考證素材考證素材02325計算機系統結構復習題一、單項選擇題多處理機上兩個程序段之間同時有先讀后寫和先寫后讀兩種數據相關，則A.交換串行B.不能并行執行C.必須并行執行D.順序串行輸入輸出系統硬件的功能對下面哪一類人員是透明的A.應用程序員B.操作系統程序員C.機器言語程序設計員D.系統結構設計人員輸入流水線的指令既無局部性相關也沒有全局性相關，則A.出現瓶頸B.可獲得高的吞吐率和效率C.可靠性提高D.流水線的效率和吞吐率惡化相對較好的處理浮點數尾數的下溢的方法是A.舍入法B.恒置1法C.截斷法D.查表舍入法以下屬于操作級并行SIMD計算機的是A.陣列處理機B.多處理機C.超標量處理機D.超流水線處理機數據表示的含義是A.程序中的數據格式B.數據結構C.硬件能直接識別引用的數據類型D.數據類型下面不是流水機器全局相關的處理方法的是A.采取延遲轉移B.堆棧法C.猜想法D.加快短循環程序的處理面向堆棧的尋址能更好地支持向量的運算比面向存放器的尋址訪問速度快能更好地支持矩陣運算有利于子程序嵌套、遞歸調用參數、返回地址及現場的保存和恢復中斷的優先級由高到低的是A.程序性fI/Of機器校驗C.I/Of程序性f掉電多端口存儲器合適于連接A.機數很多的多處理機C.緊耦合多處理機關于歸約機的描述正確的選項是歸約機不是基于數據流的計算模型歸約機采納需求驅動，執行的操作序列取決于對數據的需求歸約機不是以函數式言語為機器言語歸約機采是VonNeumann型計算機B.外部f重新啟動f程序性D.通路錯f程序性~1/0~重新啟動B.機數可變的多處理機D.松耦合多處理機C〕A〕B〕A〕C〕B〕D〕D〕C〕B〕12．關于靜態流水線的描述正確的選項是〔A〕某一時間內各段只能按一種功能聯接流水的多功能流水線功能固定的流水線各段之間的連接是固定不變某一時間內可執行多種功能TOC\o"1-5"\h\z13．多處理機機間互連采納總線形式的優點是〔A〕結構簡單、造價低、可擴充性好B.適用于處理機機數較多的場合C.系統增減模塊不方便D.沒有訪問公用總線的沖突位片處理是指計算機采納方法對數據進行處理。〔C〕字并位并B.字串位并C.字并位串D.字串位串15?在主存一Cache地址變換過程中塊沖突率最低的是〔B〕直接映像及其變換B.全相聯映像和變換C.組相聯映像及其變換D.都不是關于頁面替換算法描述正確的選項是〔D〕FIFO能正確反映程序的局部性B.FIFO不是依據過去使用情況預估未來C.隨機算法的主存命中率很高D.LRU能正確反映程序的局部性計算機系統的層次結構由高到低分別為〔A〕高級言語機器級，匯編言語機器級，傳統機器言語機器級，微程序機器級高級言語機器級，應用言語機器級，匯編言語機器級，微程序機器級應用言語機器級，傳統機器言語機器級，匯編言語機器級，操作系統機器級應用言語機器級，操作系統機器級，微程序機器級，傳統機器言語機器級除了分布處理、MPP和機群系統外，并行處理計算機按其根本結構特征可分為流TOC\o"1-5"\h\z水線計算機，陣列處理機，多處理機和〔D〕計算機網絡B.操縱流計算機C.機群系統D.數據流計算機19?在23X23Delta網絡中需要2X2交叉開關模塊個數為〔B〕A.6B.12C.24D.64通道程序執行結束時引起的中斷是〔AI/O中斷B.訪管中斷C.程序性中斷D.外部中斷計算機使用的言語是(B)專屬軟件范疇，與計算機體系結構無關分屬于計算機系統各個層次屬于用以建立一個用戶的應用環境屬于符號化的機器指令動態數據流機最突出的特點是使(C)數據流令牌無標號需要程序記數器來完成令牌帶上標號同步由門(Latch)存放器來完成23．多處理機上兩個程序段之間假設有先寫后讀的數據相關，則(B)可以并行執行不可能并行任何情況均可交換串行必須并行執行24．多處理機的各自獨立型操作系統(D)要求治理程序不必是可再入的合適于緊耦合多處理機工作負荷較平衡有較高的可靠性25．輸入輸出系統硬件的功能對是透明的。(B)操作系統程序員應用程序員系統結構設計人員機器言語程序設計員26?“啟動1/0〃指令是主要的輸入輸出指令，是屬于(B)目態指令管態指令目態、管態都能用的指令編譯程序只能用的指令27?全相聯地址映象是指(A)任何虛頁都可裝入主存中任何實頁的位置一個虛頁只裝進固定的主存實頁位置組之間是固定的，而組內任何虛頁可以裝入任何實頁位置組間可任意裝入，組內是固定裝入28?屬于MIMD系統結構。(C)各處理單元同時受同一個操縱單元的治理各處理單元同時接受同一個操縱單元送來的指令松耦合多處理機和多計算機陣列處理機29.設16個處理器編號分別為0,1,2,…，15用Cubeg互聯函數時，第10號處理機與第(D)號處理機相聯。A.11B.8C.14D.230?假設輸入流水線的指令既無局部性相關，也不存在全局性相關，則(A)可獲得高的吞吐率和效率流水線的效率和吞吐率惡化出現瓶頸可靠性提高“從中間開始〃設計的“中間〃目前多數在(A)傳統機器言語機器級與操作系統機器級之間傳統機器言語機器級與微程序機器級之間微程序機器級與匯編言語機器級之間操作系統機器級與匯編言語機器級之間計算機中優化使用的操作碼編碼方法是(D)B.ASCII碼BCDB.ASCII碼BCD碼指令執行結果出現異常引起的中斷是A.輸入/輸出中斷C.程序性中斷以下不屬于堆棧型替換算法的是A.近期最少使用算法C.先進先出算法擴展操作碼(C)機器校驗中斷外部中斷(C)近期最久未用過算法頁面失效頻率算法A.哈夫曼編碼以下與虛擬存儲器的等效訪問速度無關的是A.頁地址流A.頁地址流主存的容量以下說法不正確的選項是〔DA.線性流水線是單功能流水線B.頁面調度策略輔存的容量〕B.動態流水線是多功能流水線靜態流水線是多功能流水線動態流水線只能是單功能流水線靜態流水線是多功能流水線動態流水線只能是單功能流水線流水處理機對全局性相關的處理不包含〔D〕A.猜想法B.提前形成條件碼C.加快短循環程序的執行D.設置相關專用通路拓撲結構用多級立方體網絡，二功能交換單元，級操縱方法，這種網絡稱為〔B〕A.Omega網絡B.交換網絡C.間接二進制n方體網絡D.數據變換網絡能完成作業、任務級并行的異構型多處理機屬〔C〕A.SIMDB.MISDC.MIMDD.SISD系統程序員不透明的應當是〔B〕A.Cache存儲器B.虛擬存儲器C.指令緩沖存放器D.系列機各檔不同的數據通路寬度二、推斷改錯題〔推斷以下各題正誤，正確的在題后括號內打“丁〃，錯誤的打“X〃，并將錯誤的地方改正過來〕。TOC\o"1-5"\h\z就目前的狀況來看，M0用微程序完成改為：硬件〔X〕2?同一種高級言語在不同廠家的機器上能完全通用改為：不能〔X〕3?仿真是用微程序解釋〔“〕4?用標志符數據表示會增加程序所占的主存空間〔“〕5?通用存放器機器對堆棧數據結構完成的支持是較妊的改為：較差〔X〕6?虛擬存儲器的治理方法主要有段式、頁式和段頁式3種〔丁〕7?流水按處理的級別可以分為部件級、處理機級和系統級〔丁〕8?中斷現場包含軟件狀態和硬件狀態〔“〕9?單級立方體網絡的最大距離為N+1改為：n〔X〕10?緊耦合多處理機其通訊速率丕受主存頻寬限制改為：受〔X〕11?就目前的狀況來看，M2到M5大多使用硬件完成改為：軟件〔X〕12?不同高級言語的語法、語義結構相同改為：不同〔X〕?模擬是用機器言語程序解釋〔“〕?采納標志符會提高指令的執行速度改為：降低〔X〕15?截斷法是將尾數超出機器字長的局部截去〔“〕16?“啟動1/0〃指令屬于管態指令〔“〕17?虛擬存儲器是因為主存速度滿足不了要求而引出的改為：容量〔X〕18?流水線不出現斷流，丕能獲得高效率改為：才能〔X〕19?混洗交換單級網絡包含全混和交換兩個互連函數〔“〕20?松耦合多處理機較合適做粗粒度的并行計算〔“〕對操作碼進行優化編碼時，在了解每種指令在程序中出現的概率后，使用Huffman算法構造Huffman樹，這樣獲得的Huffman編碼是唯一的。改為：不是唯一（*）?多處理機中，兩個程序段之間假設同時有先寫后讀和先讀后寫2種相關，以交換數據為目的時，則必須并行執行，讀寫要完全同步，同意順序串行和交換串行。改為：“不同意順序串行和交換串行〃（*）23?計算機仿真合適在兩種結構差距大的機器間運用。改為：“差距不大〃（*）24?主存空間數相關是相間隔的兩條指令之間出現對主存同一單元要求先寫而后讀的關聯。改為：“相鄰〃（*）25.由于Cache存貯器的地址變換和塊替換算法是用軟件完成的，因此Cache存貯器對應用程序員是透明的，而且Cache對處理機和主存間的信息交往也是透明的。改為：“硬件〃（*）三、填空題1?引起中斷的各種事件稱為—中斷源—，中斷源向中斷系統發出請求中斷的申請，稱為—中斷請求。__邏輯地址—是程序員編程用的地址，__主存物理—是程序在主存中的實際地址。輸入輸出系統包含輸入輸出設備、設備操縱器及與輸入輸出操作有關的—硬、軟—件。5?多功能流水線指的是同一流水線的各個階段之間可以有多種不同的連接方法__以完成多種不同的___運算和功能。6.集中式總線操縱依據優先次序的不同可以有串行連接、定時查詢和—獨立訪問三種不同方法。7?頁式虛擬存儲器中，影響命中率的主要因素有頁面大小—訪問頁地址流、替換算法和分配給該程序的__實頁數。8?解決重疊方法相關處理的兩種根本方法是____推后分析—和設置—相關專用通路。9?按流水處理的級別可分為___部件級、處理機級和系統級。10?多處理機互聯一般采納—總線形式—、環形互聯、交叉開關或__多端口存儲器—等幾種形式。11?衡量流水線處理機的性能主要是__吞吐率、加速比和效率。12?輸入輸出系統的開展經歷了3個階段，相應對應于3種方法，即__程序操縱I/O__，直接存儲器訪問（DMA）及—I/O處理機方法。13.N個結點的混洗交換網絡中，最遠的兩個入、出端的二進制編號是—全“0〃_和_全“1〃_，其最大距離為2n-1。14?按弗林（MichaelJ.Flynn）的觀點，計算機系統可分為單指令流單數據流單指令流多數據流、多指令流單數據流和__多指令流多數據流___四大類。標志符與每個數據相連，合存于___同一存儲單元___，用于描述單個數據的—類型特征___。16?總線仲裁算法有：靜態優先級算法、固定時間片算法、____動態優先級―算法和____先來先效勞算法。17?與重疊機器一樣，流水機器在遇到—轉移指令，尤其是—條件轉移指令時，效率也會顯著下降。18?自定義數據表示包含標志符數據表示和___數據描述符兩類。19．在滿足通道設計流量不低于設備工作時的最大流量時，為使微觀上不喪失設備信息，可以加設___肯定容量的緩沖器或動態提高響應的優先級來彌補。20．流水線排除速度瓶頸的方法有瓶頸子過程___再細分和瓶頸子過程重復設置多套瓶頸段兩種。四、簡答題1．簡述計算機系統結構、組成和完成三者的相互關系。2．簡述頁式虛擬存儲器中的頁面失效和頁面爭用，并說明什么時候兩者同時發生，什么時候兩者不同時發生。答：要訪問的虛頁不在實際主存中時，就會發生頁面失效。當頁面調入主存，主存中的頁面位置全部已被其它虛頁占用時，就會發生頁面爭用。當分配給程序的內存區已被全部占用之后，只要發生頁面失效，就肯定會發生頁面爭用。反之，發生頁面失效，并不會發生頁面爭用。3．簡述多處理機的根本特點答：多處理機具有兩臺以上的處理機,在操作系統操縱下通過共享的主存或輸入/輸出子系統或高速通訊網絡進行通訊.結構上多個處理機用多個指令部件分別操縱,通過機間互連網絡通訊;算法上不只限于處理向量數組,還要完成更多通用算法中的并行;系統治理上要更多地依靠軟件手段,有效解決資源分配和治理,特別是任務分配,處理機調度,進程的同步和通訊等問題。4．簡述數據結構和機器的數據表示之間的關系答：數據表示是數據結構的組成元素，數據結構要通過軟件映像變換成計算機所具有的各種數據表示來完成。不同的數據表示可為數據結構的完成提供不同的支持，表現在完成效率和方便性上不同。數據結構和數據表示是軟件和硬件之間的交界面。5?簡述采納RISC結構后可以帶來的好處〔P93〕答:采納RISC結構后可以帶來的好處主要有以下幾個方面：〔1〕、簡化指令系統設計，合適VLSI完成。〔2〕、提高計算機的執行速度和效率。〔3〕、降低設計本錢，提高系統的可靠性。〔4〕、可直接支持高級言語的完成，簡化編譯程序的設計。6?簡述在現代計算機系統中，中斷系統的軟硬件功能是怎樣分配的？為什么這樣分配？答：中斷響應的速度要求快，所以一般用硬件完成。中斷的處理過程比擬多樣化，有的可能比擬復雜，所以一般用軟件來完成，但可以增加某些硬件支持。在中斷響應過程中，中斷現場的保存和恢復用硬件完成（只保存最重要、最根本通用的硬件狀態），以保證有較快的中斷響應速度。另一局部現場，需要依據中斷處理要求保存的內容及中斷的具體處理等用軟件完成，以提高靈敏性。7?簡述為完成指令重疊解釋所采取的方法并簡單分析其特點。答：為完成指令重疊解釋所采取的方法主要有：方法1：讓操作數和指令分別存放在兩個獨立編址且可同時訪問的存儲器中。優點：有利于完成指令的愛護。缺點：主存總線操縱復雜，軟件設計麻煩。方法2：指令和操作數混存在多體交叉主存結構中，只要指令和操作數不在一個分體時就在一個主存周期取得。優點：完成上簡單，開銷少。缺點：當指令和操作數在同一體時無法重疊。方法3：增設FIFO工作的指令緩沖存放器。當主存空閑時預取下幾條指令到指緩。優點：微操作可分成分析指令和執行指令兩局部。缺點：數據相關問題。8．簡述標志符數據表示的主要優點。答：(1)簡化了指令系統和程序設計；(2)簡化了編譯程序；(3)便于完成一致性校驗；(4)能由硬件自動變換數據類型；(5)支持數據庫系統的完成與數據類型無關的要求；(6)為軟件調試和應用軟件開發提供了支持。9．簡述操縱驅動的操縱流方法的特點答：操縱驅動的操縱流方法的特點是：通過訪問共享存儲單元讓數據在指令之間傳遞；指令的執行順序隱含于操縱流中，可以顯式地使用特意的操縱操作符來完成并行處理，指令執行順序受程度計數器的操縱，即受操縱令牌所支配。10.對于采納級操縱的三級立方體網絡，當第i級(0〈=i〈=2)為直連狀態時，不能完成哪些結點之間的通信？為什么？答：處理器編號二進制碼P2PiP0(0〈=i〈=2)當第i級(0〈=i〈=2)為直連狀態時，不能在P2PiP0的Pi取反的入、出端處理器之間通信，其他的Pj(jHi)可以不變，可以變反。五、綜合題1?有某模型機共有7條指令LI?，它們的使用頻度分別為：0.40,0.25,0.20,0.05,0.04,0.03，0.03。利用Huffman算法，給出Huffman編碼和平均碼長。給出Huffman擴展碼編碼。解：利用Huffman算法畫出Huffman樹如下：

I6I5II6I5I3I4I2平均碼長=￡P-1=2.25iii=1表操作碼的Huffman碼及擴展操作碼的編碼指令頻度〔Pi〕操作碼使用Huffman編碼OP長度〔Li〕利用Huffman概念的擴展操作碼0P長度〔Li〕I10.4001002I20.25102012I30.201103102I40.0511100511004I0.0411101511014I0.0311110511104I——70.03111115111142．一個段頁式虛擬存儲器。虛地址有2位段號、2位頁號、11位頁內位移〔按字編址〕，主存容量為32K字。每段可有訪問方法愛護，其頁表和愛護位見題2表_1所示。題2表1段號0123訪問方法只讀可讀/執行可讀/寫/執行可讀/寫虛頁0所在位置實頁9在輔存上頁表不在主存內實頁1