2023年自考類計算機類(工學類)計算機系統結構歷年高頻考題帶答案難題附詳解（圖片大小可自由調整）第1卷一.歷年考點試題黑鉆版(共50題)1.多處理機的機間互連一般采用總線、______、______多端口存儲器或開關樞紐結構等形式。2.多處理機的機間互連一般采用總線、______、______多端口存儲器或開關樞紐結構等形式。3.一條流水線連接圖如下所示，畫出200條指令連續通過該流水線的時空圖，并計算該流水線的加速比。(其中Δt=1ns)

4.RISC的思想精華是______。5.______、______、______屬于全用戶片設計的特點。6.傳統機器語言機器級，是用______程序來______機器指令。7.能直接執行微指令的是______A.匯編程序B.硬件C.編譯程序D.微指令程序8.組相聯映象、LRU替換的Cache存儲器，不影響Cache命中率的是______A.增加Cache中的塊數B.增大主存容量C.增大組的大小D.增大塊的大小9.簡述設計RISC的基本原則。10.目前，M0由哪項實現，M1用哪項實現，M2至M5大多用哪項實現______A.軟件，固件，硬件B.固件，軟件，硬件C.硬件，軟件，固件D.硬件，固件，軟件11.從計算機系統處理數據的角度出發，并行性等級從低到高可分為四級，最低級是______A.全并行B.位并字串C.位片串字并D.位串字串12.屬計算機系統結構考慮的是______A.主存采用MOS還是TTLB.主存采用多體交叉還是單體C.主存容量和編址方式D.主存頻寬的確定13.解決計算機主存與CPU的速度差對機器性能的影響，可采用哪三種解決方法?14.求表達式Z=E+A*B*C/(D+F)的值。有如下程序

G=A*B

H=D+F

I=C/H

J=G*I

Z=E+J

試用FORK、JOIN語句改寫成在多處理機上并行執行程序。15.對稱式共享存儲器多處理SMP一般由幾十個______構成，各處理器共享一個集中式的______，這個主存相對于各處理器的關系是對稱的。16.計算機系統結構可有______、由下而上和______三種不同的設計思路。17.虛擬存儲器主要是為解決主存______滿足不了要求發展出來的；Cache存儲器是為了解決主存______滿足不了要求發展出來的。18.多處理機操作系統有哪三種類型?各適合于哪類機器?19.并行處理計算機除分布處理、MPP和機群系統外，還有哪四種基本結構?它們各自解決的基本問題是什么?20.在運算器內部，浮點減的流水屬于______A.處理器級B.元件級流水C.系統級D.部件級流水21.根據通道數據傳送期中信息傳送方式的不同，通道可分為______、______和數組多路三類通道。22.按多功能流水線的各段能否允許同時用于多種不同功能連接流水，可把流水線分為______流水線和______流水線。23.微指令是由______直接執行。24.互連函數表示互連網絡的出端號和入端號的一一對應關系，其表示方法有______、______和循環表示法。25.RISC采用重疊寄存器窗口技術，可以減少______A.絕大多數指令的執行時間B.目標程序的指令條數C.程序調用引起的訪存次數D.CPU訪存的訪問周期26.從計算機系統中處理數據的角度來講，并行性等級從低到高分別是______、位并字串、______和全并行。27.實現軟件移植的主要技術有統一高級語言、______、______和仿真。28.計算機系統結構不包括______A.主存速度B.機器工作狀態C.信息保護D.數據表示29.簡述實現軟件移植的統一高級語言途徑存在的問題。30.設計何種系列機屬于______，系列機內不同型號計算機的組織屬于______。31.根據計算機所用歸約方式的不同，分為______和______兩類。32.通過重復設置硬件資源來提高可靠性或性能來開發并行性的途徑是______。33.評價存儲器性能的基本要求是低價格、______和______。34.微指令是由______直接執行。35.簡述Tomasulo算法的基本思想。36.在虛擬存儲器中，頁式存儲是把______和______等分成固定大小的頁，按頁順序編號。37.在有Cache的存儲系統中，訪存操作是如何進行的?38.始終只讓第K+1條指令的“分析”與第K條指令的“執行”在時間上重疊的方式叫做______。39.RISC存在不足，表現在哪些方面?40.如果能順利流水，最關鍵的是______A.一條指令分為幾個過程段B.只處理一個結果C.要有相關發生D.各過程段時間要盡量相等41.計算機系統結構也稱______，指的是______的系統結構。42.計算機組成設計不考慮______A.專用部件設置B.功能部件的集成度C.控制機構的組成D.緩沖技術43.計算機組成指的是計算機系統結構的邏輯實現，不包括______A.主存速度B.控制流的組成C.機器級內部的數據流D.邏輯設計44.從計算機信息加工的步驟和階段的并行性看，并行性等級可分為存儲器操作并行，處理機操作步驟并行，______操作并行和______之間。45.并行性有哪些不同的等級?46.陣列處理機與流水線處理機相比，其特點是______A.并發性B.時間重疊C.資源不重復D.靠增大處理單元數來提高速度47.CPU寫Cache時，會發生Cache與主存的對應內容不一致的現象，簡述解決這個問題的兩種方法及各需要增加什么開銷。48.通用寄存器組的相關有兩種解決辦法，分別是______和______。49.虛擬存儲器是因何而提出來的______A.主存速度滿足不了要求B.外存速度滿足不了要求C.主存容量滿足不了要求D.外存容量滿足不了要求50.對系統程序員不透明的應當是______A.Cache存儲器B.系列機各檔不同的數據通路寬度C.指令緩沖寄存器D.虛擬存儲器第1卷參考答案一.歷年考點試題黑鉆版1.參考答案：環形互連

交叉開關[考點]多處理機的機間互連形式[解析]多處理機的機間互連一般采用總線、環形互連、交叉開關多端口存儲器或開關樞紐結構等形式。2.參考答案：環形互連

交叉開關[考點]多處理機的機間互連形式[解析]多處理機的機間互連一般采用總線、環形互連、交叉開關多端口存儲器或開關樞紐結構等形式。3.參考答案：時空圖如下所示。順序執行的時間為t0=6×200=1200ns

采用流水方式執行的時間為t1=3×200+6-1=605ns

加速比S=t0/t1=1200/605=1.98[考點]指令流水4.參考答案：減少指令平均執行周期數(符合意思即可)[考點]RISC的設計思想[解析]RISC的設計思想就是要精簡指令系統，其思想精華是減少指令平均執行周期數。5.參考答案：設計周期長

設計費用高

成本高[考點]全用戶片的特點[解析]完全按用戶要求設計的用戶片稱為全用戶片。全用戶片設計周期長、設計費用高、成本高。6.參考答案：微指令

解釋[考點]計算機系統機構層次[解析]傳統機器語言機器級，是用微指令程序來解釋機器指令。7.參考答案：B[考點]計算機系統的多級層次結構[解析]微指令由硬件直接執行。微指令程序解釋機器指令。匯編語言程序經匯編程序翻譯成機器語言程序。高級語言程序經編譯程序翻譯成匯編語言程序。8.參考答案：B[考點]Cache存儲器的性能分析[解析]評價Cache存儲器的性能主要是看命中率的高低，而命中率與塊的大小、塊的總數(即Cache的總容量)、采用組相聯時組的大小(組內塊數)、替換算法和地址流的簇聚性等有關。9.參考答案：(1)確定指令系統時，只選擇使用頻度很高的那些指令，再增加少量能有效支持操作系統、高級語言實現及其他功能的指令，大大減少指令條數，使之一般不超過100條；

(2)減少指令系統所用尋址方式的種類，一般不超過兩種；

(3)讓所有的指令都在一個機器周期內完成；

(4)擴大通用寄存器數，一般不少于32個，盡量減少訪存，只有存取指令訪存；

(5)為提高指令執行速度，大多數指令都用硬聯控制實現，少數指令才用微程序實現；

(6)通過精簡指令和優化設計編譯程序，簡單有效地支持高級語言的實現。10.參考答案：D[考點]計算機系統的層次結構[解析]MO由硬件實現，M1用固件實現，M2～M5大多用軟件實現。11.參考答案：D[考點]并行性的等級劃分[解析]從計算機系統中處理數據的角度來看，并行性等級從低到高可分為4級，分別是位串字串、位并字串、位片串字并、全并行。12.參考答案：C[考點]計算機系統結構的范疇[解析]主存容量和編址方式是計算機系統結構考慮的重點之一。13.參考答案：(1)在CPU中設置通用寄存器，讓運算直接在CPU的通用寄存器中進行，減少與主存的等效速度。

(2)采用存儲器的多體交叉并行存取來提高主存的等效速度。

(3)采用Cache存儲器。14.參考答案：FORK20

10G=A*B

JOIN2

GOTO40

20H=D+F

JOIN2

30I=C/H

JOIN2

40J=G*I

JOIN2

50Z=E+J15.參考答案：處理器

物理存儲器[考點]集中式共享多處理機[解析]對稱式共享存儲器多處理SMP一般由幾十個處理器構成，各處理器共享一個集中式的物理存儲器，這個主存相對于各處理器的關系是對稱的。16.參考答案：由上而下

由中間開始[考點]計算機系統結構的設計思路[解析]計算機系統結構可有由上而下、由下而上和由中間開始三種不同的設計思路。17.參考答案：容量，速度[考點]存儲體系的基本概念[解析]虛擬存儲器主要是為解決主存容量滿足不了要求發展出來的；Cache存儲器是為了解決主存速度滿足不了要求發展出來的。18.參考答案：多處理機操作系統有主從型、各自獨立型和浮動型三種。

(1)主從型適合于工作負荷固定，且從處理機能力明顯低于主處理機，或由功能差別很大的處理機組成的異構型多處理機。

(2)獨立型適合于松耦合多處理機。

(3)浮動型適合于緊耦合多處理機，特別是由公用主存和I/O子系統的多個相同處理機組成的同構形多處理機。19.參考答案：并行處理計算機還有四種結構：流水線計算機、陣列處理機、多處理機、數據流計算機。流水線計算機解決擁塞控制，沖突防止，分支處理，指令和數據的相關處理，流水線重組，中斷處理，流水線調度以及作業順序的控制等。陣列處理機解決處理單元靈活、規律的互連模式和互聯網絡設計，存儲器組織，數據在存儲器中的分布算法，針對具體應用題目的高效并行算法等問題，盡可能將標量循環運算轉成向量運算以消除循環，避免相關。多處理機解決處理機間互連和存儲器組織等，存儲管理、資源分配、任務分解、系統死鎖的防止、進程間的通信和同步、多處理機的調度、系統保護等，高效并行算法和并行語言的設計等問題。數據流計算機主要研究合適的硬件組織和結構，數據流程序圖，能高效并行執行數據流語言以及解決目前數據流機存在的某些問題。20.參考答案：D[考點]流水方式的基本概念[解析]部件級流水是指構成部件內的各個子部件的流水，如運算器內浮點數的加減。21.參考答案：字節多路，選擇[考點]通道處理機的工作原理[解析]根據通道數據傳輸期中信息傳輸方式的不同，通道可分為字節多路、數組多路和選擇三類。22.參考答案：靜態，動態[考點]多功能流水線的分類[解析]按多功能流水線的各段能否允許同時用于多種不同功能連接流水，可把流水線分為靜態流水線和動態流水線。23.參考答案：硬件[考點]指令系統[解析]微指令是由硬件直接執行。24.參考答案：輸入輸出對應表示法

函數表示法[考點]互連網絡應抉擇的幾個問題[解析]互連函數表示互連網絡的出端號和入端號的一一對應關系，其表示方法有輸入/輸出對應表示法、函數表示法和循環表示法。25.參考答案：C[考點]RISC結構采用的基本技術[解析]在CPU中設置大量工作寄存器并采用重疊寄存器窗口。為減少訪存，盡量讓指令的操作在寄存器之間進行，以提高執行速度，縮短指令周期，簡化尋址方式和指令格式。26.參考答案：位字符串

位片串字并[考點]并行性的含義與級別[解析]從計算機系統中處理數據的角度來看，并行性等級從低到高可以分為四級，分別是位串字串、位并字串、位片串字并、全并行。27.參考答案：采用系列機

模擬[考點]軟件移植[解析]實現軟件移植的主要技術有統一高級語言、采用系列機、模擬和仿真。28.參考答案：A[考點]計算機系統結構的范疇[解析]機器工作狀態、信息保護、數據表示均屬于計算機系統結構范疇。29.參考答案：至今雖然有上百種高級語言，但沒有一種是對各種應用通用的。

(1)不同的用途要求語言的語法、語義結構不同。

(2)人們對語言的基本結構看法不一。

(3)即使同一高級語言，在不同廠家的機器上也不能完全通用。

第四，人們不愿拋棄慣用的語言，不愿拋棄長期積累的、用原有語言編寫且已被實踐證明是正確的軟件。30.參考答案：計算機系統結構

計算機組成[考點]計算機系統結構和計算機組成的區別[解析]設計何種系列機屬于計算機系統結構，系列機內不同型號計算機的組織屬于計算機組成。31.參考答案：串歸約機

圖歸約機[考點]歸約機[解析]根據計算機內部對函數表達式所用存儲方式的不同，將規約方式分成串規約和圖規約。32.參考答案：資源重復[考點]并行性開發的途徑[解析]資源重復是通過重復設置硬件資源來提高可靠性或性能來開發并行性的途徑。33.參考答案：大容量

高速度[考點]存儲的基本要求[解析]對存儲系統的基本要求是低價格、大容量和高速度。34.參考答案：硬件[考點]指令系統[解析]微指令是由硬件直接執行。35.參考答案：核心思想：①記錄和檢測指令相關，操作數一旦就緒就立即執行，把發生RAW沖突的可能性減小到最低；②通過寄存器換名來消除WAR沖突和WAW沖突。寄存器換名是通過保留站來實現，它保存等待流出和正在流出指令所需要的操作數。

基本思想：只要操作數有效，就將其取到保留站，避免指令流出時才到寄存器中取數據，這就使得即將執行的指令從相應的保留站中取得操作數，而不是從寄存器中。指令的執行結果也是直接送到等待數據的其他保留站中去。因而，對于連續的寄存器寫，只有最后一個才真正更新寄存器中的內容。一條指令流出時，存放操作數的寄存器名被換成為對應于該寄存器保留站的名稱(編號)。36.參考答案：主存空間

程序空間[考點]頁式管理[解析]頁式存儲是把主存空間和程序空間都機械地等分成固定大小的頁。37.參考答案：有了Cache之后，訪存操作的過程是：當CPU要進行存儲器訪問時，首先察看Cache存儲器，如果訪問的字在Cache中找到，就從Cache中讀取，如果訪問的字在Cache中沒有找到，就從主存中訪問，并且為了使得以后訪問同一個字或者相鄰的字時能夠在Cache中找到，需要把存儲器中包含這個字的數據塊從主存儲器中讀出，放入Cache中。38.參考答案：一次重疊[考點]重疊原理與一次重疊[解析]指令分析部件和指令執行部件任何時候都只有相鄰兩條指令在重疊解釋的方式為“一次重疊”。39.參考答案：(1)當各種事件發生的概率不均等時，采用優化技術對發生概率最高的事件用最短的位數(時間)來表示(處理)。

(2)而對出現概率較低的，允許用較長的位數(時間)來表示(處理)，就會導致表示(處理)的平均位數(時間)的縮短。40.參考答案：A[考點]流水的基本概念[解析]流水是把一條指令分為多個子過程。它與重疊的區別是把一條指令分解的子過程數量不同。41.參考答案：計算機系統結構

傳統機器級[考點]計算機系統結構的概念[解析]計算機系統結構也稱計算機體系結構，指的是傳統機器級的系統結構。42.參考答案：B[考點]計算機組成與系統結構的區別[解析]計算機組成設計包含專用部件設置、控制機構的組成、緩沖技術等，而功能部件的集成度屬于系統結構的范疇。43.參考答案：A[考點]計算機組成的概念[解析]計算機組成指的是計算機系統結構的邏輯實現，包括機器級內部的數據流和控制流的組成以及邏輯設計。44.參考答案：處理機

作業或程序[考點]計算機并行性[解析]從計算機信息加工的步驟和階段的