计算机系统结构模拟题
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一填空题(每空1分,共30分)1、系列机是指具有相同的体系结构,但具有不同组织和实现的一系列不同型号的机器。
2、存储程序计算机结构上的主要特点之一是以运算器为中心。
3、从计算机系统结构的多级层次结构可知,通常情况下,第1、2、3级用解释方法实现,第4或更高级用翻译方法实现。
4、对于最常见的事件,通常赋予它优先的处理权和资源使用权,这是计算机体系结构设计中的大概率事件优先原则。
5、容量为64块的Cache采用组相联方式映像,字块大小为128字节,每4块为一组,若主存容量为4096块,且以字编址,那么主存地址为 19 位,主存区号为 6 位。
6、可改进比例的值总是小于等于1 。
7、一般有两种策略来保存寄存器的内容,即:调用者保存和被调用者保存。
8、DLX指令集提供了立即数寻址、寄存器寻址、偏移寻址和寄存器间接寻址4种寻址方式。
9、对某流水线处理器测试时发现其存在结构冲突,通常可采用资源重复和流水化功能单元方法解决该问题。
10、编译器通过重新组织代码顺序消除暂停的技术被称为指令调度。
11、按照流水的级别可以把流水线分为部件级流水线、处理机级流水线和处理机间流水线。
12、为解决流水线使用非流水数据通路的寄存器引起冲突,在流水线设计中采用寄存器文件技术解决该问题。
13、Cache的替换算法常见的有 FIFO 、LRU 和随机法。
14、改进Cache性能的方法主要有降低失效率、减少失效开销和减少Cache命中时间。
15、减少流水线处理分支暂停时钟周期数的途径包括尽早判断分支转移是否成功和尽早计算出分支成功转移的PC值。
二、选择题(1—15题,每题1分,共15分)1、下面的指令中, A 不属于RISC处理器指令集。
A.ADD R4,[1000] B.LD R3,(R4) C.SUB R4,R3 D.SD 0(R3),R42. 在其它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。
计算机系统结构考试试题一、选择题(每题 2 分,共 40 分)1、以下关于计算机系统结构的说法中,错误的是()A 计算机系统结构是指计算机系统的软、硬件的界面B 计算机系统结构是对计算机系统中各级界面的定义及其上下的功能分配C 计算机系统结构是指计算机系统的概念性结构和功能特性D 计算机系统结构与计算机组成和计算机实现无关2、提高并行性的技术途径不包括()A 时间重叠B 资源重复C 资源共享D 增加指令3、指令流水线中出现数据相关时,通常采用的解决办法不包括()A 停顿B 分支预测C 数据旁路D 指令预取4、以下关于存储系统的说法中,正确的是()A Cache 是为了弥补主存速度的不足B 虚拟存储器是为了扩大主存容量C 相联存储器是按地址访问的D 主存是按内容访问的5、以下关于中断的说法中,错误的是()A 中断是指计算机在执行程序过程中,遇到突发事件而中断当前程序的执行B 中断响应的过程包括关中断、保存断点、识别中断源、保护现场等C 中断向量是中断服务程序的入口地址D 中断处理的过程包括恢复现场、开中断、返回原程序等6、以下关于总线的说法中,错误的是()A 总线是连接计算机各部件的公共信息传输线B 总线可以分为数据总线、地址总线和控制总线C 同步总线的传输效率高于异步总线D 总线的带宽等于总线的时钟频率乘以总线的宽度7、以下关于输入输出系统的说法中,正确的是()A 程序查询方式的效率最高B 中断方式需要 CPU 不断查询设备状态C DMA 方式可以直接在内存和外设之间传输数据D 通道方式的功能比 DMA 方式强大8、以下关于多处理机系统的说法中,错误的是()A 多处理机系统是指由两个或两个以上的处理机组成的计算机系统B 多处理机系统的并行性比单处理机系统高C 多处理机系统的通信方式包括共享存储器和消息传递D 多处理机系统的性能只取决于处理机的数量9、以下关于流水线的说法中,正确的是()A 流水线的段数越多,流水线的效率越高B 流水线的吞吐率与流水线的段数无关C 流水线的加速比等于流水线的段数D 流水线的效率与任务的类型有关10、以下关于 RISC 指令集的说法中,错误的是()A RISC 指令集的指令长度固定B RISC 指令集的指令格式种类少C RISC 指令集的寻址方式简单D RISC 指令集的指令功能强大11、以下关于 CISC 指令集的说法中,正确的是()A CISC 指令集的指令长度可变B CISC 指令集的指令格式种类多C CISC 指令集的寻址方式复杂D 以上都是12、以下关于超标量技术的说法中,错误的是()A 超标量技术是指在一个时钟周期内同时发射多条指令B 超标量技术可以提高指令的并行度C 超标量技术需要增加硬件的复杂度D 超标量技术可以在任何指令集架构上实现13、以下关于向量处理机的说法中,正确的是()A 向量处理机是专门用于处理向量数据的计算机B 向量处理机的运算速度比标量处理机快C 向量处理机的并行性主要体现在指令级并行D 以上都是14、以下关于存储层次的说法中,错误的是()A 存储层次的目的是为了提高存储系统的性能价格比B 存储层次的性能由命中率、访问时间和失效开销决定C 增加 Cache 的容量可以提高命中率D 降低主存的访问时间可以提高存储层次的性能15、以下关于虚拟存储器的说法中,正确的是()A 虚拟存储器的容量等于主存容量加上辅存容量B 虚拟存储器的页面大小是固定不变的C 虚拟存储器的地址转换是由硬件完成的D 虚拟存储器的页面替换算法对系统性能有很大影响16、以下关于多总线结构的说法中,错误的是()A 多总线结构可以提高系统的性能B 多总线结构可以增加系统的可靠性C 多总线结构可以减少系统的成本D 多总线结构可以提高系统的可扩展性17、以下关于 I/O 接口的说法中,正确的是()A I/O 接口是 CPU 与外设之间的桥梁B I/O 接口可以实现数据格式的转换C I/O 接口可以实现数据缓冲和锁存D 以上都是18、以下关于 DMA 控制器的说法中,错误的是()A DMA 控制器可以接管总线控制权B DMA 控制器可以在内存和外设之间直接传输数据C DMA 控制器可以减少 CPU 的干预D DMA 控制器可以提高系统的并行性19、以下关于通道的说法中,正确的是()A 通道是一种具有特殊功能的处理器B 通道可以实现对 I/O 设备的统一管理C 通道可以提高系统的 I/O 性能D 以上都是20、以下关于计算机系统性能评价的说法中,错误的是()A MIPS 是衡量计算机性能的常用指标之一B MFLOPS 是衡量浮点运算性能的指标C 基准测试程序可以用来评价计算机系统的性能D 计算机系统的性能只取决于硬件的性能二、填空题(每题 2 分,共 20 分)1、计算机系统结构的经典定义是由提出的。
2023年自考专业(计算机应用)《计算机系统结构》考试全真模拟易错、难点精编⑴(答案参考)(图片大小可自由调整)一.全考点综合测验(共50题)1.【单选题】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:D2.【单选题】CPU要能预知未来被访问信息的地址是基于计算机程序具有的特性是()A.快速性B.稳定性C.局部性D.可靠性正确答案:C3.【单选题】对指令间“一次重叠”描述不正确的是( )。
A.仅“执行k”与“分析k+1”B.“分析k+1”完成后立即开始“执行k+1”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正确答案:B4.【单选题】下列不属于集中式总线控制优先次序方式的是()A.串行链接B.DMAC.定时查询D.独立请求正确答案:B5.【单选题】按指令流和数据流的多倍性,多处理机属于的系统是()A.SISDB.SIMDC.MISDD.MIMD正确答案:D6.【单选题】相联存储器的访问依据是()A.内容B.地址C.速度D.周期正确答案:A7.【单选题】存储器的最大频宽是指()A.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正确答案:C8.【单选题】浮点数系统使用的阶基rp=2,阶值位数P=2,尾数基值rm=10,以rm为基的尾数位数m’=1,在非负阶正尾数、规格化情况下的最小尾数值为()A.0.5B.0.1C.0.01D.0.05正确答案:B9.【单选题】流水按处理的级别可分为的级数是()A.6 级B.5 级C.4 级D.3 级正确答案:D10.【单选题】下列属于外部中断的是()A.主存访问方式保护中断B.寻址超过主存容量中断C.定时器中断D.指令和数据格式出错中断正确答案:C11.【单选题】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()。
计算机体系结构题库1.名词解释(每个3分,共15分)多级层次结构----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、操作系统机器级、汇编语言机器级、高级语言机器级、应用语言机器级等。
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。
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。
透明性----在计算机技术中,把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。
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。
模拟----用软件的方法在一台现有的计算机(称为宿主机host)上实现另一台计算机(称为虚拟机)的指令系统。
仿真----用一台现有计算机(称为宿主机)上的微程序去解释实现另一台计算机(称为目标机)的指令系统。
指令系统的完整性----在一个有限可用的存储空间内,对于任何可解的问题,编制计算程序时,指令系统所提供的指令足够使用。
指令系统的规整性----没有或尽可能减少例外的情况和特殊的应用,所有运算都能对称,均匀地在存储器单元或寄存器单元之间进行。
静态流水线----指在同一时间内,多功能流水线中的各段只能按同一种功能的连接方式工作的流水线。
当流水线要切换到另一种功能时,必须等前面的任务都流出流水线之后,才能改变连接。
动态流水线----指在同一时间内,多功能流水线中的各段可以按照不同的方式连接,同时执行多种功能的流水线。
它允许在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。
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。
一:名词解释1:虚拟机:由软件实现的机器。
2:CPI:是衡量CPU执行指令效率的重要标志,指执行每条指令所需的平均时钟周期数。
3:摩尔定律:当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。
4:并发性:指两个或多个事件在同一时间间隔内发生的并行性。
5:程序局部性原理:是指程序在执行时呈现出局部性规律,即在一段时间内,整个程序的执行仅限于程序中的某一部分。
相应地,执行所访问的存储空间也局限于某个内存区域。
局部性原理又表现为:时间局部性和空间局部性。
6:CISC/RISC:CISC:即复杂指令系统计算机,指在系统中增加更多和复杂的指令,来提高操作系统效率的计算机。
RISC:即精简指令系统计算机,指在系统中选取使用一些频率最高的、长度固定的、格式种类少的简单指令的计算机。
7:计算机系统结构:指对机器语言计算机的软、硬件功能的分配和对界面的定义。
8:系列机:指先设计好一种系统结构,而后就按这种系统结构设计它的系统软件,按器件状况和硬件技术研究这种结构的各种实现方法,并按照速度、价格等不同要求,分别提供不同速度、不同配置的各档机器。
9:模拟:用机器语言程序解释实现程序移植的方法。
10:仿真:用微程序直接解释另一种机器的指令系统。
11:寻址方式:寻找操作数或指令的有效地址的方式。
12:替换算法:在存储体系中,当出现页面失效时或者主存的所有页面已经全部被占用而又出现页面失效时,按照某种算法来替换主存中某页。
[由于主存中的块比Cache中的块多,所以当要从主存中调一个块到Cache中时,会出现该块所映象到的一组(或一个)Cache块已全部被占用的情况。
这时,需要被迫腾出其中的某一块,以接纳新调入的块。
]二:选择题1,直接执行微指令的是(C)A 汇编程序B 编译程序C 硬件D微指令程序2,对汇编语言程序员不透明的是(C)A 程序计数器B主存地址寄存器C条件码寄存器D指令寄存器3,最早的冯·诺依曼型计算机是以(B)为中心的A运算器B控制器C存储器 D I/O设备4,计算机系统结构的角度的结构来看,机器语言程序员看到的机器属性是(C )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计算机各部分硬件的实现5,不同系列计算机之间实现可移植性的途径,不包括(B )A 采用统一的高级语言B采用统一的汇编语言C 模拟D仿真6,利用时间重叠原理,实现并行处理的是(A)A流水处理机B多处理机 C 阵列处理机D集群系统7,多处理机实现的并行主要是(B)A指令级并行 B 任务级并行C 操作级并行D操作步骤的级并行8计算机系统结构不包括(B)A信息保护B存储速度C数据表示D机器工作状态9,不需要编址的数据存储空间(D )A CPU通用寄存器B 主存储器C I/O寄存器D堆栈10,RISC执行程序的速度比CISC 快的原因是(C)A RISC指令系统中条数较少B 程序在RISC编译生成的目标程序较短C RISC指令平均执行周期数较少D RISC中只允许LOAD和STORE指令存储11,程序员在编写程序时,使用的访存地址是(B)A主存地址B逻辑地址C物理地址D有效地址12,虚拟存储器主要是为了(A)A扩大存储器系统容量B提高存储器系统速度C扩大存储器系统容量和提高存储器系统速度D便于程序的访存操作13,与全相联映像相比,组相联映像的优点是(B)A目录表小B块冲突概率低C命中率高D主存利用率高14,输入输出数据不经过CPU内部寄存器的输入输出方式是(C )A程序控制方式B中断 C DMA方式D上述三种方式15,在配置了通道的计算机系统中,用户程序需要输入输出时引起的中断是(A)A访管中断 B I/O中断C程序性中断D外部中断16,当计算机系统通过执行通道程序,完成输入输出工作时,执行通道程序的是(B)A CPUB 通道C CPU和通道D指定的外设三:填空1,常见的计算机系统结构的分类法有两种:Flynn分类法,冯氏分类法冯氏分类法是根据系统的最大并行度对计算机系统结构进行分类,大多数的位并行的单处理机属于字串位并的处理机方式2,由软件实现的机器称为:虚拟机3,在一个计算机系统中,低层机器的属性往往对高层机器的程序员是透明的。
第二章计算机系统结构练习题(一)单项选择题1.在现代计算机系统层次结构中,最内层是硬件,最外层是使用计算机的人,人与硬件之间是( )。
A.软件系统B.操作系统C.支援软件D.应用软件2.财务管理软件是一种专用程序,它属于( ) A.系统软件B.应用软件C接口软件D.支援软件3.当计算机被启动时,首先会立即执行( )。
A.接口程序B.中断服务程序C.用户程序D.引导程序4.当硬件的中断装置发现有事件发生,就会中断正在占用CPU的程序执行,让操作系统的( )占用CPU。
A.系统调用程序B.中断处理服务程序C.作业管理程序D文件管理程序5.操作系统支援软件和应用软件只有( )时才能履行自己的职责。
A.分配到主存空间B.占有了必要的外设C.占用中央处理器执行D.找到了所需的文件6.操作系统在中断处理服务程序完成之后,将( )。
A.选择刚被中断的程序执行B.选择正在排队的作业执行C.等待下—个事件的发生D.按预定策略选择程序执行7.在多道程序设计技术的计算机系统中,中央处理器( )。
A.只能被一个程序占用B.可以被多个程序同时占用C.可以被多个程序交替占用D.可以被操作系统和另一个程序同时占用8.外围设备通过相应的设备控制器和通道连接到公共系统总线上,这种结构( )。
A.有利于硬件保护B.允许中央处理器与外设并行工作C.可不用中断机制D.外设的启动速度快9.( )不是一种永久性的存储设备,当电源被切断时,其中的信息就会消失。
A.硬盘B.磁带C.软盘D.主存储器10.中央处理器可以直接存取( )中的信息。
A.光盘B.软盘C.主存储器D.硬盘11.中央处理器存取寄存器中信息的速度与使用主存储器和辅存储器信息相比( )。
A.比较快B.最快C.差不多D.最慢12.存放在( )信息只能顺序存取,无法随机访问。
A.硬盘B.软盘C.光盘D.磁带13.当操作系统退出执行,让用户执行时,系统会( ) A.继续保持管态B.继续保持目态C.从管态变为目态D.从目态变为管态14.硬件设置了( )以实现存储保护。
《计算机系统结构》题库一.单项选择题(在下列每小题的四个备选答案中,只有一个答案是正确的,请把你认为是正确的答案填入题后的()内,每小题2分)第一章:1.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: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---高级机器语言机器级---汇编语言机器级D.汇编语言机器级---应用语言机器级---高级语言机器级答案:B 分数:2 所属章节1—12.汇编语言源程序变成机器语言目标程序是经来实现的。
A. 编译程序解释B. 汇编程序解释C. 编译程序翻译D. 汇编程序翻译答案:D 分数:2 所属章节1—13.直接执行微指令的是:A. 汇编程序B. 编译程序C. 硬件D. 微指令程序答案:C 分数:2 所属章节1—14.对系统程序员不透明的是:A. Cache存储器B. 系列机各档不同的数据通路宽度C. 指令缓冲寄存器D. 虚拟存储器答案:D 分数:2 所属章节1—25.对应用程序员不透明的是:A. 先行进位链B. 乘法器C. 指令缓冲器D. 条件码寄存器答案:D 分数:2 所属章节1—26.对机器语言程序员透明的是:A. 中断字B. 主存地址寄存器C. 通用寄存器D. 条件码答案:B 分数:2 所属章节1—27.计算机系统结构不包括:A. 主存速度B. 机器工作状态C. 信息保护D. 数据表示答案:A 分数:2 所属章节1—28.对计算机系统结构透明的是:A. 字符行运算指令B. 是否使用通道行I/O处理机C. 虚拟存储器D. VLSI技术答案:D 分数:2 所属章节1—29.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 程序性中断.答案:A 分数:2 所属章节1—210.属计算机系统结构考虑的应是:A. 主存采用MOS还是TTLB. 主存采用多体交叉还是单体C. 主存容量和编址方式D. 主存频宽的确定答案:C 分数:2 所属章节1—211.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答案:C 分数:2 所属章节1—212.计算机组成设计不考虑:A. 专用部件设置B. 功能部件的集成度C. 控制机构的组成D. 缓冲技术答案:B 分数:2 所属章节1—213.在多用户机器上,应用程序员不能使用的指令是:A. “执行”指令B. “访管”指令C. “启动I/O”指令D. “测试与置定”指令答案:C 分数:2 所属章节1—214.以下说法中,不正确的是:软硬件功能是等效的,提高硬件功能的比例会:A. 提高解题速度B. 提高硬件利用率C. 提高硬件成本D. 减少所需要的存储容量答案:B 分数:2 所属章节1—315.在系统结构设计中,提高软件功能实现的比例会:A. 提高解题速度B. 减少所需要的存储容量C. 提高系统的灵活性D. 提高系统的性能价格比答案:C 分数:2 所属章节1—316.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答案:D 分数:2 所属章节1—317. 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、向下设计答案:D 分数:2 所属章节1—318. “从中间开始”设计的“中间”目前多数是在:A.传统机器语言级与操作系统机器级之间B.传统机器语言级与微程序机器级之间C.微程序机器级与汇编语言机器级之间D.操作系统机器级与汇编语言机器级之间答案:A 分数:2 所属章节1—319.系列机软件应做到:A.向前兼容,并向上兼容B.向后兼容,力争向上兼容C.向前兼容,并向下兼容D.向后兼容,力争向下兼容答案:B 分数:2 所属章节1—520. 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.存储芯片的集成度答案:A 分数:2 所属章节1—521. 不同系列的机器之间,实现软件移植的途径不包括:A. 用统一的高级语言B. 用统一的汇编语言C. 模拟D. 仿真答案:B 分数:2 所属章节1—522. 利用时间重叠概念实现并行处理的是:A. 流水处理机B. 多处理机C. 并行(阵列)处理机D. 相联处理机答案:A 分数:2 所属章节1—523. 多处理机主要实现的是:A. 指令级并行B. 任务级并行C. 操作级并行D. 操作步骤的并行答案:B 分数:2 所属章节1—5第二章:1.程序员编写程序时使用的地址是()。
1.4 测试题及参考答案(一)单项选择题(在下列每小题的四个备选答案中,只有一个答案是正确的,请把你认为是正确答案的题号,填入题后的()内,多选不给分)1、计算机系统多级层次中,从下层到上层,各级间相对顺序正确的应当是()。
①汇编语言机器级——操作系统机器级——高级语言机器级②微程序机器级——传统机器语言机器级——汇编语言机器级③传统机器语言机器级——高级语言机器级——汇编语言机器级④汇编语言机器级——应用语言机器级——高级语言机器级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。
①编译程序解释②汇编程序解释③编译程序翻译④汇编程序翻译3、直接执行微指令的是()。
①汇编程序②编译程序③硬件④微指令程序4、对系统程序员不透明的应当是()。
①Cache存贮器②系列机各档不同的数据通路宽度③指令缓冲寄存器④虚拟存贮器5、对应用程序员不透明的应当是()。
①先行进位链②乘法器③指令缓冲器④条件码寄存器6、对机器语言程序员透明的是()。
①中断字②主存地址寄存器③通用寄存器④条件码7、计算机系统结构不包括()。
①主存速度②机器工作状态③信息保护④数据表示8、对计算机系统结构透明的是()。
①字符行运算指令②是否使用通道型I/O处理机③虚拟存贮器④VLSI技术9、对汇编程序语言透明的是()。
①I/O方式中的DMA访问方式②浮点数据表示③访问方式保护④程序性中断10、属计算机系统结构考虑的是()。
①主存采用MOS还是TTL②主存采用多体交叉还是单体③主存容量和编址方式④主存频宽的确定11、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()。
①计算机软件所要完成的功能②计算机硬件的全部组成③编程要用到的硬件组织④计算机各部件的硬件实现12、计算组成设计不考虑()。
①专用部件设置②功能部件的集成度③控制机构的组成④缓冲技术13、在多用户机器上,应用程序员不能使用的指令是()。
①“执行”指令②“访管”指令③“启动I/O”指令④“测试与置定”指令14、以下说法中,不正确的是()。
★1.确定哪些数据类型用数据表示来实现,下面几项中不重要的是:A.能够缩短程序运行的时间B.数据表示能够有良好的通用性和利用率C.最可能多的用硬件实现,提高性能D.减少CPU和主存储器之间的通讯量【答案】C★2.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: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【答案】B★3. 简述采用标志符数据表示方法的主要优缺点。
【答案】优点有:(1)简化了指令系统(2)由硬件自动实现一致性检查和数据类型的转换。
(3)简化程序设计(4)简化编译器(5)方便软件调试(6)支持数据库系统缺点有:(1)数据和指令的长度不能一致(2)指令的执行速度降低(3)硬件的复杂性增加★4.有效的缩短地址码的长度,主要采用的有哪些方法?【答案】(1)用间址寻址方式缩短地址码长度(2)用变址寻址方式缩短地址码长度(3)用寄存器间接寻址方式缩短地址码长度是最有效的方法★5.随着计算机技术的不断发展和对指令系统的合理性的研究,精简的指令系统(RISC)出现并且逐步取代CISC的重要位置。
下面所述不是CISC的主要缺点的是:A.20%与80%规律B.VLSI技术的不断发展引起的一系列问题C. 软硬件功能分配的问题D. 由于指令众多带来的编码困难【答案】D★★★6. 某台计算机只有Load/Store 指令能对存储器进行读/写操作,其它指令只对寄存器进行操作。
根据程序跟踪实验结果,已知每种指令所占的比例及CPI 数如下: 指令类型 指令所占比例 CPI 算逻指令 43% 1 Load 指令 21% 2 Store 指令 12% 2 转移指令 24% 2(1)求上述情况下的平均CPI 。
(2)假设程序由M 条指令组成。
算逻运算中25%的指令的两个操作数中的一个已在寄存器中,另一个必须在算逻指令执行前用Load 指令从存储器取到寄存器。
计算机系统结构模拟计算机系统结构试卷⼀1. 经统计, 某机器14条指令的使⽤频率分别为: 0.01, 0.15, 0.12, 0.03, 0.02, 0.04, 0.02,0.04, 0.01, 0.13, 0.15, 0.14, 0.11, 0.03。
请分别求出⽤等长码, 哈夫曼码, 只有两种码长的扩展操作码的操作码平均码长。
2. 设有两个向量C和D,各有4个元素,在图中的静态双功能流⽔线上⼯作。
其中,1->2->3->5组成加法流⽔线,1->4->5组成乘法流⽔线。
设每个流⽔线所经过的时间均为Δt,⽽且流⽔线的输出结果可以直接返回到输⼊或暂存于相应的缓冲寄存器中,其延迟时间和功能切换所需要的时间都可以忽略不计。
求:该流⽔线的实际吞吐率TP和效率η。
3. 在⼀个5段的流⽔线处理机上需经9拍才能完成⼀个任务,其预约表如下表所⽰。
(1)分别写出延迟禁⽌表F、初始冲突向量C;(2)画出流⽔线状态转移图;(3)求出最⼩平均延迟、调度最佳⽅案。
4. 如果设⼀个系统有四个中断级,中断响应次序为1->2->3->4。
现要求中断处理次序改为1->4->3->2,(1)请画出中断级屏蔽位表。
(2) 如果在运⾏⽤户程序的过程中同时发⽣了1,2,3,4 级中断, 请画出此程序运⾏过程⽰意图。
(3) 如果在运⾏⽤户程序的过程中同时发⽣了2,3级中断, ⽽在3级中断未处理完毕⼜发⽣了4级中断, 最后回到⽤户程序时⼜同时发⽣了1,2级中断, 请画出此程序运⾏过程⽰意图。
试卷⼀答案:1.等长码码长为4位,哈夫曼码平均码长为3.38位,两种码长的扩展操作码的操作码平均码长为3.4位2.543210 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 时间Δt 实际吞吐率TP=7/(15Δt)η=32%3.分别写出延迟禁⽌表F = {1, 5, 6, 8},初始冲突向量C = {1 0 1 1 0 0 0 1 },流⽔线状态转移图最⼩平均延迟: 3.5拍调度最佳⽅案(3,4)4.(1)(2)(3)试卷⼆假若编译器优化后能去掉50%的ALU指令,但不能去掉其它三类指令。
《计算机系统结构》模拟题(补)一.判断是非题,对的打√,错的打×1.系列机是指由一个厂家生产的具有相同组成,但具有不同系统结构和实现的一系列不同型号的机器。
( × )2.Cray 1向量处理机中,由于每个向量寄存器的长度为64,当实际需要处理的向量长度大于64时,它就不能够处理了。
( × )3.按照Flynn 分类法,Illiac IV 阵列处理机是MIMD 计算机。
( × )4.多级混洗交换网络是阻塞网络。
( √ )二.填空题1.多机系统的互连网络的通信模式可分为4种,其中,一对一的通信模式称为____单播_____模式,一对全体的通信模式为_____广播____模式,多对多的通信模式为____会议_____模式。
2.SIMD 计算机和流水线向量处理机都可以执行向量指令,前者采用___资源重复______并行性,后者采用___时间重叠______并行性。
3.系列机软件兼容必须做到___向后_____兼容,力争做到___向上_____兼容。
4.流水线消除瓶颈段的方法有____细分_____和____重复设置瓶颈段(可交换次序)_____2种方法。
5.设通道数据传送过程中,选择一次设备的时间为s T ,传送一个字节的时间为D T ,则字节多路通道最大流量等于____D sT T 1_____。
6.Illiac IV 8×8阵列中,网络直径为____7_____。
7.对堆栈型替换算法,增大分配给程序的___主存页面______,对第一级存储器的命中率就会单调____上升_____。
8.从网络的任何结点看,若网络拓扑结构都是相同的,则称这样的网络是___对称______网络。
三.单项选择题1.在计算机系统层次结构中,从下层到上层,各层相对顺序正确的是( B )。
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2.Illiac IV 阵列处理机中,PE 之间所用的互连函数是( A )。
A.PM2±0和PM2±3 B.立方体函数Cube0和Cube1C.全混洗函数Shuffle D.PM2±23.多级混洗交换网络又叫做(B)。
A.移数网络B.Omega网络C.数据交换网络D.STARAN网络4.程序员编写程序时使用的地址是(B)。
A.主存地址B.逻辑地址C.物理地址D.有效地址5.RISC方向主要做的工作是(B)。
A.软件功能硬化B.简化指令功能C.降低指令功能D.硬件功能软化6.浮点数尾数基值8mr,尾数的长度(不包括符号位)为6,可表示的规格化最小正尾数为(C)。
A.0.5 B.0.25 C.0.125 D.1/647.虚拟存储器常用的地址映象方式是(A)。
A.全相联B.段相联C.组相联D.直接8.以下是某非线性流水线的调度方案:(1,7),(2,2,7),(3,4),(4),(5)其中平均延迟最小的等间隔调度方案是(A)。
A.(4)B.(5)C.(3,4)D.(1,7)9.下列循环形式表示的是互连函数PM2-1的是(C)。
A.(7 6 5 4 3 2 1 0)B.(0 1 2 3 4 5 6 7)C.(6 4 2 0)(7 5 3 1)D.(0 2 4 6)(1 3 5 7)10.下列4种消息寻径方式中,不属于包交换的消息寻径方式是(D)。
A.存储转发寻径B.虚拟直通寻径C.虫蚀寻径D.线路交换寻径11.对系统程序员不透明的是(D)。
A.Cache存储器B.系列机各档不同的数据通路宽度C.指令缓冲寄存器D.虚拟存储器12.在系统结构设计中,提高软件功能实现的比例会(C)。
A.提高解题速度B.减少需要的存储容量C.提高系统的灵活性D.提高系统的性能价格比13.Cray1的两条向量指令V1←V2+V3 V4←V1*V5下列说法正确的是(B)。
A.没有功能部件冲突和Vi冲突,可以并行B.没有功能部件冲突和Vi冲突,可以链接C.没有Vi冲突,可以交换执行顺序D .只能串行四.简答题1.计算机系统的Flynn (弗林)分类法是按什么来分类的?共分为哪几类?解释其含义。
1.按照指令流和数据流的多倍性特征对计算机系统进行分类。
分为以下四类:(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MIMD2.简述RISC 的几种关键技术(最少3种)。
2.影响命中率的因素有:程序在执行过程中的页地址流分布情况;采用的页面替换算法;页面大小;主存容量;采用的页面调度方式。
3.列出虚拟存储器中影响主存命中率的主要因素(最少4个)。
3.延时转移技术-将转移指令与它前面的不相关指令对调位置,以利用计算目的地址的时间。
指令取消技术-在条件转移指令解释期间提前启动最有可能的一个分支的后继指令,如果“猜”错则及时取消,“猜”对则赢得了时间。
重叠寄存器窗口技术-用寄存器组代替堆栈传递参数,减少访问主存。
指令流调整技术-对变量重新命名消除相关,消除不了的相关就调整顺序。
硬件为主固件为辅-不常用的复杂指令用微程序实现,避免专设电路,对平均速度影响也不大。
4.简述Amdal 定律。
4.Amdahl 定律:系统中某部件通过使用某种更快的执行方式使得整个系统性能的提高,与可使用这种更快执行方式的部分所占的比例有关。
其衡量指标为加速比,定义如下:务的执行时间采用改进措施后整个任务的执行时间采用改进措施前整个任采用改进措施前的性能采用改进措施后的性能加速比==或e e e non S F F T T S +-==)1(1五.计算题1.假定利用增加向量处理模块来提高计算机的运算速度。
计算机处理向量的速度是其通常的运算速度的20倍。
将可用向量处理部分所花费的时间占总时间的百分比称为可向量化百分比,记为F 。
(1) 求出加速比n S 与可向量化百分比F 之间的关系式。
(2)当要获得加速比为2时的可向量化百分比F为多少?(保留2位小数)2.一个字节多路通道连接D1、 D2、 D3、 D4共4台设备:求:(1)通道的实际流量和工作周期;(2)假设通道的最大流量等于实际流量,画出通道分时为各台设备服务的时间关系图,并计算通道处理完各台设备的第一次数据传送请求的时刻;(3)从时间关系图上发现了什么问题?怎么解决这个问题?3. 有4个中断源D1,D2,D3和D4,它们的中断优先级从高到低分别为1级、2级、3级、4级,各级中断源的中断屏蔽码设置如下表所示,其中,“0”表示该中断源被屏蔽,“1”表示该中断源开放。
如果所有的中断处理都各需3个单位时间,中断响应和中断返回时间相对中断处理时间少得多。
当机器正在运行用户程序时,D2和D3同时发出中断请求,经过两个单位时间,D1和D4又同时发出中断请求。
请画出处理机响应各中断源的中断服务请求和实际运行中断服务程序过程的示意图。
4. 在页式虚拟存储器中,一个程序由0~4共5个虚页组成,在程序执行过程中,访存虚页地址流为:0,1,0,4,3,0,2,3,1,3。
假设分配给该程序的主存空间为3个实页,分别采用LRU和OPT页面替换算法。
(1)分别画出这两种页面替换算法对主存3个实页的使用情况。
(2)计算这两种页面替换算法的命中率。
5.用一台求(1)有效CPI ;(2)MIPS ;(3)程序的执行时间。
6. 有一静态多功能流水线,功能段1,5,6组成加法流水线,1,2,3,4,6组成乘法流水线。
每功能段延时时间为△t 。
要求用尽可能短的时间计算∏=⨯41i iiB A ,画出流水线时空图,计算流水线的吞吐率、加速比和效率。
7. 画出0~7共8个处理器的Omega 网络。
若采用终端地址标记寻径算法,在该图上标出实现将6号处理器数据播送给0~4号,同时将3号处理器数据播送给5~7号时各交换开关的控制状态。
计算题参考答案1. (1) 20)1(1F S n +-=;(2) 53.0=F2.(1)f=2×105字节/秒,T=5us(2)Ts+Td=5us ,通道时间图如下。
第一次完成响应时刻依次为:5 us ,160 us ,20 us ,40 us ;(3)D2丢失第一次请求的数据。
方法有:增加通道的最大流量,保证通道上的所有设备的数据传送请求都能及时得到通道的响应。
动态改变设备的优先级。
增加数据缓冲器,特别是对优先级比较低的设备,以保存会丢失的数据。
3. 用户程序 D1 D2 D3 D4D2,D3D1,D44. (1) 页地址流命中 命中 命中 命中页地址流 0 1 0 4 3 0 2 3 1 3命中 命中 命中 命中 命中(2) LRU 命中率:H =4/10=40%;OPT 命中率:H =5/10=50%5.(1)1.241=⨯=∑=i ii IC IC CPI CPI(2)50106=⨯=CPI fMIPS(3)004.0106=⨯=MIPS ICT6.tT n TP k ∆==17759.1175334≈∆∆⨯+∆⨯==t t t T T S k o %5.2617627≈∆⨯∆==ttkT T E k o 7.01234567000001010011100101110111K2K1K0。