《计算机组成与体系结构》模拟题答案
一、选择题
1.下列机器数中，真值最大的数是__A__
A．[x]补=1.1010 B．[y]原=1.1011 C．[z]反=1.0101
2.以下给出的浮点数，___B___是规格化浮点数
A．2-10×0.010101 B．2-11×0.101010 C．2-100×1.010100 D．2-1×0.0010101 3.设在7位字符码的最高位加1位奇校验位，则下列的奇校验码出错的是___D___
A．11010101 B．10010100 C．0111000 D．10111000
4.由16片74181 ALU和5片74182 CLA器件相配合组成的64位运算部件，具有如
下进位传递功能___D___
A．组内先行进位，组间串行进位B．行波进位
C．组内串行进位，组间并行进位D．组内并行进位，组间并行进位
5.常规乘除法器乘、除运算过程采用部分积、余数左移的做法，其好处是___C___
A．提高运算速度 B. 提高运算精度 C. 节省加法器的位数 D. 便于控制
6.某SRAM芯片，其存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线的数目为
___D___
A. 64，16
B. 16，64
C. 64，8
D. 16，16
7.某机机器字长为32位，存储容量是1MB，若按字编址，它的寻址范围是___C___
A. 0~(1M-1)
B. 0~(512K-1)B
C. 0~(256K-1)
D. 0~256KB
8.主存和CPU之间增加Cache的目的是___A___
A. 解决CPU和主存之间的速度匹配问题
B. 扩大主存的容量
C.扩大CPU中通用寄存器的数量
D.既扩大主存容量又扩大CPU通用寄存器数量
9.采用虚拟存储器的主要目的是___B___
A.提高主存的存取速度
B.扩大主存的存储空间，并能进行自动管理和调度
C.提高外存储器的存取速度
D.扩大外存储器的存储空间
10.在Cache的地址映射中，若主存中的任意一块均可映射到Cache内的任意一行的位
置上，则这种方法称为___A___
A. 全相联映射
B. 直接映射
C. 组相联映射
D. 混合映射
11. 若磁盘的转速提高一倍，则___B___
A. 平均存取时间减半
B. 平均等待时间减半
C. 存储密度可以提高一倍
D. 平均定位时间不变
12. 指令系统中采用不同的寻址方式的目的主要是___B___
A．实现存储程序和程序控制
B．缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性
C．可以直接访问外存
D．提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度
13. 寄存器间接寻址方式中，操作数在___B___中。
A．通用寄存器 B. 主存单元 C. 程序计数器 D. 堆栈
14. 下列几项中，不符合RISC指令系统的特点是___B___
A．指令长度固定，指令种类少
B．寻址方式种类尽量减少，指令功能尽可能强
C ．增加寄存器的数目，以尽量减少访存次数
D ．选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令
15. 在以下描述的流水CPU 基本概念中，正确的表述是___B ___
A ．流水CPU 是以空间并行性为原理构造的处理器
B ．流水CPU 是以时间并行性为原理构造的处理器
C ．流水CPU 一定是RISC 机器
D ．流水CPU 一定是多媒体CPU
16. 在微程序控制器中，机器指令和微指令的关系是___C ___
A ．每一条机器指令由一条微指令来执行
B ．一条微指令由若干条机器指令组成
C ．每一条机器指令由一段用微指令组成的微程序来解释
D ．一段微程序由一条机器指令来执行
17. 关于微指令的编码方式，下面叙述正确的是___B ___
A ．直接表示法和编码表示法不影响微指令的长度
B ．一般情况下，直接表示法的微指令位数多
C ．一般情况下，编码表示法的微指令位数多
D ．以上都不对
18. 在总线独立请求方式下，若有几个设备，则___A ___
A ．有几个总线请求信号和几个总线响应信号
B ．有一个总线请求信号和一个总线响应信号
C ．总线请求信号多于总线响应信号
D ．总线请求信号少于总线响应信号
19. 为实现多重中断，保护断点和现场使用___D ___
A ．ROM B. 中断向量表 C. 设备内的寄存器 D. 堆栈
20. DMA 方式是在___B ___之间建立直接的数据通路。
A. CPU 与外围设备
B. 主存与外围设备
C. 外设与外设
D. CPU 与主存
二、简答题
1. 已知：x=0.1011，y= -0.0101，求：补补补补补补，，，][,]4
1[,]21[][]41[]21[y y y x x x -- 解：
[x]补=0.1011，[x/2]补=0.01011，[x/4]补=0.001011， [-x]补=1.0101
[y]补=1.1011，[y/2]补=1.11011，[y/4]补=1.111011， [-y]补=0.0101
2. 何谓多级存储体系结构？请简要论述设计多级存储体系结构的目的和其之所以能
发挥效用的原因。
答：多级存储体系结构一般可分为高速缓冲存储器(Cache)、主存、外存三个层次，有时候还包括CPU 内部的寄存器以及控制存储器等。
设计多级存储体系结构的目的是为了解决存储系统尽可能高的存取速度、尽可能大的存储容量以及尽可能低的成本之间的矛盾。
Cache 是高速小容量的存储器，利用CPU 运行程序的局部性原理，把最活跃的程序和数据放到Cache 中，则从CPU 的角度看存储系统，看到的是Cache 的速度、主存的容量和接近主存的位价格。
外存是大容量的存储器，存放大量CPU 暂时不用的程序和数据，当CPU 需要时再从外存把程序和数据调入主存，以满足对计算机大容量存储的要求。
主存有适当的容量和存取速度，能容纳系统的核心软件和较多或较大的用户程序。
3.在CPU中，哪些寄存器属于控制用的指令部件？它们各起什么作用？
答：
(1)程序计数器PC，提供取指地址，从而控制程序执行顺序。
(2)指令寄存器IR，存放现行指令，作为产生各种微操作命令的基本逻辑依据。
(3)指令译码器ID，对指令译码以区分出不同的指令。
4.分析下图所示电路的基本原理，说明它属于哪种总线仲裁方式，并说明这种总线仲
裁方式的优缺点。
答：属于独立请求仲裁方式。
●优点：仲裁速度快，并对优先次序的控制更加灵活，可以预先固定优先次序，
也可以通过程序来改变优先次序，并且可以在必要时屏蔽某些设备的请求。
●缺点：需要较多的控制线，控制线的数量限制了设备的数量。
5.试比较程序中断方式与DMA方式有哪些不同。
答：程序中断方式与DMA方式主要有以下几点不同：
(1)程序中断是用中断服务程序处理中断事件，其实质是CPU的程序切换，所以要
进行CPU现场的保护和恢复操作；DMA方式是由DMA控制器控制数据的交
换，每交换一次，CPU让出一个存取周期(周期挪用)，不改变CPU现场。
(2)程序中断不仅具有数据传送能力，而且还能处理异常事件，完成较复杂的处理；
DMA只能实现数据的传输和简单的数据加工。
(3)程序中断开销大于DMA，DMA是以硬件为代价换取CPU的时间。
(4)CPU响应中断与响应DMA请求的时机不同。CPU对中断的响应是在执行完一
条指令之后，而对DMA的响应则可以在指令执行过程中的任何两个存储周期
之间。
(5)DMA请求的优先权高于一般的程序中断。当一条指令执行结束时，CPU先检
测是否有DMA请求。若有DMA请求，则响应DAM请求。主要是为了避免
DMA所连接的高速外设丢失数据。
6.一次中断处理过程中，最多可有几次关中断和开中断，它们分别是基于什么目的？
答：各两次
第一次关中断：保证在保存断点和现场的一段时间内，CPU不能响应其他的中断第一次开中断：允许中断嵌套，可以响应优先级更高的中断请求
第二次关中断：确保在恢复现场的过程中不响应其他的中断。
第二次开中断：现场恢复结束后开中断便于响应新的中断请求。
三、计算、设计题
1.已知x= -0.1001，y=0.1101，试用原码加减交替除法求x/y=？写出计算机的运算过
程及运算结果。
解：[x]
原
=1.1001，[y]
原
=0.1101，[y]
补
=00.1101，[-y]
补
=11.0011。
商的符号位q s=0⊕1=1，机器的运算过程如下：
所以，[x/y]原= 1.1011，x/y= - 0.1011，余数为0.0001×2-100
2.若某计算机要求有如下形式的指令：三地址指令4条，单地址指令254条，零地址
指令16条(不要求有二地址指令)。设指令字长为12位，每个地址码长为3位，试用扩展操作码为其编码。
解：
三地址指令：地址码部分占用3×3＝9位，剩下12-9=3位表示操作码：000，001，010，011表示4条3地址指令。
单地址指令：地址码部分占用3位，操作码可以扩展到12-3=9位，其中前3位的代码是上述四个操作码以外的4个编码，即首位为1。编码范围是1xxxxxxxx。共有28=256个编码，取其前254个，100000000～111111101。剩下2个作为扩展用。
零地址指令：无地址码部分，12位全部用来表示操作码，其中前9位剩下2个编码与后3位的8个编码正好构成16个操作码。从11111111 0000～11111111 1111表示16条指令。
操作码
操作码
111111110000～111111111111
零地址指令
100000000～111111101
000～011
单地址指令
三地址指令
地址码1
操作码地址码1地址码2地址码3
3.设有若干片256K×8位的SRAM芯片，问：
(1)如何构成2048K×32位的存储器？需要多少片SRAM芯片？
(2)该存储器共需多少位地址线，各完成什么功能？
(3)画出该存储器与CPU连接的结构图，设CPU的接口信号有地址信号、数据信
号、控制信号CS#（片选信号）和R/W#（读写信号）。
解：
(1)采用字位扩展的方法。需要(2048K/256K)×(32/8)=32片SRAM芯片。
(2)所构成的存储器的容量为2048K×32位，按字编址，共需要21位地址线。首
先用每4片构成256K×32位的存储空间(一个模块板)，然后再用8个模块板组成2048K×32位的存储器。8个模块板需要3位地址A20A19A18经3:8译码器译码选择模块板。A0~A17这18位地址线用于芯片内部存储单元的选择。
(3)
计算机系统结构试题及答案 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共20分） 1．以下正确的是（）。 A）机箱是计算机的外特性，属系统结构的研究范围 B）集成电路芯片的设计是计算机组成原理的研究范围 C）加法器的设计是计算机实现的研究内容 D）计算机性能评价是计算机系统结构的研究范围 2．在流水线相关处理中，采用（）会产生“写-写”相关和“先读后写”相关。 A）猜测法B）顺序流动 C）异步流动 D）相关专用通路3．非线性流水线是指（） Ａ）存在分叉连接的流水线Ｂ）存在反向连接的流水线 Ｃ）一个任务使用多个功能段的流水线Ｄ）动态连接的流水线4．网络直径与网络的（）有关 A）度B）链路总数 C）结点间通信经过的最多链路数D）通信延迟 5．下列关于存储器的描述，哪个是正确的（） A）多体交叉存储器主要解决扩充容量问题 B）Cache的功能全由硬件完成 C）Cache与主存统一编址，即主存空间的某一部分属于Cache D）“主存—外存”的存储层次是为了弥补主存速度的不足 6．在单指令流多数据流计算机中各处理单元必须（）。 A）以同步方式在同一时间内执行不同的指令 B）以同步方式在同一时间内执行相同的指令 C）以异步方式在同一时间内执行相同的指令 D）以异步方式在同一时间内执行不同的指令 7．虚拟存储器地址变换是指（）。 A）多用户虚地址与实地址如何一一对应 B）程序的逻辑地址变换成主存实地址 C）程序执行时将虚地址变换成对应的实存地址 D）指令的符号地址变换成二进制地址
8．反映网络在理想通信模式下通信带宽的特性是（） A）度B）直径C）带宽总和D）等分带宽 9．依据Michael J.Flynn提出的按指令流和数据流的多倍性对计算机系统分类，Illiac IV计算机属于（）A）SISD B）SIMD C）MISD D）MIMD 10．全相联地址映象是指（）。 A）任何主存页都可装入Cache中任何页的位置 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，而组内任何主存页可以装入任何Cache页位置 D) 组间可任意装入，组内是固定装入 二、名词解释题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）解释每小题所给名词的含义，若解释正确则给分，若 解释错误则无分，若解释不准确或不全面，则酌情扣分。 1．目录表 2．阻塞网络 3. 写直达法 4. 乱序流动 5. 向量链接技术 三、简答题（本大题共4小题，共25分） 1.（5分）存储程序计算机(冯氏机)在系统结构上的主要特点是什么？ 2．（5分）在cache容量一定的情况下,增加cache中的块大小能否达到提高cache命中率的效果?为什么? 3．（5分）解释数据相关（局部相关）与控制相关（全局相关）。 4．（10分）有哪几种向量处理方式？它们对向量处理机的结构要求有何不同？ 四、综合题（本大题共4小题，共35分） 1. (5分)某计算机系统采用浮点运算部件后使浮点运算速度提高到原来的20倍，而系统运行一程序 的整体性能提高到原来的10倍，试计算该程序中浮点操作所占的比例。
计算机体系结构解
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
第一章计算机组成原理 本部分要求掌握计算机方面的基础知识，包括计算机的发展、计算的系统组成、基本组成和工作原理、计算机的数制数据表示以及运算校验、指令系统以及计算机系统的安全等基础性的知识。内容多而且复杂，尤其是有关计算机硬件方面的内容，很细而且灵活性不高，知识量相当大，掌握这部分一定要多下功夫，学会取舍、把握重点、抓住要害。 1.1 考试大纲及历年考题知识点 1.1.1 大纲要求 考试要求： 1 掌握数据表示、算术和逻辑运算； 2 掌握计算机体系结构以及各主要部件的性能和基本工作原理考试范围 1 计算机科学基础 1.1 数制及其转换二进制、十进制和十六进制等常用制数制及其相互转换 1.2 数据的表示 ?数的表示（原码、反码、补码、移码表示，整数和实数的机内表示，精度和溢出）?非数值表示（字符和汉字表示、声音表示、图像表示） ?校验方法和校验码（奇偶校验码、海明校验码、循环冗余校验码） 1.3 算术运算和逻辑运算 ?计算机中的二进制数运算方法 ?逻辑代数的基本运算和逻辑表达式的化简 2．计算机系统知识 2.1 计算机系统的组成、体系结构分类及特性 ?CPU 和存储器的组成、性能和基本工作原理 ?常用I/O 设备、通信设备的性能，以及基本工作原理 ?I/O 接口的功能、类型和特性 ?I/O 控制方式（中断系统、DMA、I/O 处理机方式） ?CISC/RISC，流水线操作，多处理机，并行处理 2.2 存储系统 ?主存-Cache 存储系统的工作原理 ?虚拟存储器基本工作原理，多级存储体系的性能价格 ?RAID 类型和特性 2.3 安全性、可靠性与系统性能评测基础知识 ?诊断与容错 ?系统可靠性分析评价 ?计算机系统性能评测方式 1.2 计算机科学基础 1.2.1 数制及其转换 1、R 进制转换成十进制的方法按权展开法:先写成多项式,然后计算十进制结果. 举例： (1101.01)2=1×2^3+1×2^2+0×2^1+1×2^0+ 0×2^-1+1×2^-2 =8+4+1+0.25=13.25 (237)8=2×8^2+3×8^1+7×8^0 =128+24+7=159 (10D)16=1×16^2+13×16^0=256+13=269
2. （2000）10化成十六进制数是______。 A．（7CD）16 B.（7D0）16 C.（7E0）16 D.（7F0）16 3. 下列数中最大的数是______。 A．（10011001）2 B.（227）8 C.（98）16 D.（152）10 4. ______表示法主要用于表示浮点数中的阶码。 A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 移码 5. 在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是______。 A. BCD码 B. 16进制 C. 格雷码 D. ASCⅡ码 6. 下列有关运算器的描述中，______是正确的。 A.只做算术运算，不做逻辑运算 B. 只做加法 C.能暂时存放运算结果 D. 既做算术运算，又做逻辑运算 7. EPROM是指______。 A. 读写存储器 B. 只读存储器 C. 可编程的只读存储器 D. 光擦除可编程的只读存储器 8. Intel80486是32位微处理器，Pentium是______位微处理器。 Ａ．１６Ｂ．３２Ｃ．４８Ｄ．６４ ９. 设［X］补=1.x1x2x3x4,当满足______时，X > -1/2成立。 Ａ．x1必须为1，x2x3x4至少有一个为1 Ｂ．x1必须为1，x2x3x4任意 Ｃ．x1必须为0，x2x3x4至少有一个为1 Ｄ．x1必须为0，x2x3x4任意 10. CPU主要包括______。 A.控制器 B.控制器、运算器、cache C.运算器和主存 D.控制器、ALU和主存 11. 信息只用一条传输线，且采用脉冲传输的方式称为______。 A.串行传输 B.并行传输 C.并串行传输 D.分时传输 12. 以下四种类型指令中，执行时间最长的是______。 A. RR型 B. RS型 C. SS型 D.程序控制指令 13. 下列______属于应用软件。 A. 操作系统 B. 编译系统 C. 连接程序 D.文本处理 14. 在主存和CPU之间增加cache存储器的目的是______。 A. 增加内存容量 B. 提高内存可靠性 C. 解决CPU和主存之间的速度匹配问题 D. 增加内存容量，同时加快存取速度 15. 某单片机的系统程序，不允许用户在执行时改变，则可以选用______作为存储芯片。 A. SRAM B. 闪速存储器 C. cache D.辅助存储器 16. 设变址寄存器为X，形式地址为D，（X）表示寄存器X的内容，这种寻址方式的有效地址为______。 A. EA=(X)+D B. EA=(X)+(D) C.EA=((X)+D) D. EA=((X)+(D)) 17. 在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为______。 1
一、单项选择题 1. Pentium属于___B____位结构的微处理器。 A 64 B 32 C 16 D 8 2. 冯?诺依曼机的基本工作方式的特点是_C_____。 A 多指令流多数据流 B 堆栈操作 C 按地址访问并顺序执行指令 D 存贮器按内容选择地址 3. 根据国标规定，每个汉字在计算机内占用____B__个字节存储。 A 1 B 2 C 3 D 4 4. 计算机系统多级层次中，从下层到上层，各级相对顺序正确的应当是_C_____。 A 汇编语言机器级→操作系统机器级→高级语言机器级 B 传统机器语言机器级→高级机器语言机器级→汇编语言机器级 C 微程序机器级→传统机器语言机器→汇编语言机器级 D 汇编语言机器级→应用语言机器级→高级语言机器级 5. 采用2的补码形式表示时，定点16位字长的字能表示的整数范围是___A___。 A －215 ～＋（215－1） B －（215－1）～＋（215－1） C －（215＋1）～＋215 D －215～＋215 6. 浮点数据格式中的阶码常用_____D_表示法。 A 原码 B 补码 C 反码 D 移码 7. 8421BCD码011001010010.00010110所对应的十进制数为____A____。 A 652.16 B 1618.13 C 652.13 D 1618.06 8. 某SRAM芯片的存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线数目为___D___。 A 64，16 B 16，64 C 64，8 D 16，16 9. 主存储器和CPU之间增加Cache的目的是___A___。 A 解决CPU和主存之间的速度匹配问题 B 扩大主存贮器的容量 C 扩大CPU中通用寄存器的数量 D 既扩大主存的容量，又扩大CPU通用寄存器的数量 10. 某单片机的系统程序，不允许用户改变，则可以选用__B____作为存储芯片。 A SRAM B 闪速存储器 C cache D 辅助存储器 11. 指令周期是指___C___。 A CPU从主存取出一条指令的时间 B CPU执行一条指令的时间 C CPU从主存取出一条指令加上CPU执行这条指令的时间 D 时钟周期时间 12. 程序控制类指令的功能是__D____。 A 进行算术运算和逻辑运算 B 进行主存与CPU之间的数据传送 C 进行CPU和I/O设备之间的数据传送 D 改变程序执行的顺序 13. 假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码是___D___。 A 11001011 B 11010110 C 11000001 D 11001001 14. 下面有关“中断”的叙述，___A___是不正确的。
计算机体系结构试题库 简答题（100题） 1．简述CISC结构计算机的缺点。 答： ●在CISC结构的指令系统中，各种指令的使用频率相差悬殊。据统计，有20％的指 令使用频率最大，占运行时间的80％。也就是说，有80％的指令在20％的运行时 间内才会用到。 ●CISC结构指令系统的复杂性带来了计算机体系结构的复杂性，这不仅增加了研制 时间和成本，而且还容易造成设计错误。 ●CISC结构指令系统的复杂性给VLSI设计增加了很大负担，不利于单片集成。 ●CISC结构的指令系统中，许多复杂指令需要很复杂的操作，因而运行速度慢。 ●在CISC结构的指令系统中，由于各条指令的功能不均衡性，不利于采用先进的计 算机体系结构技术（如流水技术）来提高系统的性能。 2．RISC结构计算机的设计原则。 答： A.选取使用频率最高的指令，并补充一些最有用的指令； B.每条指令的功能应尽可能简单，并在一个机器周期内完成； C.所有指令长度均相同； D.只有load和store操作指令才访问存储器，其它指令操作均在寄存器之间进行； E.以简单有效的方式支持高级语言。 3．影响现代微处理器主频提升的主要原因由哪些？ 答：线延迟、功耗。 4．指令集格式设计时，有哪三种设计方法？ 答：固定长度编码、可变长编和混合编码）三种设计方法。
5．简述存储程序计算机（冯·诺依曼结构）的特点。 答： （1）机器以运算器为中心。 （2）采用存储程序原理。 （3）存储器是按地址访问的、线性编址的空间。 （4）控制流由指令流产生。 （5）指令由操作码和地址码组成。 （6）数据以二进制编码表示，采用二进制运算。 6．在进行计算机系统设计时，一个设计者应该考虑哪些因素对设计的影响？ 答： 在进行计算机系统设计时，设计者应该考虑到如下三个方面因素的影响： ●技术的发展趋势； ●计算机使用的发展趋势； ●计算机价格的发展趋势。 7．简述程序翻译技术的特点。 答： 翻译技术是先把N+1级程序全部变换成N级程序后，再去执行新产生的N级程序，在执行过程中N+1级程序不再被访问。 8．简述程序解释技术的特点。 答： 解释技术是每当一条N+1级指令被译码后，就直接去执行一串等效的N级指令，然后再去取下一条N+1级的指令，依此重复进行。 9．经典体系结构的定义是什么？ 计算机体系结构是机器级程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性。10．“线延迟墙”指的是什么？
(仅供参考，不作为考试标准)， 选择题分，每题分)2(30计算机系统结构设计者所关心的是________所看到的的计算机结构。 A)硬件设计人员B)逻辑设计人员 D)高级语言程序员C)机器语言或汇编语言程序员 。意________，应当注提系在计算机统设计时，为了高系统性能度的令执行速快A)加经常性使用指大的指令特B)要别精心设计少量功能强数的占减少在数量上很小比例的指令条C)要度D)要加快少量指令的速 。的问题统中因________而导致系主重叠寄存器技术要用于解决在RISC 流水线影A)JMP指令响保护令B)CALL指的现场问存储器不便来只C)有LOAD和STORE指令带的访度速器访问D)存储 ________ 效率高计为使流水算机运行要A)各过程段时间不同B)连续处理的任务类型应该不同 D)连续处理的任务数尽可能少C)连续处理的任务类型应该相同 栈型替是的________。换算法堆不属于B)近期最少A)近期最使用法久未用法 D)页面失效频率法出进C)先先法 象联组，相映的优点。是________象联全与相映相比B)块冲突概率低C)命中率高D)主存利用率小录A)目表高 是方好关相指除中叠次一重消令最的法________。B)设相关专用令指改准A)不修通路 令指条下析分后推C) 令指条下行执后推D) 流的用采，时关据数到，中作水操遇相________。有法办解决器译编化优A)用办的排新重令指过通，测检序法据数B)向定重技术 C)延迟转移技术 D)加快和提前形成条件码 经多级网络串联来实现全排列网络，只能用________。 A)多级立方体网络B)多级PM2I网络 D)上述多级混洗交换网络任何网络C) 序传送的________。是以虫蚀寻径流水方式在各寻径器是顺B)包A)消息C)片节D)字 ________ 处理机超标量作指条令部件个B) 只有一操期A)在一个时钟周内分时发射多多钟C)在一个时周期内同时发射条指令件有只一个取指部D)
计算机组成与结构试卷2007-2008-2B 1 / 10 东 南 大 学 考 试 卷（B 卷） 课程名称 计算机组成与结构 考试学期 08-09-2 得分 适用专业 自动化 考试形式 闭卷 考试时间长度 120分钟
计算机组成与结构试卷2007-2008-2B 一．单项选择题（20分，每题1分） 1. 在计算机的指令系统中，通常采用多种确定操作数的方式。当操作数的地址由某个 指定的变址寄存器内容与位移量相加得到时，其寻址方式称为（） A 间接寻址 B 直接寻址 C 立即数寻址 D 变址寻址 2. 指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是（） A 可直接访问外存 B 提供扩展操作码并降低指令译码难度 C 实现存储程序和程序控制 D 缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性 3. 寄存器间接寻址方式中，操作数处在（） A 通用寄存器 B 主存单元 C 程序计数器 D 堆栈 4. 在堆栈中，保持不变的是（） A 栈顶 B 栈指针 C 栈底 D 栈中的数据 5. 程序计数器（PC）属于（） A 运算器 B 控制器 C 存储器 D I/O接口 6. 直接转移指令的功能是将指令中的地址代码送入（） A累加器 B 地址寄存器C程序计数器(PC) D 存储器 7. 微程序存放的位置是（） A 控制存储器 B RAM C 指令寄存器 D 内存储器 8. 下列磁记录方式中，不具有自同步能力的是（） A NRZ B PM C FM D MFM 9. 对于磁盘和磁带这两种磁表面介质来说，存取时间与存储单元的物理位置有关。就 其存取方式而言，（） A 二者都是顺序存取的B磁盘是随机存取的，磁带是顺序存取的 C 二者都是随机存取的 D 磁盘是顺序存取，磁带是随机存取的 10. CRT的分辨率为1024*1024像素，像素的颜色数为256，则刷新存储器的容量是 （） A 256K B B 512KB C 1MB D 8MB 11. 在微机系统中，主机和高速硬盘进行数据交换一般采用（）方式。 A 程序中断方式 B 直接存储器存取（DMA） C 程序直接控制 D 通道控制 12. DMA方式是在（）之间建立直接的数据通路。 A CPU与外设 B 主存与外设 C 外设与外设 D CPU与主存 2 / 10
题号一二三四合计 分数 阅卷人 一、单选题（每题2分，共30分） 1 冯.诺依曼计算机结构的核心思想是：_____ 。 A 二进制运算 B 有存储信息的功能C运算速度快 D 存储程序控制 2 计算机硬件能够直接执行的只有_____ 。 A 机器语言 B 汇编语言 C 机器语言和汇编语言 D 各种高级语言 3 零的原码可以用哪个代码来表示：_____ 。 A 11111111 B 10000000 C 01111111 D 1100000 4 某数在计算机中用8421码表示为0111 1000 1001 ，其真值为_____。 A 789 B 789H C 1929 D 11110001001B 5目前在小型和微型计算机里最普遍采用的字符编码是_____。 A BCD码 B 十六进制代码 C AS CⅠⅠ码 D海明码
6 当-1＜x＜0时，【x】原=：______。 A 1-x B x C 2+x D (2-2-n) -︱x ︳ 7 执行一条一地址的加法指令需要访问主存______次。 A 1 B 2 C 3 D 4 8 在寄存器间接寻址中，操作数应在______中。 A 寄存器 B 堆栈栈顶 C 累加器 D 主存单元 9 在串行进位的并行加法器中，影响加法器运算速度的关键因素是：______。 A 门电路的级延迟 B 元器件速度C进位传递延迟 D 各位加法器速度的不同 10 运算器虽由许多部件组成，但核心部件是______。 A 算术逻辑运算单元 B 多路开关 C 数据总线D累加寄存器 11在浮点数编码表示中______在机器中不出现，是隐含的。 A. 阶码 B.符号 C 尾数 D 基数
计算机系统结构 姓名：学号： 一、简答题（每小题10分，共20分） 1．简述使用物理地址进行DMA存在的问题，及其解决办法。 2．从目的、技术途径、组成、分工方式、工作方式等5个方面对同构型多处理机和异构型多处理机做一比较（列表）。 二、（60分）现有如下表达式： Y＝a ×X 其中：X和Y是两个有64个元素的32位的整数的向量，a为32位的整数。假设在存储器中，X和Y的起始地址分别为1000和5000，a的起始地址为6000。 1．请写出实现该表达式的MIPS代码。 2．假设指令的平均执行时钟周期数为5，计算机的主频为500 MHz，请计算上述MIPS 代码（非流水化实现）的执行时间。 3．将上述MIPS代码在MIPS流水线上（有正常的定向路径、分支指令在译码段被解析出来）执行，请以最快执行方式调度该MIPS指令序列。注意：可以改变操作数，但不能改变操作码和指令条数。画出调度前和调度后的MIPS代码序列执行的流水线时空图，计算调度前和调度后的MIPS代码序列执行所需的时钟周期数，以及调度前后的MIPS流水线执行的加速比。 4．根据3的结果说明流水线相关对CPU性能的影响。 三、（20分）请分析I/O对于性能的影响有多大？假设： 1．I/O操作按照页面方式进行，每页大小为16 KB，Cache块大小为64 B；且对应新页的地址不在Cache中；而CPU不访问新调入页面中的任何数据。 2．Cache中95%被替换的块将再次被读取，并引起一次失效；Cache使用写回方法，平均50%的块被修改过；I/O系统缓冲能够存储一个完整的Cache块。 3．访问或失效在所有Cache块中均匀分布；在CPU和I/O之间，没有其他访问Cache 的干扰；无I/O时，每1百万个时钟周期中，有15,000次失效；失效开销是30个时钟周期。如果替换块被修改过，则再加上30个周期用于写回主存。计算机平均每1百万个周期处理一页。
第一题选择题 1．SIMD是指（B） A、单指令流单数据流 B、单指令流多数据流 C、多指令流单数据流 D、多指令流多数据流 2．下列那种存储设备不需要编址？D A. 通用寄存器 B. 主存储器 C. 输入输出设备 D. 堆栈 3．按照计算机系统层次结构，算术运算、逻辑运算和移位等指令应属于（A）级机器语言。 A、传统机器语言机器 B、操作系统机器 C、汇编语言机器 D、高级语言机器 4．早期的计算机系统只有定点数据表示，因此硬件结构可以很简单。但是这样的系统有明显的缺点，下面哪一个不是它的缺点：B A．数据表示范围小 B．单个需要的计算时钟周期多 C．编程困难 D．存储单元的利用率很低 7．下面哪个页面替换算法实际上是不能够实现的？D A）随机页面替换算法 B）先进先出替换算法 C）最久没有使用算法 D）最优替换算法
9．指令优化编码方法，就编码的效率来讲，那种方法最好？C A. 固定长度编码 B. 扩展编码法 C. huffman编码法 D. 以上编码都不是 10．在早期冯·诺依曼计算机特征中，机器以（C）为中心。 A、存储器 B、输入输出设备 C、运算器 D、控制器 1.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—寄存器型 D. 寄存器- 存储器型 2、相联存储器的访问方式是( D )。 A．先进先出顺序访问 B．按地址访问 C．无地址访问 D．按内容访问 3、假设—条指令的执行过程可以分为“取指令”、“分析”和“执行”三段，每—段分别只有—个部件可供使用，并且执行时间分别为Δt、2Δt和3Δt，连续执行n条指令所需要花费的最短时间约为( C )。 （假设“取指令”、“分析”和“执行”可重叠，并假设n足够大） A．6 nΔt B．2 nΔt C．3 nΔt D．nΔt 6、下列计算机不属于RISC计算机的是（C ）。 A．SUN：Ultra SPARC
考试科目:《计算机组成与结构》第七章至第九章（总分100分） 时间：90分钟 学习中心（教学点）批次：层次： 专业：学号：身份证号： 姓名：得分： 一、单项选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分） 1、下面有关总线的叙述中，不正确的是（）。 A、总线是一组共享的信息传输线 B、系统总线中有地址、数据和控制三组传输线 C、同步总线中一定有一根时钟线，用于所有设备的定时 D、系统总线始终由CPU控制和管理 2、在系统总线的地址线上传输的信息可能是（）。 A、I/O端口号 B、外部设备号 C、外存地址 D、都不是 3、系统总线中控制线的主要功能是（）。 A、提供定时信号、操作命令和请求/回答信号等 B、提供数据信息 C、提供时序信号 D、提供主存、I/O模块的回答信号 4、以下有关总线标准的叙述中，错误的是（）。 A、引入总线标准便于机器扩充和新设备的添加 B、主板上的处理器总线和存储器总线一般是特定的专用总线 C、I/O总线通常是标准总线 D、PCI总线没有EISA/ISA总线的速度快 5、下面关于异步传输总线的叙述中，不正确的是（）。 A、需要应答信号 B、需用一个公共的时钟信号进行同步 C、全互锁方式的可靠性最高 D、挂接在总线上的各部件可以有较大的速度差异 6、假定一个同步总线的工作频率为33MHz，总线宽度为32位，则该总线的最大数据传输率为（）。 A、66MB/s B、1056MB/s C、132MB/s D、528MB/s 7、若计算机屏幕上每个像素的灰度级为256，则刷新存储器每个单元的宽度是（）。 A、256位 B、16位 C、8位 D、7位
8、在微型机系统中，外围设备通过（）与主板的系统总线相连接。 A、DMA控制器 B、设备控制器 C、中断控制器 D、I/O端口 9、在采用（）对设备进行编址的情况下，不需要专门的I/O指令。 A、统一编址法 B、单独编址法 C、两者都是 D、两者都不是 10、以下（）情况出现时，会自动查询有无I/O中断请求，进而可能进入中断响应周期。 A、一条指令执行结束 B、一次 I/O 操作结束 C、机器内部发生故障 D、一次DMA 操作结束 二、填空题（本题共5小题，每空1分，共10分） 1、计算机系统各部件之间传输的信息流是___________流和____________流。 2、总线的特性：物理特性、_____________、电气特性和_________________。 3、中断源的识别方法可以分为_____________和_____________两大类。 4、输入输出接口类型按照数据传送的控制方式可分成程序控制输入输出接口，____________ _________________和______________________。 5、按总线传送方向总线的类型可分为：____________和_____________。 三、名词解释（本题共3小题，每小题5分，共15分） 1、中断方式 2、总线 3、异步通信方式 四、简答题（本题共5小题，每小题7分，共35分） 1、对于三种基本的输入输出方式，即程序控制方式、程序中断方式和DMA方式，下面的结论正确吗？ （1）采用程序中断方式能够提高CPU的利用率，因此，在设置有中断方式的计算机系统中，就不需要再使用程序控制方式了。 （2）DMA方式能够处理高速外部设备输入输出工作。由于高速工作方式一般能够覆盖低速工作方式，因此，在采用了DMA方式的计算机系统中，就没有必要再使用中断方式了。 2、DMA的三种工作方式。 3、总线接口单元的基本功能是什么？ 4、输入输出接口的主要功能是什么？ 5、编写中断程序的一个重要任务是为各中断源设置中断屏蔽码。假设某处理机共有4个中断源，这4个中断源D1、D2、D3、D4的中断优先级从高到低分别是1级、2级、3级和4级。当4个中断源同时申请中断服务时，如果要求处理机响应中断服务请求和实际为各中断源服务的先后次序均为D1、D2、D3、D4，请为这4个中断源设置中断屏蔽码。
专升本《计算机系统结构》 一、（共75题,共150分） 1. 最早的冯·诺依曼(von Neumann)结构计算机是以（）为中心的。（2分） A.运算器 B.控制器 C.存储器 D.I/O设备 .标准答案：A 2. 同构型多处理机和异构型多处理机所采用的提高并行性的技术途径分别是（）（2分） A.资源共享、资源重复 B.资源重复、资源共享 C.资源共享、时间重叠 D.资源重复、时间重叠 .标准答案：D 3. 由同一厂家生产的、系统结构相同的，但组成和实现不同的所有计算机，称为（）（2分） A.兼容机 B.扩展机 C.系列机 D.系统机 .标准答案：C 4. 从计算机系统中处理数据的并行性看，并行性等级从低到高分为（）（2分） A.位串字串、位并字串、位串字并、全并行 B.位并字串、全并行、位串字串、位串字并 C.全并行、位并字串、位串字串、位串字并 D.位串字串、位串字并、位并字串、全并行 .标准答案：A 5. 扩展编码要求（），否则会产生解码不唯一的问题。（2分） A.所有的短码都必须是长码的前缀 B.所有的短码都不能是长码的前缀 C.所有的短码都必须是长码的后缀 D.所有的短码都不能是长码的后缀 .标准答案：B 6. 下面的指令中，（）不属于RISC处理器指令集。（2分） A.ADD R4，[1000] B.LD R3，(R4) C.SUB R4，R3 D.SD 0(R3)，R4 .标准答案：A 7. 指令的重叠解释方式与顺序解释方式相比，可以提高（）指令的执行速度。（2分） A.一条 B.两条 C.两条以上 D.两条或两条以上 .标准答案：D 8. 虚拟存储器外部地址变换，实现的是虚地址到（）的变换。（2分） A.辅存物理地址 B.主存地址 C.Cache地址 D.虚地址 .标准答案：A 9. 设主存和辅存的平均访问时间分别为秒和秒，若要使虚拟存储器的主存-辅存层平均时间达到，问至少应保证主存访问命中率为（）（2分） A.0.97 B.0.98 C.0.99 D.1 .标准答案：C 10. 替换算法要解决的问题是（）（2分） 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.当页面失效时，选择主存中哪个页作为被替换页 D.新用户要进入主存，选择哪个用户作为被替换的用户 .标准答案：C 11. RISC执行程序的速度比CISC要快的原因是（）（2分） A.RISC的指令系统中指令条数较少 B.程序在RISC上编译生成的目标程序较短 C.RISC的指令平均执行周期数较少 D.RISC只允许load和store指令访存 .标准答案：C 12. 输入输出系统硬件的功能对（）是透明的。（2分） A.操作系统程序员 B.编译程序员 C.应用程序员 D.系统结构设计师 .标准答案：C 13. 在由多个通道组成的I/O系统中，I/O的最大流量是（）（2分） A.各通道最大流量的最大值 B.各通道最大流量之和 C.各通道实际流量的最大值 D.各通道实际流量之和 .标准答案：B 14. 通道方式输入输出系统中，对优先级高的磁盘等高速设备，适合于连接( ) （2分） A.字节多路通道 B.选择通道 C.数组多路通道 D.字节及数组多路通道 .标准答案：B
第1章计算机系统结构的基本概念 (1) 第2章指令集结构的分类 (10) 第3章流水线技术 (15) 第4章指令级并行 (37) 第5章存储层次 (55) 第6章输入输出系统 (70) 第7章互连网络 (41) 第8章多处理机 (45) 第9章机群 (45) 第1章计算机系统结构的基本概念 1.1 解释下列术语 层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。 虚拟机：用软件实现的机器。 翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。
解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。 计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。 在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。 计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。 计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。 系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。 Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。 程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。
《计算机组成与系统结构》试题库 一、选择题 1．若十进制数据为 137.625，则其二进制数为（）。 A．10001001.11 B．10001001.101 C．10001011.101 D．1011111.101 【分析】十进制数转化为二进制数时，整数部分和小数部分要用不同的方法来处理。整数部分的转化采用除基取余法：将整数除以2，所得余数即为2进制数的个位上数码，再将商除以2，余数为八进制十位上的数码……如此反复进行，直到商是0为止；对于小数的转化，采用乘基取整法：将小数乘以2，所得积的整数部分即为二进制数十分位上的数码，再将此积的小数部分乘以2，所得积的整数部分为二进制数百分位上的数码，如此反复……直到积是0为止。此题经转换后得八进制数为10001001.101。 【答案】B 2．如果 [X]补=11110011，则[-X]补是（）。 A．11110011 B．01110011 C．00001100 D．00001101 【分析】不论X是正数还是负数，由[X]补求[-X]补的方法是对[X]补求补，即连同符号位一起按位取反，末位加1。本题[-X]补就是00001101。 【答案】D 3．一个n+1位整数移码的数值范围是（） A．-2n+1<2N-1 B．-2 n+1≤x<2 n-1 C．-2n≤x≤2n-1 D．-2 n+1≤x≤2 n-1 【分析】字长为n+1位，符号位为1位，则数值位为n位。当表示负数时，符号位为0，数值位全0为负数且值最小，为-2n；当表示正数时，符号位为1，数值位全为1时值最大，为2n-1 【答案】C 4．快速进位加法器的进位生成信号g和进位传播信号p，其中g和p定义为：gi=xiyi ，p=xi+yi。第i位加法器产生的进位是（）。 A．xi +yi B． C． D．xi yi ci 【分析】在设计多位的加法器时，为了加快运算速度而采用了快速进位电路，
华东交通大学2014—2015学年第二学期考试卷 试卷编号： （ A ）卷 计算机组成原理 课程 课程类别：必√、限、任 闭卷（ ）、开卷(范围)（√）：仅限上课教材考试日期：2015-6-25 考生注意事项：1、本试卷共 页，总分100分，考试时间120分钟。 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 一、填空题（每空1分，共20分）。 1、外部设备包括_______、_______和_______，又叫外围设备。 2、系统软件主要包括_______、_______和________。 3、4位二进制数可表示______种代码，8位二进制数可表示_______种代码。 4、浮点数运算可由_______运算和_______来实现。 5、一条指令包括_______和_______两个部分，它们都是采用_______表示的。 6、主机对主存的主要要求是_______、_______和________、_______。 7、控制器的三个功能是决定_______，给出_______，处理_______。 二、选择题（每题2分，共30分） 1、已知：[X]补=，[Y]补=01001010，则[X-Y]补=______。 A. B. C. D.溢出 2、在用________表示的机器中，零的表示是唯一的。 A.原码 B.反码 C.补码 D.阶码 存储器的内容应与主存储器的相应单元的内容_______。
A.保持一致 B.可以不一致 C.无关 4、在总线中地址总线的功能是_______。 A.用于选择存储器单元 B.用于选择存储器单元和各个通用寄存器 C. 用于选择进行信息传输的设备 D.用于选择指定存储器单元和选择I/O设备接口电路的地址 5、现代计算机的处理对象是________。 A.二进制数 B. 文字 C. 十进制数 D.电压、电流 6、计算机中数据处理中心是________。 A.主机 B.运算器 C. 控制器 O系统 7、中断向量地址是_______。 A.子程序的入口地址 B.中断服务子程序的入口地址 C.中断服务子程序入口地址指示器 D. 外设程序入口地址 8、计算机存储器用来存放被运算的数据和程序，如果读出一个存储单元的内容后，该单元的内容________。 A.清零 B.保持不变 C.被取走 D. 不定 9、CPU中通过寄存器的位数决定________。 A.指令长度 B.数的精度 C.机器字长 D.主存储量 10、下列哪种指令不属于程序控制指令。 A. 无条件转移指令 B. 条件转移指令 C. 中断隐指令 D. 转移指令 11、计算机的中央处理器是指_________。 A. 主机 B. 运算器 C. CPU D. 控制器 12、计算机可以运行用各种高级程序语言设计编写的程序，但都必须经过变换成最终计算机能够辨别的，才能执行。 A.二进制机器语言 B.汇编语言 C.中间语言 D.操作系统语言
《计算机体系结构》期末考试A卷 (总分：100分，时间：100分钟) 姓名：周元华 专业：计算机科学与技术 学号： 18260070164016 学习中心：上海弘成 一、填空题（每空1分，共14分） 1.高速缓冲存储器的地址映象方式有三种，它们分别是：全向量方式，直接相联方式，组相连方式。 2.虚拟存储器的三种管理方式是段式管理，页式管理和 段页式管理。 3.从主存的角度来看，“Cache—主存”层次的目的是为了提高速度，而“主存—辅存”层次的目的是为了扩大容量 4.根据指令间的对同一寄存器读和写操作的先后次序关系，数据相关冲突可分为读与写（RAM）、写与读（WAR）和写与写（WAW）三种类型。 5.当代计算机体系结构的概念包括指令集结构、计算机组成和计算机实现三个方面的内容 二、名词解释（每题2分，共16分） 计算机体系结构： 计算机体系结构是指根据属性和功能不同而划分的计算机理论组成部分及计算机基本工作原理、理论的总称。其中计算机理论组成部分并不单与某一个实际硬件相挂钩，如存储部分就包括寄存器、内存、硬盘等。 兼容机： 兼容机，就是由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。简单点说，就是非厂家原装，而改由个体装配而成的机器，其中的元件可以是同一厂家出品，但更多的是整合各家之长的 计算机。 写直达法： 写直达法一般指全写法。全写法（write-through）：又称写直达法、写穿法，透写法，Cache使 用方式之一。 高速缓冲存储器: 高速缓冲存储器（Cache）其原始意义是指存取速度比一般随机存取记忆体（RAM）来得快 的一种RAM，一般而言它不像系统主记忆体那样使用DRAM技术，而使用昂贵但较快速的SRAM 技术，也有快取记忆体的名称。 高速缓冲存储器是存在于主存与CPU之间的一级存储器，由静态存储芯片(SRAM)组成， 容量比较小但速度比主存高得多，接近于CPU的速度。在计算机存储系统的层次结构中，是介 于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。它和主存储器一起构成一级的存储器。高速 缓冲存储器和主存储器之间信息的调度和传送是由硬件自动进行的。 高速缓冲存储器最重要的技术指标是它的命中率。 延迟转移技术： 在转移指令之后插入一条或几条有效的指令。当程序执行时，要等这些插入的指令执行完成 之后，才执行转移指令，因此，转移指令好像被延迟执行了，这种技术称为延迟转移技术。 线性流水线： 线性流水线就是由一整套工艺串联而成的生产线。 流水线又称为装配线,一种工业上的生产方式，指每一个生产单位只专注处理某一个片段的工 作，以提高工作效率及产量；按照流水线的输送方式大体可以分为：皮带流水装配线、板链线、 倍速链、插件线、网带线、悬挂线及滚筒流水线这七类流水线。 输送线的传输方式有同步传输的/（强制式），也可以是非同步传输/（柔性式），根据配置的 选择，可以实现装配和输送的要求。输送线在企业的批量生产中不可或缺。 流水线的吞吐率： 流水线的吞吐率是单位时间内流水线处理的任务数。 并行性： 并行性是指计算机系统具有可以同时进行运算或操作的特性，在同一时间完成两种或两种以 上工作。它包括同时性与并发性两种含义。同时性指两个或两个以上事件在同一时刻发生。并发 性指两个或两个以上事件在同一时间间隔发生。 三、简答题(每题5分，共30分） 1.如有一个经解释实现的计算机，可以按功能划分成4级。每一 级为了执行一条指令需要下一级的N条指令解释。若执行第一 级的一条指令需K(ns)时间，那么执行第2、3、4级的一条指 令各需要用多少时间(ns)? 答：第1级：1条1级指令 K ns 第2级：1条2级指令N条1级指令 1*N*K ns = NK ns 第3级：1条3级指令N条2级指令 1*N*NK ns =N2K ns 第4级：1条4级指令N条3级指令 1*N*NNK ns =N3K ns 2.根据Amdahl定律，系统加速比由哪两个因素决定？ 答：系统加速比依赖于两个因素： （1）可改进比例：可改进部分在原系统计算时间中所占的比例 （2）部件加速比：可改进部分改进以后的性能提高 3.简述组相联映象规则。 答：(1)主存与缓存分成相同大小的数据块。(2)主存和Cache 按同样大小划分成组。(3)主存容量 是缓存容量的整数倍,将主存空间按缓冲区的大小分成区，主存中每一区的组数与缓存的组数相同 4.引起Cache与主存内容不一致的原因是什么？为了保持Cache 的一致性，在单计算机系统中一般采取哪些措施？ 答：不一致的原因：（1）由于CPU写Cache，没有立即写主存 （2）由于I/O处理机或I/O设备写主存 采取措施： （1）全写法，亦称写直达法（WT法-Write through） 方法：在对Cache进行写操作的同时，也对主存该内容进行写入 （2）写回法（WB法-Write back） 方法：在CPU执行写操作时，只写入Cache，不写入主存。 5.按照同一时间内各段之间的连接方式来分，流水线可分为哪两 类？ 答：（1）静态流水线：在同一时间内，流水线的各段只能按同一种功能的连接方式工作。 （2）动态流水线：在同一时间内，当某些段正在实现某种运算时，另一些段却在实现另一种运算。 6.Flynn分类法是根据什么对计算机进行分类的？将计算机分 成哪几类？ 答：Flynn分类法，根据计算机中指令和数据的并行状况把计算机分成： （1）单指令流单数据流（SISD.； （2）单指令流多数据流（SIMD.； （3）多指令流单数据流（MISD.； （4）多指令流多数据流（MIMD.。 四、问答与计算题（第1题10分，第2、3题每题15分共40分） 1.一个有快表和慢表的页式虚拟存储器，最多有64个用户，每 个用户最多要用1024个页面，每页4K字节，主存容量8M字节。 （1）写出多用户虚地址的格式，并标出各字段的长度。 （2）写出主存地址的格式，并标出各字段的长度。