

成是在A机器的机器语言级上的一个虚拟机器语言，在A机器上用虚拟概念来实现B机器的

指令系统。

30.数据流驱动的数据流机不同于传统控制驱动的控制流机。传统控制流机是通过访问

共享存储单元让数据在各个指令之间传递，指令执行顺序隐含在控制流中，受程序计数器即控

制令牌支配。数据流机没有共享变量的概念,不共享存储的数据。指令执行顺序只受

指令中数据的相关性制约。数据是以表示某一操作数或参数已准备就绪的数据令牌直接在指

令之间传递。数据流机主要研究合适的硬件组织和结构，数据流程序图,能高效并行执行的数

据流语力以及解决目前数据流机存在的问题。

五、应用题共30分。

31.(1)先应选撵适合r静态流水线工作的算法使完成向量点积A、B所用的时间最短,

本题可先连续计算5X5山x卜闻xb3gxt4个乘法，然后功能切换，按((的xb+&x

卜)+(的x卜+&x匕))经过3次加法来求得最后的结果。在15个区时间内流传7个结果,

其实际吞吐率TP为7/(15Z),而顺序方式所需时间为4x3A1+3x4库=24At,该流水

3x4At।4X3AI

线的产。

-5乂15汝=32%

(2)当连续流动的任务数n值较大时,流水线的效率可接近1,实际吞吐率也可接近于最

大吞吐率。

32

阵列描述符

3X4二维阵处A

3洪4二维阵列A3x4二维阵列强

33.（1）图中的组相联地址变换原理是先由q在2、组中选出一组，对该组再用％+S'进行

相联有找，者在2•行中看不到相符的，表示生存该块不在Qchc中•，如果森到有相符的，则格表

中相应的S拼上q和小就是访问Cache的地址。

（2）当组相联映象中组内的块数大到等于心品的块数（即时，就成r仝相联映象，

而当S值小到只有一块（即无S字段）时,就变成了直接映象。因此全相联映象和直接映象只

是组相联映象的两个极端。

（3）组相屐映象既能流少块冲决概率，提高Qtche空间利用率，又能使地址映象机构及地

址变换速度比全相联的尚单且快速，此外它比全相联映象成本低，而性能可接近于全相联映

象，所以得到广汇的应用。

全国2024年4月高等教化自学考试

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）

1.就运用语言的角度而言，可将计算机系统看成是按功能划分的（A）组成的层次结构。

A.多个机器级B.多个软件级C.微程序级D,多个系统

2.依据MichaelJ.FIynn提出的按指令流和数据流的多倍性对计算机系统分类,阵列机JLLIAIV属于

（B）

A.SISDB.SIMDC.MISDD.MIMD

3.静态数据流计算机的显著特点是（A）

A.数据令牌没加标号B.数据令牌带上标号

C.其同步由匹配部件实现D.同步由门（Latch）寄存器来实现

4.VonNenmann型计算机不具有的特点是（C）

A.在程序计数器集中限制下B.以限制流方式工作

C.以数据流驱动D.指令是依次执行的

5.多处理机的互连方式采纳总线形式的优点是（A）

A.硬件成本低且简洁B.适用于处理机机数较多的场合

C.有很高的潜在通信速率D.不便于变更系统硬件设置

6.在23><23Dclta网络中须要2X2交叉开关模块个数为（B）

A.6B.12C.24D.64

7.设16个处理器编号分别为0,1,3,…，15用Cubes互连函数时，第10号处理机与第（D）号处理

机相连。

A.llB.8C.14D.2

8.说明指令的流水线方式中，同一时间内，流水线的各段只能按同一种功能的连接方式工作称为（D）

A.单功能流水线B.部件级流水线C.线性流水线D.静态流水线

9.位片处理是指计算机采纳（C）方式对数据进行处理。

A.字串位串B.字串位并C.字并位串D.字并位并

10.松散耦合的机器之间实现互联的方式是通过（C）

A.中间存储介质相互通信B.共享主存储器

C.文件或数据集合一级进行相互通信D.指令级并行相互通信

二、填空题（本大题共10小题，每空1分，共20分）

11.通用寄存器型机器对堆栈数据结构实现的支持是较差的，它表现为堆栈操作用的—机器指令数少

，堆栈置于一存储器内,访问堆栈的速度低。

12MlsD系统结构是指有n个处理单元，按_n条不同指令的要求，对同一个数据流及其中间结

果进行不同处理，一个处理单元的―输出作为另一个处理单元的输入。

13.总线仲裁算法有：一静态优先级算法、―固定时间片算法、动态优先级算法和先来

先服务算法。

14.从计算机系统中处理数据的并行性来看，并行性等级从高到低可分为全并行•、一位串字并、

位并字串、一位串字串O

15.流水线单处理机的性能改进主要通过如何对指令或操作流水功能部件进行分别和一细分,以

及平衡好它们之间的一频带。

16,按流水处理的级别可分为一部件级、处理机级和一系统级o

17.造成流水线断流除了编译形成的一目的程序不能发挥流水结构的作用，或存储系统供不上为

连续流淌所需的指令和操作数以外，还因出现了一相关和中断o

18.解决重叠方式相关处理的两种基本方法是一推后分析k+1和设置—相关专用通路。

19.依据机器内部对函数表达式所用存储方式的不同，把归约方式分成一串归约和一图归约

_____两类。

20,输入输出系统中，I/O处理机方式，又可分为一通道方式和一外围处理机方式两种。

三、改错题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）

21.在利用Huffman算法构造Huffman树的过程中，先将所探讨的指令按运用频度

由小到大排序,每次选择其中最大的二个频度合并成一个频度做为它们二者之和的新结点。

ABC

（B错，改为“最小”

）

22.若计算机系统的体系结构和硬件设计使编写程序时须要了解系统的结构细微环节,则

AB

对程序设计而言,该计算机系统有透亮性。

C

（B错，改为“不须要”

）

23.在流水线系统结构中，Mlfl分析和执行三部分是依次进行的。

ABC

（C错，改为“重叠进行的”

）

24.网络的拓扑结构指的是互连网入端可以实现连接的模式。

ABC

（B错，改为“互联网络入、出端”）

25,模m的并行主存系统中，主存实际量宽，能随模m值增大而线性提高。

ABC

（B错，改为“不肯定随模m"）

四、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）

26.设计RISC应遵循哪些原则?

27.机群系统与传统的并行处理系统相比有哪些明显的优点？

28.简述指令的依次说明方式的优缺点。

29.简述统一高级语言的动身点、难点和发展前景。

30,虚拟存贮器为什么必须要替换算法？它解决什么问题？

五、综合应用题（本大题共3。分）

31.（1（）分）设某机阶值p为6位，尾数m是48位，阶符和数符不在其内，当尾数分别以2为基时，在非

负阶、正尾数、规格化数状况下，求出其最大阶、阶的个数，最小尾数值、最大尾数值，可表示的最小

数和最大数及可表示的规格化数的总个数。

32.（8分）依次方式和重叠方式的各自定义和特点是什么？重叠方式如何解决流水线相关处理的。

33.（12分）下图是页式虚拟存贮器的地址变换示意图，试问：

（1）为什么要增设快表？

（2）依据什么？

（3）按图示分析其工作过程?

/Vy——

㈤2“他，

加fiib罚同

4ps

图中：U为用户标记，N；为用户虚页号，nv为主存号，Nr、%均为页内位移。

小前答题（本大・共5小愿,每小・6分，共30分）

".（1）•定指令系统时,只选界使用频度很高的那些指令，再增加少量能有效支持操

作系统、高级语言实现及其它功能的指令,大大It少指令条数.使之一般不超过

100条。（I分）

（2）■少指令系统所用寻址方式肿类,一般不超过两种.葡化指令的格式限制在2

种之内,并让全部指令都是相同长度。（1分）

（3）让所有指令都在一个机器周期内完成。（I分）

（4）扩大通用寄存日,一般不少于32个.尽量~少仿存,所有指令只有存（STORE）.

取（LOAD）指令切存,其它指令一律只对寄存器掾作。（I分）

（5）为提高指令执行速度.大多数指令部用硬联控制实现,少数指令才用微程序实

理。（I分）

（6）通过精筒指令和优化设计・语程序,筒单有效地支持高级语宫的实现.（1分）

27.（1）系统有高的性能价格比;（I分）

（2）系统的开发周期短;（1分）

（3）累统的可扩展性好;（I分）

（4）系统的我源利用率育Ml分）

（5）用户・程方便;（I分）

（6）用户投费风险小.（I分）

2«.■序解A的优点是控制同学.转入下条指令的时间易于控”.（3分）但软点是上一

步餐作未完成,下一步修作便不健开始、速度上不去.机H各部件的利用率低.（3

分）

29.（1分）出发点：由于高爆遇看是面向噩I日加算法的.与机卷的具体玷构关系不大.如

果能统一出一料可播足各料应用需要的通用高级通言,那么用这片谓言编写的应

用软件就可以移值于不同的机

（3分）・点，

I）不同的用途要求浴言的谴陵、明义结构不同，

2）人们对语离的慕本结构，法不一，

3）即使同一钟高锻语旨在不同厂家的机择上也不16完全通用•这就是语育中存在

•方言”的问■,

4）受习惯努力用线.人们不用放弃惯用的语审.因为熟悉•有鲤验,也不星意■弃长

期枳累的、用原有沿育编写井巳被实旗修明是正■的软件.因此•目前每〉机H

都配上对应于多聆较为通用的高线语言编译系统・对同一脖育级诺言,各个机

is的爆译系统软件不同,无法通用.这怎不利于系统结构的发展“

（2分）发展前量：

量体统一育级语言近期很困曜，但从长远♦，仍是必然解决的1［要方向问题，统一

成一脖攻相对统一取少数几聆*级语言对于r妁软件研■的人力、立力总费用•加

快人员的培养都有重要作用.ADA语IT的出现就是朝此方向的■要进展。

30.（1）当处理机要用到的指令或我据不在主存中.剜产生页面失效,必怎去融存中将

含该指令或数M的一页,人主存.通常•虚总空间比主存空间大的多•必然出

现主存已清又发生JK面失效的情况.此时I•存的一页要■入主存剜发生冲突.

只有筌制替换出主存中某个更.以接纳由・存中■来的新质.（4分）

（2）替换辑法就是要■决选畀主存中事个作为被看袂的夏・（2分）

五、皮删■（本大■共30分）

31.r.・2时.■»'=m=48.p・6（1分）

量大阶=2'-1・2,-1-63,〈1分）

阶的个敷・216'=64,（I分）

・小尾数值・1/匚'・2、（I分）

・大足数值・ITxrL・l-2，（l分）

町表示的•小数=4・匚'・2、（I分）

可我承的最大数•《'・（I-2r）・2”‘・（1-2•）»2-（1-2*）•产-2、

（2分）

可表示的埋格化般的总个数・2.-2Fj-l）/r.,2.・2,・（2-1）〃・2”（2

分）

32.。）指令修序解徉指的是各条指令之间即।序申行（执行完一条指令后才取卜条指

令）地进行,银条指令内部的做操作也顺序申行地进行。顺序解释的优点是控

制茴单,转入下条指令的时间妫于控制。但竣点是上一步操作未完成,下一步

操作便不能开始.速度上不去,机H各部件的利用率低0（3分）

指令的重叠解作是在第K条指令的操作完成之前.就开始制释第K+I第指令。

8.然,重叠加界屉不能加快一条指令的解骅,却能加快相邻两条以至我段程序

的H释。C分）

（2）分别采用局部性相关的处理和全局性相关的处理方法。（2分）

33.（1）页式虚拟存肥：0的内部地址变换金页表进行.贝表容量很大，只爱放主存中.每

仿主存一次,就要加访一次主存查表,等效访问速度只能是不用虚拟存贮器的

或1/3）.为了墉短内部地址变换的时间，是靠硬件上增设快表来解决。

（4分）

（2）依据程序的局部性,在一段时间内实际可能只用到表中很少的几行.这样.用快

速硬件构成比全袅少,所以设置8-16行部分目录表存放当前正在用的虚实地

址映象关系,以快速相联点我.称为快表.原先存全部废地址映象关系的表称

慢表。（4分）

（3）由虚页号u♦N\同时森快表和慢表,当快表中有此虚页时•快速找到实页号n.

访存•并终止行慢表.若怏表中查不到,则经一个坊主存,从慢去查到n.访存.

并把此虚页号与实页号对应关系送透快表，（用替换算法）（4分）

全国2024年7月高等教化自学考试

一、单项选择题

I.软件和固件的功能在逻辑上是（C）的。Page2

A.固件优于软件B.不等价C.等价D.软件优于固件

2.（A）编写者看到的逻辑结构和功能实力就是计算机的外部特性。

A.噪作系统B.汇编语言程序C.WindowsNTD.微程序

3.RISC计算机的指令系统集类型是（C）。

A.堆栈型B.累加器型C.寄存器一寄存器型D.寄存器-存储器型

4.主存储器的（A）要求属于外特性。

A.容量大小B.速度C.页面组织D.带宽

5.在采纳延迟转移技术时，在以下几种调度方法中，效果最好的是哪一种方法?（A）

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Cube?互联函数时，第5号处理机与第（A）号处理机相联。

A.lB.3C.4D.6

7.大型计算机和小型计算机的主要区分在于（A）。

A.大型机运行速度比小型机快得多B.大型机能够限制大量的外设

C.大型机具有图型终端和图形处理实力D.大型机的外存管理实力超过小型机

8.在以下总线标准中，哪一种总线具有与设备和主机无关的高级吩咐系统?（C）

A.IDEB.ATC.SCSID.PCI

9.在以下输入输出限制器的管理方式中，外设的工作速度对计算机性能影响最小的是（D）。

A.程序限制轮询方式B.程序限制中断方式C.干脆存储器访问方式D.I/O处理机方式

10.串行链接式总线的裁决算法是（B）。

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）

I.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_存储

器为中心。

2.精简指令系统设计思想是简洁的指令能执行得更快以及指令系统只由运用频度很高的指令组成。

3.虚拟机：简洁地说，一切用_编程语言（某一级语言）—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，传统机器级以上的全部机器都称为虚拟机。

4.用户CPU时间取决于三个特征：一时钟周期时间长度—，每条指令所需时钟周期数CPI以及程序中总

的指令数IN。

5.MIPS只相宜于评估标量机，不能用于评估向量机。而_MFLOPS—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一二进制位一及其位串、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。它是一机器语言—

程序员所看到的机器的主要属性之一。

8.指令的一说明方式—一般分为依次、重叠、流水三种。

9.最大吞吐率Tpmax：指流水线达到—稳定状态—后可获得的吞吐率。

10.先进流水调度方法中，_动态调度—不须要借助软件来对指令进行调度，而是利用硬件重新支配指

令的依次来削减流水的停顿。

三、简答题（每小题4分，共20分）

1.简洁说明Flynn教授提出的分类的方法。Page25

2.要使流水线具有良好的性能。必需设法使流水线能畅通流淌，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。Page140

3.衡量流水线处理机的性能主要指标是什么？Pagcl36~139

4.简要说出全局性相关的处理的4种常用方法。146

5.简要说出采纳RISC结构后可以带来的好处。Page58

四、简洁应用（每小题6分，共24分）

L已知流水线的四个功能部件和沆水时间，画出流水线时空图。

人——一>印目—>[_4]——出

与34线气

2.已知单功能流水线的预约表如F,求出初始状态冲突向量。

柏号n

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%,则采纳Cache后,

能使整个存储系统获得多高的加速比SP?

4.设一个试验性的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

理指令为1个时钟周期；取/存指令为L4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6。％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）

I.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。

输XI输入

2［减阶］

31对阶移位

4「相加［

5「规格化|

6|相乘|6相乘|

7「累加|7（~^"All|

8|输出|8输山|8|输出）

⑶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

2.在页式管理虚拟存储器中，假定各贝面按以下的依次恳求访问:

1214234562314561212

并且在主存中只能容纳4个页面，列出访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。

调度依次12345678910

访问页面1214034562314561212

主12121212565656565656

存

页

面

操作状态

全国2024年4月高等教化自学考试

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）

1.计算机系列化的优点不包括（C）

A.有利于计算机的升级换代B.便于组成多机系统和网络

C.同•系列内的软件肯定是向下兼容的D.在运用共同系统软件的基础.上解决程序的兼容性

2.计算机的结构与组成不包括（A）

A.噪作系统B.硬联逻辑C.微程序限制D.全部硬件和固件的功能

3.在流水线系统结构中，取指令、执行等操作是（D）

A.依次B.转移C.中断D.重叠

4.重叠机器局部相关的处理方法有两类：推后后续指令对相关单元的读和（C）

A.异步流淌B.采纳依次流淌C.设置相关干脆通路D.调整指令流淌的依次

5.在选择通道方式中，优先级高的磁盘等中高速设备，进行输入输出传送时，适合于采纳的数据宽度是（C）

A.定长块B.单字节C.可变长块D.单字加可变长块

6.替换算法要解决的问题是（C）

A.用户的虚页如何与主存的实页对应

B.如何用主存的实页号替代多用户的虚页号

C.当页面失效，选择主存中哪个页作为被替换的页

D.新用户要进入主存，选择哪个用户作为被替换的用户

7.下列不是数据流计算特点的是（A）

A.设置状态B.没有指令计数器C.没有变量的概念D.操作结果不产生副作用

8.在尾数下溢处理方法中，平均误差最大的是（B）

A.舍入法B.截断法C.恒置“1”法D.ROM查表法

9.字串位并是指同时对一个字的全部位进行处理，其并行等级（A）

A.不存在并行性B.较高的并行性C.最高一级的并行性D.已经起先出现的并行性

10.设16个处理器编号分别为0,1,2,…，15,用Cubeo互联函数时，与第13号处理器机联的处理器是（C）

A.5号B.9号C.12号D.12号

二、填空题（本大题共10小题，每空1分，共20分）

11.多处理机程序并行性既存在于一指令一内部，也存在于一指令一外部。

12一般的说，虚拟机器不肯定全部由一软件—实现，有些操蚱也可用一固件或硬件一实现。

13.就流水线计算机而言，主要是通过—时间重叠一,让多个部件在时间上交织重叠地并行执之算和处理,

以实现一时间上的并行°

14,主存空间数相关是指_相邻两条指令—之间出现对主存同一单元要求一先写后读—的关联。

15.为提高流水线的—最大—吞吐率，首先要找出一瓶颈―，然后设法消退它。

16阵列处理机主要通过一资源重复一实现空间上的并行；多处理机主要通过一资源共享_实现时间和

空间上的异步并行。

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