19秋福师《计算机体系结构》在线作业一答案39919

福建师大网络教育学院《计算机体系结构》期末复习题系别_________ 班级_________ 姓名__________ 学号__________一、填空题（每空1分）1.按照弗林（Flynn）分类法，计算机系统可以分为4类：SISD计算机、______计算机、_______计算机和_______计算机。

2. 改进之后的冯•诺依曼计算机的只要特点是__________。

3. 当前计算机系统中的存储系统是一个层次结构，其各层分别为__________。

4.高速缓冲存储器的地址映象方式有三种，它们分别是：__________、__________、__________。

5.虚拟存储器的三种管理方式是__________，__________和__________6.目前计算机中常用数据有__________，__________和__________三种类型。

7.通常可能出现的流水线的相关性有__________。

8.解决中断引起的流水线断流的方法有_______和________。

9.目前向量处理机的系统结构有两种：__________和__________。

10.通用计算机基本指令分为5类，它们分别是：__________。

11．执行指令x1=x2+x3；x4=x1-x5会引起__________类型的数据相关，执行指令x5=x4*x3；x4=x0+x6会引起__________类型的数据相关，执行指令x6=x1+x2；x6=x4*x5会引起__________类型的数据相关。

12．多计算机网络中，通常出现的4种通信模式是__________。

13.传统的冯•诺依曼计算机是以控制驱动方式工作，以数据驱动方式工作的典型计算机是_______，以需求驱动方式工作的典型计算机是_______，以模式匹配驱动方式工作的典型计算机是_______。

二、名词解释（每题2分）1.计算机体系结构：2.系列机：3.模拟:4.程序的局部性原理:5.MIPS：6.高速缓冲存储器:7.虚拟存储器:8.快表:9.程序定位：10.延迟转移技术：11.窗口重叠技术：12.流水线技术：13.动态流水线：14.静态流水线：15.线性流水线：16.非线性流水线：17.流水线的吞吐率：18.超流水线计算机：19.向量的分段开采技术：20.基准测试程序：三、简答题（每题5分）1.什么是存储系统？2.简述全相联映象规则。

(单选题)1: 对汇编语言程序员透明的是（）。

A: I/O方式中的DMA访问方式B: 浮点数据表示C: 访问方式保护D: 程序中断标准解答:(单选题)2: 在IBM 370系统中，支持操作系统实现多进程共用公用区管理最有效的指令是（）。

A: “测试与置定”指令B: “比较与交换”指令C: “执行”指令D: “程序调用”指令标准解答:(单选题)3: 松耦合多处理机是通过（）方式实现处理机间的通信的。

A: 中断B: 循环C: 消息D: 通道标准解答:(单选题)4: 在IBM 370系统中，当用户程序需调用外设进行输入输出时会发生（）。

A: 访管中断B: 输入输出中断C: 程序性中断D: 外中断标准解答:(单选题)5: 与虚拟存储器的等效访问速度无关的是（）。

A: 页地址流B: 页面调度策略C: 主存的容量D: 辅存的容量标准解答:(单选题)6: 指令间“一次重叠”说法有错的是（）。

A: 仅“执行k”与“分析k＋1”重叠B: “分析k”完成后立即开始“执行”C: 应尽量使“分析k＋1”与“执行k”时间相等D: 只需要一套指令分析部件和执行部件标准解答:(单选题)7: 多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关，则（）。

A: 可以并行执行B: 不可能并行C: 任何情况均可交换串行D: 必须并行执行标准解答:(单选题)8: 支持动态地址再定位的寻址方式是（）。

A: 基址寻址B: 间接寻址C: 变址寻址D: 直接寻址标准解答:(单选题)9: 能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属（）。

A: MISDB: SIMDC: MIMDD: SISD标准解答:(单选题)10: 设16个处理器编号分别为0，1，2，…，15用Cube，互联函数时，第10号处理机与第（）号处理机相联。

A: 11B: 8C: 14D: 2标准解答:(单选题)11: 最能确保提高虚拟存储器访主存的命中率的改进途径是（）。

A: 增大辅存容量B: 采用FIFO替换算法并增大页面C: 改用LRU替换算法并增大页面D: 改用LRU替换算法并增大页面数标准解答:(单选题)12: 多处理机在先的程序段1中的指令C←A×B和在后的程序段2中的指令A←D+E 之间存在（）。

19秋福师《计算机体系结构》在线作业二辅导答案
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福师《计算机体系结构》在线作业二
一、单选题（共 20 道试题，共 40 分。

）
1. 指令执行结果出现异常引起的中断是（）。

A. I/O中断
B. 机器校验中断
C. 程序性中断
D. 外中断
正确答案：C
2. 与虚拟存储器的等效访问速度无关的是（）。

A. 页地址流
B. 页面调度策略
C. 主存的容量
D. 辅存的容量
正确答案：D
3. 虚拟存储器常用的地址映象方式是（）。

A. 全相连
B. 段相连
C. 组相连
D. 直接
正确答案：A
4. 能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属（）。

A. MISD
B. SIMD
C. MIMD
D. SISD
正确答案：C
5. 磁盘外部设备适合于连接（）。

A. 数组多路通道或选择通道
B. 字节多路通道或选择通道
C. 数组多路通道或字节多路通道
D. 任意一种通道
正确答案：A
6. 在IBM系统中，中断响应硬件分工保存的是（）。

A. 通用寄存器内容
B. 条件码等状态信息
C. 各种软件状态和标志。

福师[2021-2022]《计算机体系结构》在线作业一注：本科目作业有多套随机试卷，请核实是否与您的试卷顺序相一致！！！
一、单选题（共20题，40分）
1、程序员编写程序时使用的地址是（）。

[A]主存地址
[B]逻辑地址
[C]物理地址
[D]有效地址
提示：认真复习课本知识302，并完成以上题目
[正确答案是]：[B]
2、从计算机系统结构上讲，机器语言程序员所看到的机器属性是（）。

[A]计算机软件所要完成的功能
[B]计算机硬件的全部组成
[C]编程要用到的硬件组织
[D]计算机各部件的硬件实现
提示：认真复习课本知识302，并完成以上题目
[正确答案是]：[C]
3、I[B]M 370的I/O处理机用的是（）。

[A]程序控制I/O方式
[B][D]M[A]方式
[C]外围处理机方式
[D]通道方式
提示：认真复习课本知识302，并完成以上题目
[正确答案是]：[D]
4、计算机中优化使用的操作码编码方法是（）。

[A]哈夫曼编码
[B][A]S[C]II码
[C][B][C][D]码
[D]扩展操作码
提示：认真复习课本知识302，并完成以上题目
[正确答案是]：[D]
5、用于虚拟存储器页面替换，且为堆栈型的是（）。

[A]随机法
[B]相连目录法
[C]比较对法
[D]近期最久未用法
提示：认真复习课本知识302，并完成以上题目
[正确答案是]：[D]。

1、简述：1）计算机体系结构研究的目的；2）计算机系统中并行性的层次划分。

目的是：研究计算机体系结构的目的是提高计算机系统的性能。

所谓并行性(parallelism)是指在同一时刻或是同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不相同的工作。

只要时间上互相重叠，就存在并行性。

从执行程序的角度看，并行性等级从低到高可分为：(1) 指令内部并行：指令内部的微操作之间的并行。

(2) 指令级并行：并行执行两条或多条指令。

(3) 任务级或过程级并行：并行执行两个或多个过程或任务(程序段)。

(4) 作业或程序级并行：在多个作业或程序间的并行。

从处理数据的角度，并行性等级从低到高可以分为：(1) 字串位串：同时只对一个字的一位进行处理。

(2) 字串位并：同时对一个字的全部位进行处理。

(3) 字并位串：同时对许多字的同一位（称位片）进行处理。

(4) 全并行：同时对许多字的全部或部分位进行处理。

2、简述：1）计算机体系结构、计算机组成、计算机实现的研究内容；2）这三者之间的关系（要求附图说明）与系列机的定义。

（书P4）1)计算机体系结构包括：计算机指令系统，计算机组成，和计算机硬件（实现）计算机组成：计算机系统中各个功能部件及连接的设计；计算机实现：包括逻辑设计，集成电路工艺，封装等。

三个不同的概念，具有层次关系同一种体系结构定义下有多种组成方案，同一种组成方案下又有多种实现方法在同一体系结构下，采用不同的计算机组成和实现，生产出一系列性能不同而软件兼容的机器，满足不同用户需求——系列机2、简述：1）程序局部性原理；2）程序局部性原理在多级存储体系中的应用。

1）程序局部性原理包括时间局部性和空间局部性时间局部性：如果被访问过的存储器地址在较短时间内被再次访问，则程序具有良好的时间局部性。

在一定的时间内，重复访问同一个地址的次数越多，时间局部性越好。

空间局部性：如果程序访问某个存储器地址后，又在较短时间内访问临近的存储器地址，则程序具有良好的空间局部性。

▆
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2.用一条4段浮点加法器流水线求8个浮点数的和: Z＝A＋B＋C
＋D＋E＋F＋G＋H,求流水线的吞吐率、加速比和效率,其中△t1=
△t2=△t3=△t4=△t。

答：可对原式作一简单变化，得到：
Z=[(A+B)+(C+D)]+[(E+F)+(G+H)]
流水线的吞吐率：TP=n/T_k=7/(15×∆t)=0.47*1/∆t
加速比：S=T0/Tk=4×7×∆t/(15∆t)=1.87
效率：E=T0/(k×Tk)==4×7×∆t/(4×15∆t)=0.47
3.一个程序由五个虚页组成，采用LFU替换算法，在程序执行过
程中依次访问的地址流如下：
4，5，3，2，5，1，3，2，3，5，1，3
（1）可能的最高页命中率是多少？
（2）至少要分配给该程序多少个主存页面才能获得最高的命中
率。

（3）如果在程序执行过程中访问一个页面，平均要对该页面内的
存储单元访问1024次，求访问存储单元的命中率。

答：（1）在分配的主存页面数目大于等于5的情况下，这时候，除了第一次调入不命中，以后的访问均命中，可以达到最高的页
面命中率；实际命中的次数为7次，所以可能达到的最高页面命
中率为：H=7/12=0.5833
（2）在页面数大于等于5的情况下，肯定可以达到最高命中率，在分配的主存页面等于4时，此时也可以达到最高命中率，当主
存页面等于3 时，不能达到最高命中率，所以至少应该有4个。

（3）H=1023/1024=99.9023%。

第1章 计算机系统结构的基本概念1.1 试用实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系。

答：如在设计主存系统时，确定主存容量、编址方式、寻址范围等属于计算机系统结构。

确定主存周期、逻辑上是否采用并行主存、逻辑设计等属于计算机组成。

选择存储芯片类型、微组装技术、线路设计等属于计算机实现。

计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现。

计算机实现是计算机组成的物理实现。

一种体系结构可以有多种组成。

一种组成可以有多种实现。

1.2 计算机系统设计中经常使用的4个定量原理是什么？并说出它们的含义。

答：（1）以经常性事件为重点。

在计算机系统的设计中，对经常发生的情况，赋予它优先的处理权和资源使用权，以得到更多的总体上的改进。

（2）Amdahl 定律。

加快某部件执行速度所获得的系统性能加速比，受限于该部件在系统中所占的重要性。

（3）CPU 性能公式。

执行一个程序所需的CPU 时间 = IC ×CPI ×时钟周期时间。

（4）程序的局部性原理。

程序在执行时所访问地址的分布不是随机的，而是相对地簇聚。

1.3 计算机系统中有三个部件可以改进，这三个部件的部件加速比为：部件加速比1=30； 部件加速比2=20； 部件加速比3=10（1） 如果部件1和部件2的可改进比例均为30%，那么当部件3的可改进比例为多少时，系统加速比才可以达到10？（2） 如果三个部件的可改进比例分别为30%、30%和20%，三个部件同时改进，那么系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少？解：（1）在多个部件可改进情况下，Amdahl 定理的扩展：∑∑+-=iii n S F F S )1(1已知S 1＝30，S 2＝20，S 3＝10，S n ＝10，F 1＝0.3，F 2＝0.3，得：）（）（10/20/0.330/0.30.30.3-111033F F +++++=得F 3＝0.36，即部件3的可改进比例为36%。

【奥鹏】19秋福师《计算机体系结构》在线作业一
试卷总分:100 得分:100
一、单选题（共20题，40分）
1、对汇编语言程序员透明的是（）。

AI/O方式中的DMA访问方式
B浮点数据表示
C访问方式保护
D程序中断
[仔细分析上述题目，并作出选择]
正确答案是：A
2、主存出错引起的中断是（）。

A访管中断
B外中断
C机器校验中断
D程序性中断
[仔细分析上述题目，并作出选择]
正确答案是：C
3、在IBM系统中，中断响应硬件分工保存的是（）。

A通用寄存器内容
B条件码等状态信息
C各种软件状态和标志
D作业名称和优先级等
[仔细分析上述题目，并作出选择]
正确答案是：B
4、最能确保提高虚拟存储器访主存的命中率的改进途径是（）。

A增大辅存容量
B采用FIFO替换算法并增大页面
C改用LRU替换算法并增大页面
D改用LRU替换算法并增大页面数
[仔细分析上述题目，并作出选择]
正确答案是：D
5、能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属（）。

AMISD
BSIMD
CMIMD
DSISD
[仔细分析上述题目，并作出选择]
正确答案是：C。

第2章课后习题1、尾数用补码、小数表示，阶码用移码、整数表示，尾数字长p=6（不包括符号位），阶码字长q=6（不包括符号位），为数基值r=16，阶码基值r e=2。

对于规格化浮点数，用十进制表达式写出如下m数据（对于前11项，还要写出16进值编码）。

（1）最大尾数（8）最小正数（2）最小正尾数（9）最大负数5．一台模型机共有7条指令，各指令的使用频率分别为35%，25%，20%，10%，5%，3%和2%，有8个通用数据寄存器，2个变址寄存器。

(1)要求操作码的平均长度最短，请设计操作码的编码，并计算所设计操作码的平均长度。

(2)设计8字长的寄存器-寄存器型指令3条，16位字长的寄存器-存储器型变址寻址方式指令4条，变址范围不小于±127。

请设计指令格式，并给出各字段的长度和操作码的编码。

6．某处理机的指令字长为16位，有双地址指令、单地址指令和零地址指令3类，并假设每个地址字段的长度均为6位。

(1)如果双地址指令有15条，单地址指令和零地址指令的条数基本相同，问单地址指令和零地址指令各有多少条？并且为这3类指令分配操作码。

(2)如果要求3类指令的比例大致为1：9：9，问双地址指令、单地址指令和零地址指令各有多少条？并且为这3类指令分配操作码。

10．有研究人员指出，如果在采用通用寄存器结构的计算机里加入寄存器-存储器寻址方式可能提高计算机效率。

做法是用：ADDR2,0(Rb)代替指令序列LOADR1,0(Rb)ADDR2,R2,R1假定使用新的指令能使时钟周期增加10%，并且假定只对时钟产生影响，而不影响CPI那么：(1)采用新的指令，要达到与原来同样的性能需要去掉的load操作所占的百分比？(假定load指令占总指令的22.8%)(2)举出一种多指令序列，该序列不能使用上述的寄存器-存储器寻址方式。

即使得loadR1后面紧接着执行对R1的操作（该操作可以是任意某一操作码），但这一指令序列不能被一条指令（假定存在这条指令）代替。

福建师大网络教育学院《计算机体系结构》期末复习题系别_________ 班级_________ 姓名__________ 学号__________一、填空题（每空1分）1.按照弗林（Flynn）分类法，计算机系统可以分为4类：SISD计算机、______计算机、_______计算机和_______计算机。

2. 改进之后的冯•诺依曼计算机的只要特点是__________。

3. 当前计算机系统中的存储系统是一个层次结构，其各层分别为__________。

4.高速缓冲存储器的地址映象方式有三种，它们分别是：__________、__________、__________。

5.虚拟存储器的三种管理方式是__________，__________和__________6.目前计算机中常用数据有__________，__________和__________三种类型。

7.通常可能出现的流水线的相关性有__________。

8.解决中断引起的流水线断流的方法有_______和________。

9.目前向量处理机的系统结构有两种：__________和__________。

10.通用计算机基本指令分为5类，它们分别是：__________。

11．执行指令x1=x2+x3；x4=x1-x5会引起__________类型的数据相关，执行指令x5=x4*x3；x4=x0+x6会引起__________类型的数据相关，执行指令x6=x1+x2；x6=x4*x5会引起__________类型的数据相关。

12．多计算机网络中，通常出现的4种通信模式是__________。

13.传统的冯•诺依曼计算机是以控制驱动方式工作，以数据驱动方式工作的典型计算机是_______，以需求驱动方式工作的典型计算机是_______，以模式匹配驱动方式工作的典型计算机是_______。

二、名词解释（每题2分）1.计算机体系结构：2.系列机：3.模拟:4.程序的局部性原理:5.MIPS：6.高速缓冲存储器:7.虚拟存储器:8.快表:9.程序定位：10.延迟转移技术：11.窗口重叠技术：12.流水线技术：13.动态流水线：14.静态流水线：15.线性流水线：16.非线性流水线：17.流水线的吞吐率：18.超流水线计算机：19.向量的分段开采技术：20.基准测试程序：三、简答题（每题5分）1.什么是存储系统？2.简述全相联映象规则。

福师《计算机体系结构》在线作业二-0005
试卷总分:100 得分:100
一、单选题 (共 20 道试题,共 40 分)
1.下列关于标量流水机的说法不正确的是（）。

A.可对标量数据进行流水处理
B.没有向量数据表示
C.不能对向量数据进行运算
D.可以对向量、数组进行运算
答案:C
2.（）是访问主存空间的地址
A.物理地址
B.程序地址
C.逻辑地址
D.虚拟地址
答案:A
3.在IBM系统中，中断响应硬件分工保存的是（）。

A.通用寄存器内容
B.条件码等状态信息
C.各种软件状态和标志
D.作业名称和优先级等
答案:B
4.在IBM 370系统中，支持操作系统实现多进程共用公用区管理最有效的指令是（）。

A.“测试与置定”指令
B.“比较与交换”指令
C.“执行”指令
D.“程序调用”指令
答案:B
5.通道流量是在某个时期单位时间内传送的字节数，这个时期应是（）。

A.通道开始选择设备期
B.通道数据传送期
C.通道数据传送结束期
D.用户经访管指令进入管态，运行I/O管理程序的期间
答案:B
6.计算机中优化使用的操作码编码方法是（）。

A.哈夫曼编码
B.ASCII码
C.BCD码
D.扩展操作码
答案:D
7.与虚拟存储器的等效访问速度无关的是（）。

A.页地址流。

一、复习题1．简述冯? 诺依曼原理，冯? 诺依曼结构计算机包含哪几部分部件，其结构以何部件为中心？答：冯 ? 诺依曼理论的要点包括：指令像数据那样存放在存储器中，处理；指令格式使用二进制机器码表示；用程序存储控制方式工作。

并可以像数据那样进行这 3 条合称冯 ? 诺依曼原理冯? 诺依曼计算机由五大部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备，整个结构一般以运算器为中心，也可以以控制器为中心。

(P51-P54)2．简述计算机体系结构与组成、实现之间的关系。

答：计算机体系结构通常是指程序设计人员所见到的计算机系统的属性，是硬件子系统的结构概念及其功能特性。

计算机组成（computer organization）是依据计算机体系结构确定并且分配了硬件系统的概念结构和功能特性的基础上，设计计算机各部件的具体组成，它们之间的连接关系，实现机器指令级的各种功能和特性。

同时，为实现指令的控制功能，还需要设计相应的软件系统来构成一个完整的运算系统。

计算机实现，是计算机组成的物理实现 ,就是把完成逻辑设计的计算机组成方案转换为真实的计算机。

计算机体系结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念，各自有不同的含义，但是又有着密切的联系，而且随着时间和技术的进步，这些含意也会有所改变。

在某些情况下，有时也无须特意地去区分计算机体系结构和计算机组成的不同含义。

3．根据指令系统结构划分，现代计算机包含哪两种主要的体系结构？答：根据指令系统结构划分，现代计算机主要包含：CISC 和 RISC 两种结构。

(P55)4．简述RISC技术的特点？答：从指令系统结构上看，RISC 体系结构一般具有如下特点：(1)精简指令系统。

可以通过对过去大量的机器语言程序进行指令使用频度的统计，来选取其中常用的基本指令，并根据对操作系统、高级语言和应用环境等的支持增设一些最常用的指令 ;(2) 减少指令系统可采用的寻址方式种类，一般限制在 2 或 3 种;(3) 在指令的功能、格式和编码设计上尽可能地简化和规整，让所有指令尽可能等长;(4)单机器周期指令，即大多数的指令都可以在一个机器周期内完成，并且允许处理器在同一时间内执行一系列的指令。

一、单选题（共 20 道试题，共 40 分。

）V1. 支持动态地址再定位的寻址方式是（）。

A. 基址寻址B. 间接寻址C. 变址寻址D. 直接寻址满分：2 分2. 计算机系统结构不涉及（）。

A. 主存速度B. 机器工作状态C. 信息保护D. 数据表达满分：2 分3. 在尾数下溢解决方法中，平均误差最大的是（）。

A. 截断法B. 舍入法C. 恒置“1”法D. ROM查表法满分：2 分4. 在共享主存的多解决机中，为减少访主存冲突，采用的方式一般是（）。

A. 并行多体交叉主存系统B. 虚拟存储器C. 共享Cache存储器D. 用高速单体主存系统满分：2 分5. 以下说法不对的的是（）。

A. 线性流水线是单功能流水线B. 动态流水线是多功能流水线C. 静态流水线是多功能流水线D. 动态流水线只能是单功能流水线满分：2 分6. 在IBM 370系统中，当用户程序需调用外设进行输入输出时会发生（）。

A. 访管中断B. 输入输出中断C. 程序性中断D. 外中断满分：2 分7. 计算机系统多级层次中，从下层到上层，各级相对顺序对的的应当是（）。

A. 汇编语言机器级－操作系统机器级－高级语言机器级B. 微程序机器级－传统机器语言机器级－汇编语言机器级C. 传统机器语言机器级－高级语言机器级－汇编语言机器级D. 汇编语言机器级－应用语言机器级－高级语言机器级满分：2 分8. 最能保证提高虚拟存储器访主存的命中率的改善途径是（）。

A. 增大辅存容量B. 采用FIFO替换算法并增大页面C. 改用LRU替换算法并增大页面D. 改用LRU替换算法并增大页面数满分：2 分9. 在计算机系统设计中，比较好的方法是（）。

A. 从上向下设计B. 从下向上设计C. 从两头向中间设计D. 从中间开始向上、向下设计满分：2 分10. 设16个解决器编号分别为0，1，2，…，15用Cube，互联函数时，第10号解决机与第（）号解决机相联。

福师（2020-2021）《计算机体系结构》在线作业一
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一、单选题（共20题，40分）
1、松耦合多处理机是通过（）方式实现处理机间的通信的。

A中断
B循环
C消息
D通道
提示：认真复习课本知识302，并完成以上题目
【参考选择】：C
2、与全相连映象相比，组相连映象的优点是（）。

A目录表小
B块冲突概率低
C命中率高
D主存利用率高
提示：认真复习课本知识302，并完成以上题目
【参考选择】：A
3、指令执行结果出现异常引起的中断是（）。

AI/O中断
B机器校验中断
C程序性中断
D外中断
提示：认真复习课本知识302，并完成以上题目
【参考选择】：C
4、设16个处理器编号分别为0，1，2，…，15用Cube，互联函数时，第10号处理机与第（）号处理机相联。

A11
B8
C14
D2
提示：认真复习课本知识302，并完成以上题目
【参考选择】：D
5、采用组相连映象的Cache存储器，地址变换可用的方法是（）。

A目录表法
B比较对法
C页表法
D堆栈法
提示：认真复习课本知识302，并完成以上题目。