吉林大学 计算机系统结构题库 第二章

《计算机原理及系统结构》练习题B答案一、单项选择（每小题有四个备选答案，只有一个是正确的）1. B2. C3. A4. B5. A二、填空1.对阶，向右规格化2.磁表面存储器，半导体存储器3.图象分辨率，灰度级4.先进后出、存储器5. 8，4三、简答1：二级存储体系是计算机系统中最简单的存储体系，它是利用软、硬件控制将主存与辅存有机地组成一个整体。

在二级存储体系中，主存是与计算机各部件进行数据交换的主要设备，辅存作为主存的后援系统用来弥补主存容量不足的缺陷。

辅存中存放的是暂时不用的和主存中容纳不下的程序和数据。

辅存中的信息不能被CPU直接访问，必须通过调入主存中才能被计算机的其他部件使用。

一般有两种途径允许CPU运行辅存中存放的程序：一是当主存能够容纳下整个程序及所需数据时，将要使用的程序从辅存调入主存之中，然后由CPU控制运行；二是当主存容量不能容纳整个程序时，由程序员或将程序分成与主存大小相匹配的几段，由程序员按需要控制各段程序的运行顺序，在执行时依次调入主存运行。

在二级存储体系中，主存是直接为 CPU提供现行程序和数据的存储器，它必须拥有与CPU相近的工作速度，才能保证整个计算机系统运算速度的提高，它的容量在保证计算机正常运行的情况下尽可能大。

辅存做为主存的后备系统，必须具有容量大、价格低的特点。

2.答：CISC是复杂指令系统计算机的英文缩写。

其特点是：（1）指令系统复杂庞大，指令数目一般多达2、3百条。

（2）寻址方式多（3）指令格式多（4）指令字长不固定（5）可访存指令不加限制（6）各种指令使用频率相差很大（7）各种指令执行时间相差很大（8）大多数采用微程序控制器3.答：指令周期是指取出并执行一条指令的时间，指令周期常常用若干个CPU周期数来表示，CPU周期也称为机器周期，而一个CPU周期又包含若干个时钟周期（也称为节拍脉冲或T周期）。

4.答：Huffman压缩概念的基本思想是：当各种事件发生概率不均等时，采用优化技术对发生概率最高的事件用最短的位数来表示，而对发生概率较低的事件，允许用较长的位数来表示。

一般微机中不使用的控制方式是（）。

D
构成存储层次的主要依据是( )。

C
低性能单用户计算机I/O系统的设计主要考虑解决好（）在速度上的巨大差距。

A
数据表示指的是能由（）直接识别和引用的数据类型。

A
计算机系统的层次结构按照由高到低的顺序分别为（）。

C
设[x]补=x1x2x3x4,当满足（）时，x>-1/2成立。

A
CPU主要包括（）。

B
最小的汉字点阵( )。

C
（）是计算机组成研究的内容。

C
下面关于地址映像的叙述，错误的是( )。

A
同步控制是（）。

C
原码乘除法运算适用于( )。

C
把总线分成数据总线,地址总线,控制总线3类是根据()来分的。

B
高优先级磁盘适合采用的数据宽度是（）。

B
数据表示指的是能由（）直接识别和引用的数据类型。

A。

《计算机原理及系统结构》C答案一、单项选择（每小题有四个备选答案，只有一个是正确的）1． B2. D3. B4. D5. C二、填空题1.双总线结构运算器2.存储微程序的控制存储器3.总线、I/O设备（或输入输出设备）4.计算机系统结构，计算机组成5.机器语言，软件移植6．吞吐率、加速比、效率三、简答题1．答：1、计算机硬件系统五大功能部件包括：运算器、控制器，存储器，输入设备、输出设备，这些设备和部件通过总线和接口连结在一起，构成一台完整的计算机。

运算器部件是计算机中进行数据加工的部件。

控制器是计算机中控制执行指令的部件，向计算机各功能部件提供每一时刻协同运行所需要的控制信号。

存储器系统是计算机中用于存储程序和数据的部件。

输入设备是向计算机中送入程序和数据的具有一定独立功能的设备，通过接口和总线与计算机主机连通，用于人机交互联系，如计算机键盘和鼠标等。

输出设备是计算机中用于送出计算机内部信息的设备，例如打印机、显示器等。

2．答：首先需要明确参加运算的数据来源，运算结果的去向。

运算器能直接运算的数据，通常来自于运算器本身的寄存器。

这里有3个概念。

一是这些寄存器的数量为几个、十几个、一百多个不等，它们能最快速地提供参加运算的数据，需要有办法指定使用哪1个或2个寄存器的内容参加运算。

二是这些寄存器还能接收数据运算的结果，需要有办法指定让哪1个寄存器来接收数据运算的结果。

三是在时间关系上，什么时刻送出数据去参加运算，什么时刻才能正确地接收数据运算的结果，这些内容在下图有示意性表示。

请注意，这些寄存器本身是暂存数据用的，是由触发器构成的时序逻辑电路。

其次需要明确将要执行的运算功能，是对数值数据的算术运算功能，哪一种算术运算，还是对逻辑数据的逻辑运算功能，哪一种逻辑运算。

另外一个问题是，运算器完成一次数据运算过程由多个时间段组成，其时序关系示意表示在下图。

请注意，完成数据运算功能的线路是组合逻辑电路。

最后还要说明，运算器部件只有和计算机的其他部件连接起来才能协同完成指令的执行过程，就是说，运算器需要有办法接收其他部件（例如内存储器或者计算机的输入设备）送来的数据，才能源源不断地得到参加运算的数据来源；运算器还需要有办法送出它的运算结果到其他部件（例如内存储器或者计算机的输出设备），才能体现出它的运算处理效能和使用价值，这些内容在下图有示意性表示。

长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。

住在富人区的她吉林大学智慧树知到“计算机科学与技术”《计算机系统结构》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共10题)1.()不属于计算机模拟的特点。

A.用机器语言解释实现程序移植B.灵活性大C.效率低D.提高速度2.标志符与每个数据相连，合存于同一存储单元，用于描述单个数据的类型特征( )。

A、错误B、正确正确答案：B3.多处理机的互连通常采用的四种形式为：总线、环形互连、交叉开关或多端口存储器。

()A.正确B.错误4.字串位并是指同时对一个字的所有位进行处理，这()。

A.有较高的并行性B.是最高一级的并行性C.已经开始出现并行性D.不存在并行性5.设16个处理器编号分别为0，1 ，2，…， 15，用PM2-0互联函数时，第13号处理机与第( )号处理机相联。

A、12B、9C、11D、5 正确答案：A6.下列说法中不正确的是()。

A.软件设计费用比软件重复生产费用高B.硬件的设计费用比软件的设计费用低C.硬件的生产费用比软件的生产费用高D.硬件功能只需实现一次，而软件功能可能要多次重复实现7.计算机系统结构不包括()。

A.机器工作状态B.数据表示C.信息保护D.主存速度8.对机器语言程序员透明的是()。

A.通用寄存器B.条件码C.主存地址寄存器D.中断字9.主存空间数相关是相间隔的两条指令之间出现对主存同一单元要求先写而后读的关联。

()A.正确B.错误10.关于非专用总线三种控制方式中，下列叙述错误的是()。

A.集中式独立请求，所有部件都用同一条“总线请求”线B.集中式定时查询，所有部件都用同一条“总线请求”线C.集中式定时查询，所有部件共用同一条“总线忙”线D.集中式串行链接，所有部件都用同一条“总线请求”线第1卷参考答案一.综合考核1.参考答案：D3.参考答案：A4.参考答案：C长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。

住在富人区的她6.参考答案：B7.参考答案：D8.参考答案：C9.参考答案：B10.参考答案：A。

《计算机原理及系统结构》练习题A答案一、单项选择（每小题有四个备选答案，只有一个是正确的）1. A2. D3. B4. B5. A二、填空1．存储容量存取时间2.操作码，地址码3．传送前预处理，传送后处理4．指令周期、布尔代数、门电路和触发器5.主存储器三、简答题1.答：（1）中断源：引起中断的来源。

（2）中断分类目的：中断源很多，若都形成单独程序入口，则硬件复杂，代价大，故进行分类。

（3）中断分类方法：把性质相近的中断源归为一类。

2.答：（1）部件级流水是指构成处理机部件内各子部件之间的流水，如运算器内浮点加运算的流水（2）处理机级流水是指构成处理机各个部件之间的流水，如取指、分析和执行操作的流水（3）系统级流水是指系统的多个处理机之间的流水，如宏流水3.答：设读写一块信息所需总时间为Tb ，平均找到时间为Ts，平均等待时间为TL，读写一块信息的传输时间为Tm ，则：Tb=Ts＋TL＋Tm。

假设磁盘以每秒r的转速率旋转，每条磁道容量为N个字，则数据传输率=rN个字/秒。

又假设每块的字数为n，因而一旦读写头定位在该块始端，就能在Tm≈（n / rN）秒的时间中传输完毕。

TL 是磁盘旋转半周的时间，TL=（1/2r）秒，由此可得： Tb=Ts＋1/2r＋n/rN 秒4.答：DRAM存储元是通过栅极电容存储电荷来暂存信息。

由于存储的信息电荷终究是有泄漏的，电荷数又不能像SRAM存储元那样由电源经负载管来补充，时间一长，信息就会丢失。

为此必须设法由外界按一定规律给栅极充电，按需要补给栅极电容的信息电荷，此过程叫“刷新”。

5.答：（1）耦合度反映多机系统中各机间物理连接的紧密度和交叉作用能力的强弱。

（2）耦合度有三种：最低耦合、松散耦合和紧密耦合。

（3）最低耦合系统的特点：各计算机之间除通过某种存储介质外无物理连接，也无共享的联机硬件资源。

（4）松散耦合系统的特点：多台计算机通过通道或通信线路实现互连，共享某些如磁盘、磁带等外围设备。

单选题1.DMA方式的接口电路中有程序中断部件，其作用是______。

A.实现数据传送；B.向CPU提出总线使用权；C.向CPU提出传输结束；D.发中断请求。

答案: C2.计算机执行乘法指令时，由于其操作较复杂，需要更多的时间，通常采用______控制方式。

A.延长机器周期内节拍数的；B.异步；C.中央与局部控制相结合的；D.同步；答案: C3.对有关数据加以分类、统计、分析，这属于计算机在______方面的应用。

A.数值计算；B.辅助设计；C.数据处理；D.实时控制。

答案: C4.______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.移码答案: D5.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答案: D6.CPU中的译码器主要用于______ 。

A.地址译码；B.指令译码；C.选择多路数据至ALU；D.数据译码。

答案: B7.集中式总线控制中，______方式对电路故障最敏感。

A.链式查询；B.计数器定时查询；C.独立请求；D.总线式。

答案: A8.CPU主要包括______。

A.控制器B.控制器、运算器、cacheC.运算器和主存D.控制器、ALU和主存答案: B9.堆栈寻址方式中，设A为累加器，SP为堆栈指示器，MSP为SP指示的栈顶单元。

如果进栈操作的动作顺序是（A）→MSP，(SP)-1→SP。

那么出栈操作的动作顺序应为______。

A.(MSP)→A，(SP)+1→SPB.(SP)+1→SP，(MSP)→AC.(SP-1)→SP，(MSP)→AD.(MSP)→A，（SP）-1→SP答案: B10.CPU响应中断的时间是______。

A.中断源提出请求；B.取指周期结束；C.执行周期结束；D.间址周期结束。

答案: C11.存储字长是指______。

A.存放在一个存储单元中的二进制代码组合；B.存放在一个存储单元中的二进制代码位数；C.存储单元的个数；D.机器指令的位数。

单选题1.设16个处理器编号分别为0，1，2，…，15用Cube3互联函数时，第10号处理机与第()号处理机相联。

A.11B.8C.14D.2答案: D2.()属于MIMD系统结构。

A.各处理单元同时受同一个控制单元的管理B.各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令C.松耦合多处理机和多计算机D.阵列处理机答案: C3.“启动I/O”指令是主要的输入输出指令，是属于()A.目态指令B.管态指令C.目态、管态都能用的指令D.编译程序只能用的指令答案: B4.动态数据流机最突出的特点是使()A.数据流令牌无标号B.需要程序记数器来实现C.令牌带上标号D.同步由门(Latch)寄存器来实现答案: C5.计算机使用的语言是()A.专属软件范畴，与计算机体系结构无关B.分属于计算机系统各个层次C.属于用以建立一个用户的应用环境D.属于符号化的机器指令答案: B6.当N=16时，能描述4组4元交换的函数是（）。

A.C1+C2B.C0+C1C.C0+C2D.C2+C3答案: B7.流水计算机中将指令Cache和数据Cache分开，主要是为了（）。

A.提高存储系统的速度B.增加主存容量C.解决功能部件冲突D.解决访存冲突答案: D8.采用整数边界存储技术，其主要目的是（）。

A.节约主存空间B.提高数据的访问速度C.一个主存周期可取多条指令D.一个主存周期至少可取到一条指令答案: D9.不能够对向量数据结构提供直接支持的是（）数据表示。

A.向量B.堆栈C.描述符D.向量和描述符答案: B10.当今微型机中实现软件移植最好的方法是（）。

A.系列机B.兼容机C.仿真技术D.统一高级语言答案: A11.一个平衡的计算机系统，应该是（）。

A.1MIPS的CPU速度B.1MB的主存容量C.1Mb/s的I/O吞吐率D.其他选项都是答案: D12.对计算机系统结构来说，不透明的是（）。

A.存储器采用交叉存取还是并行存取B.CPU内部的数据通路的宽度是8位还是16位C.采用浮点数据表示还是标志符数据表示D.指令采用硬联逻辑实现还是微程序实现答案: C13.IBM360/91对指令中断的处理方法是( )。

1. 数据类型、数据表示和数据结构之间是什么关系？在设计一个计算机系统时，确定数据表示的原则主要有哪几个？ 答：略2. 假设有A 和B 两种不同类型的处理机，A 处理机中的数据不带标志位，其指令字长和数据字长均为32位。

B 处理机的数据带有标志位，每个数据的字长增加至36位，其中有4位是标志符，它的指令条数由最多256条减少至不到64条。

如果每执行一条指令平均要访问两个操作数，每个存放在存储器中的操作数平均要被访问8次。

对于一个由1000条指令组成的程序，分别计算这个程序在A 处理机和B 处理机中所占用的存储空间大小（包括指令和数据），从中得到什么启发？ 答：我们可以计算出数据的总数量：∵ 程序有1000条指令组成，且每条指令平均要访问两个操作数 ∴ 程序访问的数据总数为：1000×2＝2000个 ∵ 每个数据平均访问8次∴ 程序访问的不同数据个数为：2000÷8＝250对于A 处理机，所用的存储空间的大小为：bit 4000032250321000Mem Mem Mem data n instructio A =⨯+⨯=+=对于B 处理机，指令字长由32位变为了30位（条数由256减少到64），这样，所用的存储空间的大小为：bit 3900036250301000Mem Mem Mem data n instructio B =⨯+⨯=+=由此我们可以看出，由于数据的平均访问次数要大于指令，所以，采用带标志符的数据表示不会增加总的存储空间大小。

3. 对于一个字长为64位的存储器，访问这个存储器的地址按字节编址。

假设存放在这个存储器中的数据中有20％是独立的字节数据（指与这个字节数据相邻的不是一个字节数据），有30％是独立的16位数据，有20％是独立的32位数据，另外30％是独立的64位数据；并且规定只能从一个存储字的起始位置开始存放数据。

⑴计算这种存储器的存储空间利用率。

⑵给出提高存储空间利用率的方法，画出新方法的逻辑框图，并计算这种方法的存储空间利用率。

2022年吉林大学数据科学与大数据技术专业《计算机系统结构》科目期末试卷A(有答案）一、选择题1、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.22、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。

3、下列说法中不正确的是( )A.软件设计费用比软件重复生产费用高B.硬件功能只需实现一次，而软件功能可能要多次重复实现C.硬件的生产费用比软件的生产费用高D.硬件的设计费用比软件的设计费用低4、对汇编语言程序员透明的是（）A.I/O方式中的DMA访问B.浮点数据表示C.访问方式保护D.程序性中断5、IBM360/91对指令中断的处理方法是（）A.不精确断点法B.精确断点法C.指令复执法D.对流水线重新调度6、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7、推出系列机的新机器，不能更改的是( )A.原有指令的寻址方式和操作码B.系统总线的组成C.数据通路宽度D.存贮芯片的集成度8、在计算机系统的层次结构中，机器被定义为（）的集合体A.能存储和执行相应语言程序的算法和数据结构B.硬件和微程序（固件）C.软件和固件D.软件和硬件9、在操作系统机器级，一般用（）程序（）作业控制语句。

A.汇编程序，翻译B.汇编程序，解释C.机器语言，解释D.机器语言，翻译10、（）属于MIMD系统结构。

A.各处理单元同时受同一个控制单元的管理B.各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令C.松耦合多处理机和多计算机D.阵列处理机二、填空题11、要实现两条指令在时间上重叠解释，首先需要付出________，其次，要处理好指令之间可能存在的________12、目前已有的向量处理机结构主要采用________和________两种结构。

第二章计算机指令集结构知识点汇总：指令集设计、堆栈型机器、累加器型机器、通用寄存器型机器、CISC、RISC、寻址方式、数据表示简答题1.增强CISC机器的指令功能主要从哪几方面着手？（CISC）(1) 面向目标程序增强指令功能。

(2) 面向高级语言和编译程序改进指令系统。

(3) 面向操作系统的优化实现改进指令系统。

2.简述CISC存在的主要问题。

（知识点：CISC）答：（1）CISC结构的指令系统中，各种指令的使用频率相差悬殊。

（2）CISC结构指令系统的复杂性带来了计算机系统结构的复杂性，这不仅增加了研制时间和成本，而且还容易造成设计错误。

（3）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。

（4）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。

（5）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系统结构技术来提高系统的性能。

3.简述RISC的优缺点及设计RISC机器的一般原则。

（知识点：RISC）答：（1）选取使用频率最高的指令，并补充一些最有用的指令。

（2）每条指令的功能应尽可能简单，并在一个机器周期内完成。

（3）所有指令长度均相同。

（4）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。

（5）以简单、有效的方式支持高级语言。

4.根据CPU内部存储单元类型，可将指令集结构分为哪几类？（知识点：堆栈型机器、累加器型机器、通用寄存器型机器）答：堆栈型指令集结构、累加器型指令集结构、通用寄存器型指令集结构。

5.常见的三种通用寄存器型指令集结构是什么？（知识点：通用寄存器型机器）答：（1）寄存器－寄存器型。

(2)寄存器－存储器型。

(3)存储器－存储器型。

6.计算机指令集结构设计所涉及的内容有哪些？（答出4个即可）（知识点：指令集设计）答：（1）指令集功能设计：主要有RISC和CISC两种技术发展方向。

吉林大学22春“计算机科学与技术”《计算机系统结构》作业考核题库高频考点版（参考答案）一.综合考核(共50题)1.设16个处理器编号分别为0，1 ，2，…，15，用PM2-0互联函数时，第13号处理机与第( )号处理机相联。

A、12B、9C、11D、5正确答案：A2.信息在主存—辅存存储层次间的传送是由辅助软硬设备来实现﹔信息在Cache—主存层次间的传送则由辅助硬件来实现。

()A.正确B.错误参考答案：A3.计算机组成设计不考虑()。

A.缓冲技术B.控制机构的组成C.功能部件的集成度D.专用部件设置参考答案：C4.数据表示是指机器硬件直接识别和引用的数据类型( )。

A、错误B、正确正确答案：B5.解释是在低级机器级上用它的一串语句或指令来仿真高级机器级上的一条指令或指令的功能，通过低级机器语言程序中的每条语句或指令逐条解释来实现的技术。

()A.正确B.错误参考答案：B6.归约机和数据流机一样，都是基于数据流的计算机模型，它们所采用的驱动方式是一样。

()A.正确B.错误参考答案：B7.输入输出系统硬件的功能对()是透明的。

A.系统结构设计人员B.机器语言程序设计员C.操作系统程序员D.应用程序员参考答案：D8.()不属于计算机模拟的特点。

A.用机器语言解释实现程序移植B.灵活性大C.效率低D.提高速度参考答案：D9.归约机和数据流机一样，都是基于数据流的计算机模型，它们所采用的驱动方式是一样( )。

A、错误正确答案：A10.下列说法中不正确的是()。

A.软件设计费用比软件重复生产费用高B.硬件的设计费用比软件的设计费用低C.硬件的生产费用比软件的生产费用高D.硬件功能只需实现一次，而软件功能可能要多次重复实现参考答案：B11.计算机系统中主存一辅存存储层次或Cache一主存存储层次常用的替换算法是( )。

A、随机算法B、近期最少使用算法C、先进后出算法D、OPT算法正确答案：B12.计算机系统中主存—辅存存储层次或Cache—主存存储层次常用的替换算法是()。