全国2009年4月高等教育自学考试计算机系统结构试

全国2009年4月高等教育自学考试计算机系统结构试题
课程代码:02325

一、单项选择题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的.请将其代码填写在题后的括号内.错选、多选或未选均无分.
1.下列对系统程序员不透明的是( )
A.乘法器
B.先行进位链
C.指令缓冲器
D.条件码寄存器

2."从中间开始"设计的"中间"目前多数是在( )
A.微程序机器级与汇编语言机器级之间
B.操作系统机器级与汇编语言机器级之间
C.传统机器语言机器级与微程序机器级之间
D.传统机器语言机器级与操作系统机器级之间

3.计算机中优化使用的操作码编码方法是( )
A.BCD码
B.ASCⅡ码
C.扩展操作码
D.哈夫曼编码

4.通道程序执行结束后引起的中断是( )
A.外中断
B.I／O中断
C.程序性中断
D.机器校验中断

5.下列说法正确的是( )
A.Cache容量一般不大,命中率不会很高
B.Cache本身速度很快,但地址变换速度很慢
C.Cache芯片速度一般比CPU的速度慢数十倍
D.Cache存贮器查映象表和访问物理Cache其间可以流水,使速度与CPU匹配

6.与虚拟存贮器的等效访问速度无关的是( )
A.页地址流
B.页表法映象
C.段页表映象
D.组相联映象

7."一次重叠"中消除"指令相关"最好的方法是( )
A.不准修改指令
B.设相关专用通路
C.推后分析下条指令
D.推后执行下条指令

8.下列CRAY-1的两条向量指令的执行方式,叙述正确的是( )
V1←V2+V3
V4←V1*V5
A.有源V_i冲突,只能串行
B.没有源V_i冲突,可以交换执行顺序
C.没有功能部件冲突,有V_i冲突,但可以链接
D.没有功能部件冲突和源V_i冲突,可以并行

9.ILLIAC IV是一种( )
A.多处理机
B.阵列处理机
C.流水线处理机
D.指令重叠处理机

10.在多处理机上,两个程序段既能顺序串行、交换串行,又能并行,则这两个程序段之间必须是( )
A.只有数据相关
B.只有源数据相关
C.只有数据反相关
D.只有数据输出相关

二、填空题(本大题共20空,每空1分,共20分)
请在每小题的空格中填上正确答案.错填、不填均无分.
11.器件的发展是系统结构和组成技术发展的关键因素.同一型号机器一般是先用_______或现场片实现,等机器成熟取得用户信任后,再改用______________实现.
12.提高计算机系统并行性的主要技术途径有时间重叠、_______和______.
13.自定义数据表示又分为带_______表示和_______两类.
14.尽管中断响应次序由硬件排队器固定好,但中断实际处理完的次序是可以通过_______修改各中断级处理程序的_______位,而动态改变.
15.程序在空间上的局部性主要是因为程序通常是_______地存贮和_______执行.
16.页式虚拟存贮器把_______空间和_______空间都机械等分成相同大小的页面.
17.按多功能流水线的各段能否允许同时用于多种不同功能联接流水,可把流水线分为_______流水线和_______流水线.
18.推后"分析_k+1"和设置"_______"是解决重叠方式相关处理的两种基本方法.前者是以_______为代价,使设备基本上不增加.
19.N个结点的PM2I单级网络的最短距离为_______.
20.在多处理机上,有效计算的执行时间E与处理机机间的通讯辅助开销时间C的比值较小时,任务宜采用_______粒度.
21.智能机是具有智能的高性能计算机,有三个重要的组成部分,分别为______、_______和智能接口处理机.

三、简答题(本大题共5小题,每小题6分,共30分)
22.设计指令系统时,以乘法运算为例,简述系统结构设计、计算机组成设计、计算机实现各应考虑的问题.
23.简述设计RISC的一般原则.
24.CPU写Cache时,会发生Cache与主存的对应内容不一致的现象,简述解决这个问题的两种方法及各需要增加什么开销.
25.简述在流水机器中全局性相关的概念及处理全局性相关的方法.
26.简述全排列网络的概念及实现全排列网络的两种方法.

四、简单应用题(本大题共2小题,每小题10分,共20分)
27.浮点数表示,阶码用二进制表示,除阶符之外的阶码位数p=3,尾数基值用十进制表示,除尾符外的尾数二进制位数m=8,计算非负阶、规格化、正尾数时,
（1）可表示的最小尾数值；
（2）可表示的最大值；
（3）可表示的尾数个数.
28.有一个虚拟存贮器,主存有0～3四页位置,程序有0～7八个虚页,采用全相联映象和FIFO替换算法.给出如下程序页地址流；2,3,5,2,4,0,1,2,4,6.
（1）假设程序的2,3,5页已先后装入主存的第3、2、0页位置,请画出上述页地址流工作过程中,主存各页位置上所装程序各页页号的变化过程图,标出命中时刻.
（2）求出此期间虚存总的命中率H.

五、综合应用题(本大题共2小题,每小题10分,共20分)
29.在多处理机上求解
x=a(b+c(d+e))+f(g+h·1)
利用减少树高来尽可能加快运算速度.
（1）画出在3台处理机上并行运算的树形流程图.
（2）当p=3时,求运算级数T_p,单处理机串行级数T₁,加速比S_P和效率E_P的值.
30.有一个3段的单功能非线性流水线,预约表如下表所示.
（1）写出冲突向量,画冲突向量状态转移图并确定最佳调度方案.
（2）按最佳调度方案输入5个任务,画出流水的时空图,求出此时的吞吐率和效率.