计算机系统结构重点题解自考复习资料

第一章复习题1、解释：系统的外特性、内特性、微外特性、虚拟机。

2、什么是SISD、SIMD、MISD、MIMD分类？如何用并行级和流水线分类？要求会分析和写出描述式。

3、掌握阿姆达尔定律。

4、了解计算机系统的演变过程。

5、软件、应用、器件对系统结构有哪四个促使影响？6、解释软件可移植性、开放系统、模拟、仿真？7、计算机应用经历了哪四个阶段？软件技术的发展趋向是怎样的？第二章复习题1、衡量计算机性能用什么方法？2、要求会计算CPI、TCPU、MIPS、MFLOPS.3、MIPS与MFLOPS、MFLOPS与SPEC分值有何对应关系？4、什么是峰值性能、持续性能？持续性能有哪几种表示方法。

5、如何用Gm评价不同机器的性能？第三章复习题1、计算机中的数据类型可分为哪几类？2、基本数据类型包括哪些？结构数据类型包括哪些？3、数据表示、数据类型、数据结构有什么关系？4、IEEE754有哪几种基本格式？5、IEEE754标准浮点数N有哪些解释？6、计算Ci=ai+bi-8，i=4，5……11时，向量指令如何表示？7、处理稀疏向量时，如何产生有序向量Z.8、自定义数据有哪二种表示形式？9、要求会计算用IEEE754表示十进制数。

10、要求可将IEEE754转换为十进制数。

第四章复习题1、解释RISC、CISC、非特权指令、特权指令。

2、指令系统有哪几种指令集结构？3、操作数有哪二种访问方式？4、物理地址、逻辑地址、虚地址有何关系？物理空间、逻辑空间、虚空间有何关系？5、什么是联想存贮器，有哪些部件组成，如果访问，实用的联想存贮器是怎样的？6、如何用霍夫曼、霍夫曼扩展对指令操作码进行编码？平均码长如何计算？7、为什么要发展CISC，CISC有哪些主要特点？CISC有什么问题？8、RISC有哪些主要特征？9、RISC在CPU内部设置大量寄存器，并采用窗口重叠技术有什么好处？10、解释窗口重叠技术、优化延迟转移技术、比较转移指令、优化编译技术。

02325计算机系统结构复习题参考答案1.评价储存系统的指标包括价格、命中率、等效访问时间。

2.计算机硬件和软件在逻辑功能上是等效大，在性能价格实现上是不同滴。

3.cache块大调度算法常有堆栽法和比较发。

4.计算机系统设计方法有由上而下、由下而上、由中间开始。

其中，软硬结合较好是由中间开始。

5.系列机大软件兼容可分为向上、向下、向前、向后兼容；其中之一向上兼容是软件大根本特性。

6.在通到方式i/o传输过程中，用户由管态指令来使用外设，进管后cpu要编制通道程序。

Cpu在执行完通道启动指令后，通道就能并行工作。

7. i/o控制方式分为：程序控制i/o、直接储存器访问dma和i/o处理机。

8.主存有1024页，分为s组，s=1024时成为全相联映像，s=1时则为直接映像。

9.解决cache与主存内容一致的算法是写回法和写直达法。

10.并行性的途径有资源共享、时间重叠和资源重叠。

二、1.冷启动时效率从cache为空开始到cache全满装满这一时期的失效率.2.动态再定位:在程序执行时，通过地址加法器将逻辑地址加上基址寄存器的程序基点地址形成物理地址后进行访存的方法.3.Huffman压缩概念:将出现概率最大的事件用最少的位来表示，而概率最小的事件用较多位表示达到平均速度缩短.4.Mimd：它使用多个控制器来异步地控制多个处理器，从而实现空间上的并行性.5.Lru替换算法:即最近最少使用页面置换算法，是选择近期最少访问页作为被替换的页.6.仿真:用微程序直接解释另一种指令系统的方法.7.并行算法:并行计算中非常重要的问题。

并法研究应该确立一个“理论－设计－实现－应用”的系统方法，形成一个完善的“架构—算法—编程” 方法论，这样才能保证并行算法不断发展并变得更加实用8.中断：在运行一个程序的过程中，断续地以“插入”方式执行一些完成特定处理功能的程序段三、解答题简述开发并行性的三种途径（1）时间重叠是引入时间因素，让多个处理过程在时间上相互错开，轮流使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转使用来赢得速度（2）资源重复是引入空间因素，通过重复设置硬件资源来提高性能（3）资源共享是用软件方法让多个用户按一定时间顺序轮流使用同一套资源，来提高其利用率，相应也就提高了系统的性能2.改进指令系统的方法有：1进一步增进原指令的功能以及设计更为复杂的新指令取代原先软件子程序完成的功能，实现软件功能的硬化，CISC它可以面向目标程序，面向高级语言，面向操作系统的优化；2减少指令的种数和简化指令功能来降低硬件设计的复杂度，提高指令的执行数的RISC。

第一章计算机系统结构的基本概念从处理数据的角度看，并行级别有位串字串，位并字串，位片串字并，全并行。

位串字串和位并字串基本上构成了SIMD。

位片串字并的例子有：相联处理机STARAN，MPP。

全并行的例子有：阵列处理机ILLIAC IV。

从加工信息的角度看，并行级别有存储器操作并行，处理器操作步骤并行，处理器操作并行，指令、任务、作业并行。

存储器操作并行是指可以在一个存储周期内并行读出多个CPU字的，采用单体多字、多体单字或多体多字的交叉访问主存系统，进而采用按内容访问方式，位片串字并或全并行方式，在一个主存周期内实现对存储器中大量字的高速并行操作。

例子有并行存储器系统，以相联存储器为核心构成的相联处理机。

处理器操作步骤并行是指在并行性概念中引入时间因素，让多个处理过程在时间上错开，轮流重复地执行使用同一套设备的各个部分，加快硬件周转来赢得速度。

例子有流水线处理机。

处理器操作并行是指一个指令部件同时控制多个处理单元，实现一条指令对多个数据的操作。

擅长对向量、数组进行处理。

例子有阵列处理机。

指令、任务、作业并行是指多个独立的处理机分别执行各自的指令、任务、作业。

例子有多处理机，计算机网络，分布处理系统。

并行性的开发途径有时间重叠(Time Interleaving)，资源重复(Resource Replication)，资源共享(Resource Sharing)。

时间重叠是指在并行性概念中引入时间因素，让多个处理过程在时间上错开，轮流重复地执行使用同一套设备的各个部分，加快硬件周转来赢得速度。

例子有流水线处理机。

资源重复是指一个指令部件同时控制多个处理单元，实现一条指令对多个数据的操作。

例子有阵列处理机，相联处理机。

资源共享是指用软件方法让多个用户按一定时间顺序轮流使用同一套资源以提高资源的利用率，从而提高系统性能。

例子有多处理机，计算机网络，分布处理系统。

SISD:一个指令部件控制一个操作部件，实现一条指令对一个数据的操作。

计算机系统结构复习题和重点（附答案）一、单项选择题1．实现汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是由（）A．编译程序解释B．编译程序翻译C．汇编程序解释D．汇编程序翻译2．系列机软件必须保证（）A．向前兼容，并向上兼容B．向前兼容，并向下兼容C．向后兼容，力争向上兼容D．向后兼容，力争向下兼容3．浮点数尾数基值r m=8，尾数数值部分长6位，可表示规格化正尾数的个数是（）A．56个B．63个C．64个D．84个4．在IBM370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．“执行”指令B．“程序调用”指令C．“比较与交换”指令D．“测试与置定”指令5．关于非专用总线三种控制方式中，下列叙述错误．．的是（）A．集中式定时查询，所有部件共用同一条“总线忙”线B．集中式定时查询，所有部件都用同一条“总线请求”线C．集中式独立请求，所有部件都用同一条“总线请求”线D．集中式串行链接，所有部件都用同一条“总线请求”线6．磁盘外部设备适合于连接到（）A．字节多路通道B．数组多路通道或选择通道C．选择通道或字节多路通道D．数组多路通道或字节多路通道7．在Cache存储器中常用的地址映象方式是（）A．全相联映象B．页表法映象C．组相联映象D．段页表映象8．在指令级高度并行的超级处理机中，下列叙述正确的是（）A．超标量处理机利用资源重复，要求高速时钟机制B．超流水线处理机利用资源重复，要求高速时钟机制C．超标量处理着重开发时间并行性，要求高速时钟机制D．超流水线处理机着重开发时间并行性，要求高速时钟机制9．间接二进制n方体网络是一种（）A．多级立方体网络B．多级全排列网络C．单级立方体网络D．多级混洗交换网络10．多端口存储器适合于连接A．紧耦合多处理机B．松耦合多处理机C．机数很多的处理机D．机数可变的多处理机二、填空题11．多处理机实现的是___________、___________间的并行。

一．填空题：12、计算机系统（广义说法）：由人员，数据，设施，程序，规程五部分构成。

1、推进计算机系统构造发展的主要动力是（把计算机系统当作是由多个机器级构成的层次构造）。

2、提升计算机系统并行性的主要的主要技术门路有（时间重叠）、（资源重复）、（资源共享）。

3、数据表示是指能由（机器硬件）直接辨别和引用的（数据种类）。

4、定义数据表示详细又有（带标记符数据表示）和（数据描绘符）两类。

5、I/O设施获得I/O总线后，所传递的数据总量，称为（数据宽度），数据通路宽度是数据总线的（线数）。

6、中断系统软件功能分派本质是中断（办理程序）软件和中断（响应）硬件的功能分派。

7、页面替代是发生于（虚构空间比主存空间大的多），同时又发生于（页面无效）的时候。

8、由四位经ROM查表舍入法下溢办理成三位结果，设计出的ROM表中应该有（16）个单元，此中地点为1101的单元储存内容为1111）。

9、程序接见局部性包含（时间上局部性）和（空间上局部性）两个方面，此中前者是指（在近来的将来要用到的信息很可能是此刻此刻正在使用的信息），后者是指（在近来的将来要用到的信息很可能与此刻正在使用的信息在程序空间上是相邻的或是邻近的）。

10、模拟是采纳（机器语言程序）解说履行方式，其运转速度比仿真方法（慢），仿真是采纳（微程序）解说，所过去常将使用频次较高的指令尽可能用（仿真）方法提升运转速度，而对使用频次低的指令则用（模拟）方法加以实现。

11、并行性主假如指解题中同时进行（运算）或（操作）的特征。

12、计算机系统构造中数据表示是指可由（机器硬件）直接辨识的数据种类，若要直接辨别某一种数据种类，一定有相应的（运算硬件）及相应的（逻辑运算硬件）。

13、地点的编址往常可采纳（按高位地点区分）、（按地位地点区分）和（按混淆区分）三种不一样方式。

14、指令系统依据设计风格可分为CISC）和（RISC），此中（RISC）更优。

15、评论储存器性能的基本要求是（：大容量）、（高速度）和（低价钱）。

计算机系统结构自考真题及答案解析（一）总分：140分题量：55题一、单选题（共39题，共78分）1.IBM370系统将中断的类型分为（）A.3类B.4类C.5类D.6类正确答案：D本题解析：暂无解析2.下列属于总线标准的是（）A.电气B.速率C.流量D.吞吐率正确答案：A本题解析：暂无解析3.为了解决主存的容量满足不了要求，采用的技术是（）A.寄存器B.虚拟存储器C.高速缓存D.控制存储器正确答案：B本题解析：暂无解析4.标量流水处理机的性能指标主要有（）A.吞吐率、加速比、时间延迟B.吞吐率、效率、时间延迟C.吞吐率、加速比、效率D.加速比、效率、时间延迟正确答案：C本题解析：暂无解析5.多处理机属于（）A.SISD系统B.SIMD系统C.MISD系统D.MIMD系统正确答案：D本题解析：暂无解析6.在计算机系统多级层次结构中,机器级从低级到高级，相对顺序正确的是()。

A.汇编语言——操作系统——高级语言B.微程序一传统机器语言一汇编语言C.传统机器语言——高级语言——汇编语言D.汇编语言——应用语言——高级语言正确答案：B本题解析：暂无解析7.下列对系统程序员不透明的是()。

A.Cache存储器B.数据通路宽度C.指令缓冲寄存器D.虚拟存储器正确答案：D本题解析：暂无解析8.下列予寻址方式的三种面向的是()。

A.面向主存B.面向辅存C.面向寄存器D.面向堆栈正确答案：B本题解析：暂无解析9.浮点数尾数的基值rm=-8，尾数的计算机位数m=8位，可表示的尾数的个数为()。

A.23×7B.24×7C.25×7D.26×7正确答案：C本题解析：暂无解析10.IBM370系统中，通道动作故障引起的中断属于()。

A.机器校验中断B.访管中断C.程序性中断D.I/O中断正确答案：A本题解析：暂无解析11.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.有效地址正确答案：B本题解析：暂无解析12.对指令间“一次重叠”描述不正确的是()。

第一章计算机系统结构的基本概念从处理数据的角度看，并行级别有位串字串，位并字串，位片串字并，全并行。

位串字串和位并字串基本上构成了SIMD。

位片串字并的例子有：相联处理机STARAN，MPP。

全并行的例子有：阵列处理机ILLIACIV。

从加工信息的角度看，并行级别有存储器操作并行，处理器操作步骤并行，处理器操作并行，指令、任务、作业并行。

存储器操作并行是指可以在一个存储周期内并行读出多个CPU字的，采用单体多字、多体单字或多体多字的交叉访问主存系统，进而采用按内容访问方式，位片串字并或全并行方式，在一个主存周期内实现对存储器中大量字的高速并行操作。

例子有并行存储器系统，以相联存储器为核心构成的相联处理机。

处理器操作步骤并行是指在并行性概念中引入时间因素，让多个处理过程在时间上错开，轮流重复地执行使用同一套设备的各个部分，加快硬件周转来赢得速度。

例子有流水线处理机。

处理器操作并行是指一个指令部件同时控制多个处理单元，实现一条指令对多个数据的操作。

擅长对向量、数组进行处理。

例子有阵列处理机。

指令、任务、作业并行是指多个独立的处理机分别执行各自的指令、任务、作业。

例子有多处理机，计算机网络，分布处理系统。

并行性的开发途径有时间重叠(Time Interl eaving )，资源重复(Resou rceReplication)，资源共享(ResourceSharing)。

时间重叠是指在并行性概念中引入时间因素，让多个处理过程在时间上错开，轮流重复地执行使用同一套设备的各个部分，加快硬件周转来赢得速度。

例子有流水线处理机。

资源重复是指一个指令部件同时控制多个处理单元，实现一条指令对多个数据的操作。

例子有阵列处理机，相联处理机。

资源共享是指用软件方法让多个用户按一定时间顺序轮流使用同一套资源以提高资源的利用率，从而提高系统性能。

例子有多处理机，计算机网络，分布处理系统。

SISD:一个指令部件控制一个操作部件，实现一条指令对一个数据的操作。

《计算机系统结构》复习资料一、名词解释1.计算机系统结构2.存储器带宽3.云计算4.缺页5.静态流水线6.多核CPU7.动态互连网络8.动态流水线二、选择题1,对计算机系统结构，下列(D)是透明的。

A.浮点数据表示B.指令系统C.访问方式保护D,阵列运算部件2.假设对A机器指令系统的每条指令的解释执行可直接由B机器的一段微程序解释执行，则A称为(D)。

A,仿真机B.宿主机C,虚拟机D.目标机3.对汇编语言程序员，下列(A)不是透明的。

A,中断字寄存器B,乘法器C,移位器D,指令缓冲器4.在采用基准测试程序来测试评价机器的性能时，下列方法按照评价准确性递增的顺序排列是(D)。

(1)、实际的应用程序方法(2)、核心程序方法(3)、玩具基准测试程序(小测试程序)(4)、综合基准测试程序A.(1)(2)(3)(4)B.(2)(3)(4)(1)C.(3)(4)(1)(2)D.(4)(3)(2)(1)5.设主存和辅存的平均访问时间分别为10-6秒和10-2秒，若要使虚拟存储器的主存-辅存层平均时间达到10-4,问至少应保证主存访问命中率为多少？CA)0,97B)0.98C)0,99D)16.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7,下列那种存储设备不需要编址？DA,通用寄存器B,主存储器C,输入输出设备D,堆栈8.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9,对输入输出系统的组织产生决定性影响的是哪些基本要求？D1)异步性2)同步性3)分时性4)实时性5）设备相关性6）设备无关性A.2,3,5B.1,4,6C.2,4,6D.1,3,510.下面哪个页面替换算法实际上是不能够实现的？DA.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11.为了提高向量处理机的性能，会采用一些特殊的技术，下面那一项不是提高向量处理机性能而采用的技术？DA.链接技术B.向量递归技术C.Cache缓存技术D.稀疏矩阵的处理技术12.假设一条指令的执行过程可以分为“取指令”、“分析”和“执行”三段，每一段的执行时间分别为A t、2担和3At,顺序执行n条指令至少需要花费的时间为：CA.3n：tB.2nAtC.6n.：tD.n寸13.指令优化编码方法，就编码的效率来讲，那种方法最好？CA.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14.在早期冯〃诺依曼计算机特征中，机器以（C）为中心。

计算机系统结构复习资料1.6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、执指令类型指令执⾏数量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解：（1）CPI ＝(45000×1＋75000×2＋8000×4＋1500×2) / 129500＝1.776 （2）MIPS 速率＝f/ CPI ＝400/1.776 ＝225.225MIPS（3）程序执⾏时间= (45000×1＋75000×2＋8000×4＋1500×2)／400=575s1.7 将计算机系统中某⼀功能的处理速度加快10倍，但该功能的处理时间仅为整个系统运⾏时间的40%，则采⽤此增强功能⽅法后，能使整个系统的性能提⾼多少？解由题可知：可改进⽐例 = 40% = 0.4 部件加速⽐ = 10根据Amdahl 定律可知：()5625.1104.04.011=+-=系统加速⽐采⽤此增强功能⽅法后，能使整个系统的性能提⾼到原来的1.5625倍。

1.8 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%。

考试题型一、单项选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分）二、名词解释（本题共4小题，每小题3分，共12分）三、判断题（本题共13小题，每小题1分，共13分）四、简答（本题共5小题，每小题5分，共25分）五、应用题（本大题共3小题,每小题10分，共30分）第一章计算机系统结构概论一、系统结构(名词解释)：从计算机系统的层次结构定义，系统结构是对计算机系统中各级界面的划分、定义及其上下的功能分配。

每级都有其自己的系统结构。

二、透明性(名词解释)：客观存在的事物或属性从某个角度看不到，简称透明。

不同机器级程序员所看到的计算机属性是不同的，它就是计算机系统不同层次的界面。

三、组成(名词解释)1.计算机组成的定义：计算机组成（又称计算机设计）是指计算机系统的逻辑实现。

包括机器内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。

它着眼于机器内各事件的排序方式与控制机构、各部件的功能以及各部件间的联系。

2.计算机组成的设计是按所希望达到的性能价格比，最佳、最合理的把各种设备和部件组成计算机，以实现所确定的计算机系统结构。

对传统机器程序员来说，计算机组成的设计内容一般是透明的。

3.计算机组成的任务是在计算机系统结构确定分配给硬件子系统的功能及其概念结构之后，研究各组成部分的内部构造和相互联系，以实现机器指令级的各种功能和特性。

(1)数据通路宽度：数据总线上一次并行传送的信息位数。

(2)专用部件的设置：是否设置乘除法、浮点运算、字符处理、地址运算等专用部件，设置的数量与机器要达到的速度、价格及专用部件的使用频度等有关。

(3)各种操作对部件的共享程度：分时共享使用程度高，虽限制了速度，但价格便宜。

设置部件多降低共享程度，因操作并行度提高，可提高速度，但价格也会提高。

(4)功能部件的并行度：是用顺序串行，还是用重叠、流水或分布式控制和处理。

(5)控制机构的组成方式：用硬联还是微程序控制，是单机处理还是多机或功能分布处理。

计算机系统结构：第一章基本概念填空题、选择题复习：1、从使用语言角度，系统按功能划分层次结构由低到高分别为：微程序机器M0、传统机器M1、操作系统机器M2、汇编语言机器M3、高级语言机器M4、应用语言机器M5.2、计算机系统的设计思路：“从中间开始”设计的“中间”是指层次结构中的软硬件交界面，目前多数在传统机器语言机器级与操作系统机器级之间。

3、翻译与解释的区别与联系：区别：翻译是整个程序转换，解释是低级机器的一串语句仿真高级机器的一条语句；联系：都是高级机器程序在低级机器上执行的必须步骤。

4、模拟与仿真的区别：模拟：用机器语言解释实现软件移植的方法，解释的语言存在主存中；仿真用微程序解释，存储在控制存储器中。

5、解决好软件的可移植性方法有统一高级语言、采用系列机、模拟与仿真。

6、系列机必须保证向后兼容，力争向上兼容。

7、非用户片也称通用片，其功能是由器件厂生产时定死的，器件的用户只能用，不能改；现场片，用户根据需要改变器件内部功能；用户片是专门按用户的要求生产高集成度VLSI器件，完全按用户的要求设计的用户片称为全用户片。

一般同一系列内各档机器可分别用通用片、现场片或用户片实现。

8、计算机应用可归纳为向上升级的4类：数据处理、信息处理、知识处理、智能处理。

9、并行性开发的途径有：时间重叠、资源重复和资源共享。

10、并行性是指：同一时刻或同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不同的工作，并行性包含同时性和并发性二重含义。

11、科学计算中的重大挑战性课题往往要求计算机系统能有1TFLOPS的计算能力、1TBYTE 的主存容量、1TBYTE/S的I/O带宽。

12、并行处理计算机的结构：流水线计算机——时间重叠，阵列处理机——资源重复，多处理机——资源共享。

13、多机系统分多处理机系统和多计算机系统，多处理机系统：多台处理机组成的单一系统，多计算机系统：多台独立的计算机组成的系统。

14、多机系统的耦合度可以分为最低耦合、松散耦合和紧密耦合。

计算机组成原理与体系结构专升本重点解析计算机组成原理与体系结构是计算机专业中非常重要的一门课程，它涉及到计算机硬件和软件方面的知识，对于深入理解计算机的工作原理和提高计算机相关技能具有重要意义。

以下是我对计算机组成原理与体系结构专升本重点内容的解析。

一、计算机基本组成计算机是由硬件和软件两部分组成的。

硬件部分包括中央处理器（CPU）、内存、外设等，而软件部分则包括操作系统、应用软件等。

1. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的核心部件，它包括算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）和寄存器等。

ALU负责进行算术和逻辑运算，CU负责控制整个计算机的运行，寄存器则用于存储临时数据。

2. 内存内存是用于存储程序和数据的地方，它分为主存储器和辅助存储器两种。

主存储器主要是指内存条，它具有数据丢失的特点，而辅助存储器则包括硬盘、光盘等，具有数据持久性。

3. 外设外设是指与计算机进行数据交互的设备，例如键盘、鼠标、显示器等。

它们通过与计算机的接口进行连接，提供了与计算机交互的能力。

二、指令与指令系统指令是计算机执行任务的基本单位，计算机通过解析指令来执行相应的操作。

指令包括操作码和操作数两部分，其中操作码表示要执行的操作，而操作数则表示参与运算的数据。

指令系统是计算机所支持的指令的集合，它由指令的格式、操作码和操作数的含义、指令的执行方式等组成。

不同的计算机体系结构有不同的指令系统，例如CISC和RISC。

三、存储器系统存储器系统用于存储程序和数据，并对其进行读写操作。

存储器系统包括主存储器和辅助存储器。

主存储器是计算机中用于存储程序和数据的地方，它通过存储地址来访问数据。

主存储器的容量和存取速度对计算机性能有很大的影响。

辅助存储器用于扩展计算机的存储容量，包括硬盘、光盘等。

辅助存储器具有数据持久性的特点，可以长期保存数据。

四、中央处理器（CPU）的工作原理中央处理器（CPU）是计算机的核心，它负责执行指令、进行数据处理和控制计算机的运行。

第1章计算机系统结构的基本概念1.1 解释下列术语层次结构：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。

CPI：每条指令执行的平均时钟周期数。

测试程序套件：由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序，用来测试计算机在各个方面的处理性能。

存储程序计算机：冯·诺依曼结构计算机。

其基本点是指令驱动。

程序预先存放在计算机存储器中，机器一旦启动，就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序，自动完成由程序所描述的处理工作。

系列机：由同一厂家生产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型号的计算机。

自考计算机系统结构试题及答案解析4月高等教育自学考试全国统一命题考试计算机系统结构试卷(课程代码02325)本试卷共3页，满分l00分，考试时间l50分钟。

考生答题注意事项：1．本卷所有试题必须在答题卡上作答。

答在试卷上无效，试卷空白处和背面均可作草稿纸. 2．第一部分为选择题。

必须对应试卷上的题号使用2B铅笔将“答题卡”的相应代码涂黑。

3．第二部分为非选择题。

必须注明大、小题号，使用0．5毫米黑色字迹签字笔作答。

4．合理安排答题空间，超出答题区域无效。

第一部分选择题一、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，请将其选出并将“答题卡”的相应代码涂黑。

未涂、错涂或多涂均无分。

1．以软件为主实现的机器称为p26A．模型机器B．模拟机C．虚拟机器D．实际机器2．下列关于系列机软件兼容描述正确的是p40 A．系列机软件必须保证向后兼容，力争向前兼容B．系列机软件必须保证向下兼容，力争向前兼容C．系列机软件必须保证向前兼容，力争向上兼容D．系列机软件必须保证向下兼容，力争向后兼容3．浮点数阶值采用二进制p位、尾数基值位r m，则该浮点数的最大阶值为p63A．2p B．2p-1C．2p-1 D．2p-1-14．为了使任何时候所需的信息都只用一个存储周期访问到，信息在主存中存放的地址要求是p73A．地址最低位为0 B．地址最高位为0C．该信息宽度的一半D．该信息宽度的整数倍5．存储器的最大频宽是指p98A．存储器瞬时访问的频宽B．存储器最大的传输速率C．存储器连续访问时的频宽D．存储器的实际传输速率6．总线控制定时查询方式的控制线的线数为p111A．┌log2N┐B．1+┌log2N ┐C．2+┌log2N┐D．3+┌log2N┐7. 存储层次构成的主要依据是p127A．CPU的速度B．主存器件C．程序设计语言D．程序的局部性8．相联存储器的访问依据是A．内容B．地址C．速度D．周期9．并行向量处理的互联网络是A．交换开关B．纵横交叉开关C．单总线D．多总线10．从指令和数据的多倍性来看，阵列机属于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．多指令流多数据流第二部分非选择题二、填空题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)请在答题卡上作答。

02325计算机系统结构自考题库及答案计算机系统结构单选题1.对应用程序员不透明的是( ) AA.条件码寄存器B.乘法器C.指令缓冲器D.先行进位链2.汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是经____来实现的( ) BA.编译程序解释B.汇编程序翻译C.汇编程序解释D.编译程序翻译3.属计算机系统结构考虑的应是( ) DA.主存采用多体交叉还是单体B.主存频宽的确定C.主存采用MOS 还是TTLD.主存容量和编址方式4."从中间开始设计的""中间""目前多数是在( )" CA.传统机器语言机器级与微程序机器级之间B.微程序机器级与汇编语言机器级之间C.传统机器语言机器级与操作系统机器级之间D.操作系统机器级与汇编语言机器级之间5.多处理机主要实现的是( ) DA.操作步骤的并行B.指令级并行C.操作级并行D.任务级并行6.直接执行微指令的是( ) BA.编译程序B.硬件C.微指令程序D.汇编程序7.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( ) AA.编程要用到的硬件组织B.计算机各部件的硬件实现C.计算机硬件的全部组成D.计算机软件所要完成的功能8.尾数下溢处理平均误差可调整到零的方法是( ) D "A.恒置""1""法"B.舍入法C.截断法D.ROM 查表法9.变址寻址的主要作用是( ) AA.支持向量、数组的运算寻址B.支持操作系统中的进程调度C.支持访存地址的越界检查D.支持程序的动态再定位10.在IBM370 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( ) BA.程序调用楷令B.比较与交换指令C.测试与置定指令D.执行指令11.程序员编写程序时使用的地址是( ) CA.主存地址B.辅存实地址C.逻辑地址D.有效地址12.不需要编制的数据存储空间是( ) BA.I/O接口的寄存器B.堆栈C.主存储器D.CPU中的通用寄存器13.RISC执行程序的速度比CISC要快的原因是( ) BA.RISC只允许loAd和store指令访存 B.RISC的指令平均执行周期数较少 C.RISC的指令系统中的指令条数较少 D.程序在RISC上编译生成的目标程序较短14.平均码长最短的编码是( ) AA.哈夫曼编码B.定长编码C.扩展编码D.需要根据编码使用的频度计算平均码长后确定15.外部设备打印机适合于连接到( ) AA.宇节多路通道B.选择通道C.数组多路通道D.任意一种通道16.在IBM370 系统中,申断响应硬件分工保存的是( ) DA.作业名称和优先级等B.各种软件状态和标志C.通用寄存器内容D.条件码等状态信息17.中断响应由高到低的优先次序宜用( ) AA.访管+程序性+重新启动B.访管斗程序性+机器故障C.程序性+1/0+访管D.外部+访管+程序性18.CDC CYBERl70 的I/0 处理机系统属于( ) BA.DMA 方式 B.外围处理机方式 C.通道方式 D.程序控制的1/0 方式19.通道流量是在某个时期单位时间内传送的宇节数,这个时期应是( ) CA.数组多路通道或字节多路通道B.字节多路通道或选择通道C.数组多路通道或选择通道D.任意一种通道20.外部设备打印机适合于连接到( )AA.宇节多路通道B.选择通道C.数组多路通道D.任意一种通道21.数据通路出错引起的中断是( ) BA.访管中断B.机器校验中断C.程序性中断D.外中断22.CAche存贮器常用的地址映象方式是( ) BA.全相联映象B.组相联映象C.页表法映象D.段页表映象23.虚拟存储器主要是为了( ) BA.扩大存储系统的容量和提高存储系统的速度B.扩大存储系统的容量C.提高存储系统的速度D.便于程序的访存操作24.对于采用组相联映像、LRU替换算法cAche存储起来说,不影响cAche命中率的是( ) AA.直接映像、组相联映像、全相联映像B.全相联映像、直接映像、组相联映像C.组相联映像、直接映像、全相联映像D.全相联映像、组相联映像、直接映像25.最能确保提高虚拟存储器访主存的命中率的改进途径是( ) CA.改用LRU替换算法并增大页面B.增大辅存容量C.改用LRU替换算法并增大页面数D.采用FIFO替换算法并增大页面26.与全相联映像相比,组相联映像的优点是( ) AA.目录表小B.命中率高C.块冲突概率低D.主存利用率高27.程序员编写程序时使用的地址是( ) BA.有效地址B.逻辑地址C.物理地址D.主存地址28.评价存储器性能的基本要求有大容量、____和低价格() BA.性价比高B.高速度C.命中率高D.利用率高29.解释一条机器指令的微操作包括____三部分() DA.操作数B.解释C.翻译D.取指令、分析和执行30.实现指令的重叠解释必须在计算机组成上满足____要求( ) CA.硬件冲突B.主存冲突C.要解决“分析”与“执行”操作控制上的同步D.主存和硬件冲突31.非线性流水线的特征是( ) AA.一次运算中要多次使用流水线中的某些功能段B.一次运算中使用流水线中的多个段C.流水线的各功能段在不同运算中可以有不同的连接D.流水线中某些功能段在各次运算中的作用不同32.与线性流水线最大吞吐率有关的是( ) CA.最后功能段的执行时间B.最快的那一段的执行时间C.最慢的那一段的执行时间D.各个功能段的执行时间33.在MIPS的指令流水线中,可能发生的冲突是( ) DA.两条指令的写操作之间的写后写冲突B.后流入的指令的写操作与先流入的指令的读操作之间的读后写冲突C.同一条指令的读操作与写操作之间的写后读冲突D.先流入的指令额写操作与后流入的指令的读操作之间的写后读冲突34."指令间的""一次重叠""是指( )" C "A.“取指K+,""与""分析,""重叠" "B.“分析,""与""执行K+,""重叠" "C.“分析K+,""与""执行,""重叠" "D.执行,与""取指K+,""重叠"35.IBM360/91属于( ) AA.标量流水机B.向量流水机C.阵列流水机D.并行流水机36.以下说法不正确的是( ) BA.静态流水线是多功能流水线B.动态流水线只能是单功能流水线C.动态流水线是多功能流水线D.线性流水线是单功能流水线37.非线性流水线是指( ) AA. 一次运算申要多次使用流水线中的某些功能段B.流水线中某些功能段在各次运算申的作用不同C.一次运算中使用流水线中的多个功能段D.流水线的各个功能段在各种运算申有不同的组合38.在流水机器中,全局性相关是指( ) BA.先读后写相关B.由转移指令引起的相关C.先写后读相关D.指令相关39.CRAY 一l 的流水线是( ) DA.多条多功能流水线B.一条多功能流水线C.一条单功能流水线D.多条单功能流水线40.流水机器对全局性相关的处理不包括( ) BA.加快短循环程序的执行B.设置相关专用通路C.提前形成条件码D.猜测法41.并行(阵列)处理机主要实现的是( ) AA.指令操作级并行B.任务级并行C.指令内操作步骤并行D.作业级并行42.在集中式存贮器构型的并行(阵列)处理机中,为了减少访存冲突,存贮器分体数应读是( ) AA.多于处理单元数B.少于处理单元数C.与处理单元数无关D.等于处理单元数43.能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属( ) BA.SIMDB.MIMDC.MISDD.SISD44.多端口存贮器适合于连接( ) DA.松藕合多处理机B.机数可变的多处理机C.机数很多的多处理机D.紧藕合多处理机45.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( ) AA.只有数据输出相关B.只有数据反相关C.只有数据相关D.只有源数据相关46.数据驱动方式是指( ) CA.按数据需要驱动操作B.按指令对数据的需要驱动操作C.按数据可用驱动操作D.按数据需要和可用驱动操作47.在数据流计算机中,执行一条指令后形成新的数据令牌的个数是( ) CA.能同时并行传送数据令牌的个数B.一个C.需要该指令结果数据的后继指令的条数D.需要共享该指令结果数据的指令操作部件额个数48.数据流程序的调试十分困难的原因是( ) AA.数据流程序有大量的隐含的并行性B.数据流语言是函数类语言C.数据流程序图难以看懂D.数据流中存在大量的数据相关49.数据驱动方式具有异步性、并行性、函数性和局部性的性质,因此,很适合数据流计算机的结构是( ) BA.共享存储器多处理机结构B.分布式存储器多处理机结构C.流水线结构D.阵列结构计算机系统结构判断题1.系统是否设浮点运算指令,对计算机系统结构是透明的。

《计算机组成原理与结构》重要知识点第一章概论一、基本概念1.冯.诺依曼体制？存储程序方式？冯•诺依曼体制包含三个要点：（1）采用二进制代码表示信息，以便计算机识别；（2）采用存储程序工作方式，才能使计算机自动地对信息进行处理；（3）由存储器、运算器、控制器、输入/输出设备等功能部件组成计算机硬件系统。

存储程序工作方式：事先编制程序，事先存储程序，自动、连续地执行程序。

2.控制流？数据流？控制流：控制计算机工作的信息，即指令或命令。

数据流：计算机加工处理的对象，即数值和非数值数据。

传统的诺依曼机采用控制流（指令流）驱动方式：按指令序列依次读取指令，根据指令所包含的控制信息对数据进行处理，在程序执行过程中，始终由指令流驱动计算机工作。

数据流驱动方式是对传统诺依曼机工作方式的根本改变：只要数据准备好，有关指令就可并行执行，如数据流计算机。

3.模拟信号？数字信号？数字信号有哪两种？模拟信号：在时间上连续变化的电信号，用信号的某些参数模拟信息。

数字信号：在时间上或空间上断续变化的电信号，依靠彼此离散的多位信号的组合表示信息。

数字信号有两种：脉冲信号和电平信号。

脉冲信号：在时间上离散的电信号，利用脉冲的有无表示不同的状态。

电平信号：在空间上离散的电信号，利用信号电平的高低表示不同的状态。

4.总线及其组成？一组能为多个部件分时共享的公共的信息传送线路。

总线由一组传送线与相应控制逻辑构成（包括CPU内设置控制逻辑、总线控制器）。

按照传输的信息类型可分为地址总线、数据总线、控制总线。

5.接口的概念？主机与外设之间的连接逻辑，控制外设的I/O操作。

6.基本字长？一般指参加一次定点运算的操作数的位数。

7.CPU主频？时钟频率？外部频率或基频，也叫系统时钟频率。

CPU主频=外频×倍频系数；CPU主频是指CPU内核的工作频率，即CPU的时钟频率，计算机的操作在时钟信号的控制下分步执行，每个时钟信号周期完成一步操作，时钟频率的高低在很大程度上反映了CPU速度的快慢。