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[0352]《计算机系统结构》第一批[单选题]输入输出系统发展的总趋势是A:加快CPU速度B:增加CPU的I/O指令C:使CPU越来越多的摆脱I/O操作参考答案：C[单选题]RISC计算机指令系统多采用A:指令操作码位数不固定B:定长指令C:变长指令参考答案：B[判断题]计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现参考答案：正确[判断题]RISC计算机主要采用硬布线逻辑控制参考答案：正确[判断题]通用计算机设计采用自顶向下的设计方法参考答案：错误[判断题]Cache采用全相连映象块冲突率高参考答案：错误[判断题]共享内存是松偶合多处理机的基本特征参考答案：错误[判断题]CACHE存储系统的目的是为了扩大存储容量参考答案：错误[判断题]共享内存是紧偶合多处理机的基本特征参考答案：正确[单选题]计算机兼容是指A:各计算机硬件可互换B:可互换使用软件C:各计算机物理实现相同参考答案：B[单选题]计算机中的两种信息流，除指令流，是A:地址流B:地址串C:数据流参考答案：C[单选题]多中断源的处理次序A:全由硬件决定B:可以由软件改变C:用户不能控制参考答案：B[单选题]虚拟存储器A:用于扩充主存容量B:是主存的一部分C:用于改善访存速度参考答案：A[单选题]向量指令之间不能进行链接是由于A:有相关B:无写-读相关C:有多个功能部件参考答案：B[单选题]指令系统十分精简的计算机是A:RISC计算机B:数据流计算机C:CISC计算机参考答案：A[单选题]以下数据表示，较不最常用的是（）数据表示A:定点B:浮点C:向量参考答案：C[单选题]DMA输入输出传送方式的主要特点是A:接口电路较简单B:有利外设速度的提高C:I/O传输不通过CPU参考答案：C[单选题]Cache-主存存储层次A:主要目的是为了提高存储容量B:CPU没有直接通路访问主存C:采用全硬件管理参考答案：C[单选题]Cache直接映象需要A:按地址寻址B:按内容寻址C:按屏蔽寻址参考答案：A。
题1.层次系统结构和基于消息的层次系统结构有什么区别?答：层次系统组织成一个层次结构，每一层为上层服务，并作为下层客户。
在一些层次系统中，除了一些精心挑选的输出函数外，内部的层只对相邻的层可见。
这样的系统中构件在一些层实现了虚拟机（在另一些层次系统中层是部分不透明的）。
连接件通过决定层间如何交互的协议来定义，拓扑约束包括对相邻层间交互的约束。
这种风格支持基于可增加抽象层的设计。
允许将一个复杂问题分解成一个增量步骤序列的实现。
由于每一层最多只影响两层，同时只要给相邻层提供相同的接口，允许每层用不同的方法实现，同样为软件重用提供了强大的支持。
而在基于消息的层次系统结构中构件不直接调用一个过程，而是触发或广播一个或多个事件。
系统中的其它构件中的过程在一个或多个事件中注册，当一个事件被触发，系统自动调用在这个事件中注册的所有过程，这样，一个事件的触发就导致了另一模块中的过程的调用。
这种风格的构件是一些模块，模块既可以是一些过程，又可以是一些事件的集合。
过程可以用通用的方式调用，也可以在系统事件中注册一些过程，当发生这些事件时，过程被调用。
这种风格的主要特点是事件的触发者并不知道哪些构件会被这些事件影响。
这样不能假定构件的处理顺序，甚至不知道哪些过程会被调用，因此，许多隐式调用的系统也包含显式调用作为构件交互的补充形式。
题2.分析比较B/S、二层C/S和三层C/S，指出各自的优点和缺点。
二层C/S结构的优点：◆C/S 体系结构具有强大的数据操作和事务处理能力，模型思想简单，易于人们理解和接受。
◆系统的客户应用程序和服务器构件分别运行在不同的计算机上，系统中每台服务器都可以适合各构件的要求，这对于硬件和软件的变化显示出极大的适应性和灵活性，而且易于对系统进行扩充和缩小。
◆在C/S体系结构中，系统中的功能构件充分隔离，客户应用程序的开发集中于数据的显示和分析，而数据库服务器的开发则集中于数据的管理，不必在每一个新的应用程序中都要对一个DBMS进行编码。
模拟试卷 1一、名词解释1. 系统结构：是对计算机系统中各机器级之间界面的划分和定义，以及对各级界面上、下的功能进行分配。
2. SIMD ：单指令流多数据流计算机系统。
3. 资源共享4. Cache：高速缓冲存储器5. 模拟: 是对真实事物或者过程的虚拟二、选择1. Cache 是介于CPU 和( C )之间的小容量存储器，能高速地向CPU 提供指令和数据，从而加快程序的执行速度。
A.寄存器B.DRAMC.主存D.硬盘2. 并行性开发的途径为时间重叠、资源共享和( C ) 等。
A.时间并行B.资源分布C.资源重复D.时间并发3. 冯?诺依曼型计算机的设计思想是( C )。
A.存储数据并按地址顺序执行B.存储程序并按地址逆序执行C.存储程序并按地址顺序执行D.存储程序并乱序执行4. 在计算机系统的层次结构中，属于硬件级的是( D )。
A.应用语言级B.高级语言级C.汇编语言级D.机器语言级5. 消除流水线性能瓶颈的方法：瓶颈段细分和( B )。
A.瓶颈段串联B.瓶颈段并联C.瓶颈段拆分D.瓶颈段流水三、简答1. 试述现代计算机系统的多级层次结构。
3. 试述全相联映像与直接映像的含义及区别。
直接映像: 指主存的一个字块只能映像到Cache的一个准确确定的字块中。
直接映象是一种最简单的地址映像方式，它的地址变换速度快，而且不涉及其他两种映像方式中的替换策略问题。
但是这种方式的块冲突概率较高，当称序往返访问两个相互冲突的块中的数据时，Cache 的命中率将急剧下降，因为这时即使Cache中有其他空闲块，也因为固定的地址映像关系而无法应用。
全相联映像：指主存的一个字块可以映像到整个Cache的任何一个字块中。
这种方式只有当C ache 中的块全部装满后才会出现块冲突，所以块冲突的概率低，可达到很高的Cache 命中率；但实现很复杂。
当访问一个块中的数据时，块地址要与Cache 块表中的所有地址标记进行比较已确定是否命中。
22春“计算机科学与技术”专业《计算机系统结构》离线作业-满分答案1. 在需求驱动模型中，计算的进行时由对该计算结果的需求而被驱动的。
( )A.正确B.错误参考答案：A2. 浮点数尾数下溢处理采用舍入法还是恒置“1”法，对计算机系统结构是不透明的。
( )A.正确B.错误参考答案：B3. 下列关于阵列处理机与流水线处理机特点的描述，不正确的是( )。
A.阵列处理机提高速度主要靠缩短时钟周期，流水线处理机主要靠增大处理单元数B.阵列处理机利用并行性中的同时性，而流水线处理机利用的是时间重叠C.阵列处理机使用互连网络来确定处理单元间的连接，而流水线处理机则不是D.与流水线处理机不同，阵列处理机的结构是和所采用的并行算法紧密联系的参考答案：A4. Cache存储器应用最广泛的地址映像方式是( )。
A.组相联映像B.直接映像C.段页表映像D.全相联映像参考答案：A5. 计算机系统接地包括直流地;交流工作地;安全保护地;电源零线和防雷保护地。
( )A.错误B.正确参考答案：A6. RISC采用重叠寄存器窗口技术，可以减少( )A.绝大多数指令的执行时间B.目标程序的指令条数C.程序调用引起的访存次数D.CPU访存的访问周期参考答案：C7. “启动I/O”指令是主要的输入输出指令，是属于( )。
A.编译程序只能用的指令B.管态指令C.目态、管态都能用的指令D.目态指令参考答案：B8. 利用时间重叠概念实现并行处理的是( )。
A.相联处理机B.流水处理机C.并行(阵列)处理机D.多处理机参考答案：B9. 磁盘外部设备适合连接于( )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.字节多路、数组多路通道或选择通道参考答案：A10. 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.中断字参考答案：C11. EMC测试和约束用户关心的信息信号的电磁发射。
《计算机系统结构》作业（一）（1、2、3章）带答案本课程作业由两部分组成。
第一部分为“客观题部分”，由5个选择题组成，每题2分，共10分。
第二部分为“主观题部分”，由简答题组成，共20分。
作业总分30分，将作为平时成绩记入课程总成绩。
客观题部分：一、选择题（每题2分，共5题）1. 下列浮点数舍入处理方法中，最容易实现的是（ D ）。
A. 恒舍法，B. 恒置法，C.下舍上入法，D. 查表法2. 下列不属于指令操作码表示方法的是（C ）。
A. 固定长度操作码，B. Huffman编码，C. 算数编码，D. 扩展编码3. 在其他部件性能保持不变的情况下，对CPU性能的不断改进并没有获得期望的结果，这主要是受到了（ A ）的影响。
A. Amdahl定律，B. 流水线，C. 指令集，D. 体系结构4. 我们常说的32位处理器是指处理器的（A ）是32位的。
A. 数据总线，B. 控制总线，C. 地址总线，D. 所有的总线5.下列信息不包括在虚拟存储器地址中的是（A ）。
A. 实页号，B. 用户号，C. 虚页号，D. 页内偏移主观题部分：一、简答题（每题5分，共4题）1、简述CISC结构计算机的缺点。
答：1、在CISC结构的指令系统中，各种指令使用频率相差悬殊。
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；2、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；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；2、解释访问的局部性原理。
答：程序往往重复使用它刚刚使用过的数据与指令。
实验表明，一个程序用90%的执行时间去执行仅占10%的程序代码。
局部型的实质是：根据程序的最近情况，可以较精确地预测出最近的将来将要用到那些指令和数据。
局部性分时间上的局部性和空间上的局部性两种。
第2周作业1. 某台主频为400MHz 的计算机执行标准测试程序，程序中指令类型、执行数量和平均时钟周期数如下：指令类型 指令执行数量(条) 平均时钟周期数 整数 45000 1 数据传送 75000 2 浮点 8000 4 分支 1500 2 求该计算机的有效CPI 和程序执行时间。
解： f CLK T CPU /=∑⨯=)(i i CPI IC CLK = 45000*1 + 75000*2 + 8000*4 + 1500*2 = 230000IC = 45000 + 75000 + 8000 + 1500 = 129500CPI=CLK / IC = 230000 / 129500 =1.776程序执行的CPU 时间按Tcpu=CLK / f = 230000 / (400 * 10^6 ) =0.575 ms2. 将计算机系统中某一功能的处理速度加快20倍，但该功能的处理时间仅占整个系统运行时间的40%，则采用该改进方法后，能使整个系统的性能提高多少？解：由Amdahl 得：改进比例： 40%部件加速比: 20所以总加速比: S=1/ [ (1-Fe) + (Fe / Se) ]=1 / (1-0.4 + 0.4/ 20) = 1.6129 则能使整个系统的性能提高到原来的1.6129倍3. 计算机系统有3个部件可以改进，这3个部件的加速比如下：部件加速比S1=30；部件加速比S2=20；部件加速比S3=10；(1) 如果部件1和部件2的可改进比例都为30%，那么当部件3的可改进比例为多少时，系统的加速比才可以达到10？(2) 如果3个部件的可改进比例分别为30%、30%和20%，3个部件同时改进，那么系统中不可改进的部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少？解：（1）多个部件同时进行改进，由amdahl定律可得：已知:S1=30,S2=20,S3=10,Sn=10,Fe1=0.3Fe2=0.3则有：10 = 1 / [ (1-0.3-0.3- Fe3) + 0.3 / 30 + 0.3 / 20 + Fe3 / 10 ]解得: Fe3 = 0.36即当部件3的可改进比例为0.36时，系统的加速比才可以达到10（2）S1=30,S2=20,S3=10Fe1=Fe2=0.3,Fe3=0.2则：Sn = 1 / [ (1-0.3-0.3-0.2) + 0.3 / 30 + 0.3 / 20 + 0.2 / 10 ]= 0.4系统中不可改进的部分的所占的时间为20%T则改进后的总时间Tn = 改进后的改进部分所占时间+ 改进后未改进部分所占时间Tn = （30%T / 30 + 30 %T / 20 + 20% T /10）+ 20%T=24.5%所以，未改进部分的执行时间在整个系统的执行时间中所占的比例为：20%T / 24.5%T = 82%4. 假设浮点指令FP指令的比例为30%，其中浮点数平方根FPSQR占全部指令的比例为4%，FP操作的CPI为5，FPSQR操作的CPI为20，其他指令的平均CPI为1.25。
3.1 简述流水线技术的特点。
（1） 流水线把一个处理过程分解为若干个子过程，每个子过程由一个专门的功能部件来实现。
因此，流水线实际上是把一个大的处理功能部件分解为多个独立的功能部件，并依靠它们的并行工作来提高吞吐率。
（2） 流水线中各段的时间应尽可能相等，否则将引起流水线堵塞和断流。
（3） 流水线每一个功能部件的前面都要有一个缓冲寄存器，称为流水寄存器。
（4） 流水技术适合于大量重复的时序过程，只有在输入端不断地提供任务，才能充分发挥流水线的效率。
（5） 流水线需要有通过时间和排空时间。
在这两个时间段中，流水线都不是满负荷工作。
3.2 解决流水线瓶颈问题有哪两种常用方法？答：细分瓶颈段与重复设置瓶颈段 3.3 有一条指令流水线如下所示：（1）求连续输入10条指令的情况下，该流水线的实际吞吐率和效率。
（2）该流水线的瓶颈在哪一段？请采用两种不同的措施消除此瓶颈。
对于你所给出的两种新的流水线，连续输入10条指令时，其实际吞吐率和效率各是多少？解：（1）2200(ns)2009200)10050(50t )1n (t T maxm1i i pipeline =⨯++++=∆-+∆=∑=)(ns 2201T nTP 1pipeline-==45.45%1154400TP mtTP E m1i i≈=⋅=∆⋅=∑= （2）瓶颈在3、4段。
⏹ 变成八级流水线（细分）850(ns)509850t 1)(n t T maxm1i i pipeline =⨯+⨯=∆-+∆=∑=)(ns 851T nTP 1pipeline-== 58.82%17108400TP mtiTP E m1i ≈=⋅=∆⋅=∑= ⏹ 重复设置部件)(ns 851T nTP 1pipeline-==58.82%1710885010400E ≈=⨯⨯=3.4 有一个流水线由4段组成，其中每当流过第三段时，总要在该段循环一次，然后才能流到第4段。
1、就项目管理方面而言，软件重用项目与非重用项目有哪些不同之处。
答：使用软件重用技术可减少重复工作,提高软件生产率, 缩短开发周期。
同时，由于软构建大多经过严格的质量认证，因此有助于改善软件质量，大量使用构建，软件的灵活性和标准化程度可得到提高。
2、实际参与/组织一个软件重用项目的开发，然后总结你是如何组织该项目的开发的答：参加了一个网页管理系统的开发，该项目重复使用已有的软件产品用于开发新的软件系统，以达到提高软件系统的开发质量与效率，降低开发成本的目的。
在过程中使用了代码的复用、设计结果的复用、分析结果的复用、测试信息的复用等。
3、为什么要研究软件体系结构？答：1.软件体系结构是系统开发中不同参与者进行交流和信息传播的媒介。
2．软件体系结构代表了早期的设计决策成果。
3．软件体系结构可以作为一种可变换的模型。
4、根据软件体系结构的定义，你认为软件体系结构的模型应该由哪些部分组成？答：构件(component)可以是一组代码，如程序的模块;也可以是一个独立的程序(如数据库的SQL服务器)；连接件(connector)是关系的抽象，用以表示构件之间的相互作用。
如过程调用、管道、远程过程调用等；限制(constrain)：用于对构件和连接件的语义说明。
5、在软件体系结构的研究和应用中，你认为还有哪些不足之处？答：（1）缺乏同意的软件体系结构的概念，导致体系结构的研究范畴模糊。
（2）ADL繁多，缺乏同意的ADL的支持。
（3）软件体系结构研究缺乏统一的理论模型支持。
（4）在体系结构描述方便，尽管出现了多种标准规范或建议标准，但仍很难操作。
（5）有关软件体系结构性质的研究尚不充分，不能明确给出一个良体系结构的属性或判定标准，没有给出良体系结构的设计指导原则，因而对于软件开发实践缺乏有力的促进作用。
（6）缺乏有效的支持环境软件体系结构理论研究与环境支持不同步，缺乏有效的体系结构分析、设计、方针和验证工具支持，导致体系结构应用上的困难。
XXX《计算机体系结构》在线作业二15秋100分答案XXX《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：C2.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：D3.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：A4.能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属（）。
A。
MISDB。
SIMDC。
MIMDD。
SISD正确谜底：C5.磁盘外部设备适合于连接（）。
A.数组多路通道或选择通道B.字节多路通道或挑选通道C.数组多路通道或字节多路通道D.随便一种通道正确谜底：A6.在XXX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.各类软件状态和标志D.作业名称和优先级等正确答案：B7.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.近期最久未用法正确谜底：D8.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.扩展操作码正确答案：D9.若输入流水线的指令既无局部性相关，也不存在全局性相关，则（）。
A.可取得高的吞吐率和效率B.流水线的效率和吞吐率恶化C.出现瓶颈D.牢靠性进步正确答案：A10.流水线吞吐率的本色是（）。
A.每周期启动任务的效率B.每周期启动任务的平均数C.每周期启动任务的最大数D.每周期启动任务的最小数正确答案：B11.XXX 370系统中断响应优先级别最低的是（）。
A.机器校验停止B.外中断C。
I/O中断D.重新驱动中断正确答案：D12.在XXX 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.“比较与交流”指令C.“执行”指令D.“程序调用”指令正确谜底：B13.程序员编写程序时使用的地址是（）。
计算机系统结构计算机系统结构作业1第1章计算机系统结构的基本概念一、解释下列术语：计算机系统结构；计算机组成；计算机实现；透明性；系列机；软件兼容；兼容机；模拟；仿真；虚拟机；宿主机；Amdahl定律；CPI；MIPS；MFLOPS。
【答案】计算机系统结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念。
系统结构定义为由程序设计者所看到的一个计算机系统的属性，即概念性结构和功能特性，这里的程序设计者所看到的计算机属性是指为机器语言或编译程序设计者所看到的计算机属性，是硬件子系统的概念性结构及其功能特性，它是计算机系统的软、硬件的界面。
计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现，包括机器内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
计算机实现是指计算机组成的物理实现。
透明性：在计算机技术中，一种本来是存在的事物或属性，但从某种角度看似乎不存在，成为透明性现象。
所谓系列机是指在一个厂家内生产的具有相同的系统结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。
不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机称为兼容机。
软件兼容：在新的计算机系统出台后，原先已开发的软件仍能继续在升档换代的新型号机器上使用，这就是软件兼容。
系列机方法能够在具有相同系统结构的各种机器之间实现软件移植，为了实现软件在不同系统结构的机器之间的相互移植，可以采用模拟和仿真。
模拟方法是指用软件方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。
仿真是指用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法。
虚拟机是被模拟的机器；宿主机是进行模拟的机器。
Amdahl 定律：系统中某一部件由于采用某种更快的执行方式后整个系统性能的提高与这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。
Fe=（改进前可改进部分占用的时间）/（改进前整个任务的执行时间） Se=（改进前可改进部分的执行时间）/（改进后改进部分的执行时间） 则，改进后整个系统加速比为ee e n S F F s /)1(1+-=。
