中央电大开放本科计算机科学与技术专业计算机系统结构试题_1007

试卷代号 : 1 0 4 8
座位号
中央广播电视大学 2 00 9 → 2 0 1 0学年度第二学期"开放本科"期末考试
计算机系统结构试题
2010 年7 月
题
号
一
•
一 一 一
总分
分数
得分|评卷人
一、名词解释 ( 1 5分，每题 5分)
1.命中率
2. 静 态 流 水 线
3. 存 储 器 带 宽
得分|评卷人
B. (2)(4)(3) (1 )
D. (1) (2) ( 3) ( 4)
)。 B. 单 指 令 流 多 数 据 流
5. SIMD 是 指 (
A. 单 指 令 流 单 数据 流
c.多指令流单数据流
D. 多 指 令 流 多 数 据 流
6. 下 列 哪 种 存 储设 备 不 需 要 编 址 ? (
A.通用寄存器
计算机系统结构试题答案及评分标准
(供参考)
2010 年7 月
一、名词解释 ( 1 5分，每题 5分}
1.命中率 【答案】命中率是为存储器层次结构中任意两个相邻层次而定义的一个概念，当在 M i中
找到一个信息项时，称之为命中，反之称之为缺失。在 Mi层的命中率就是信息项可在 Mi中
找到的概率。
2. 静 态 流 水 线
A.存储器B.输入输出设备
c.运算器D.控制器
12. 指 令 优 化 编 码 方 法 ， 就 编 码 的 效 率来 讲 ， 哪 种 方 法 最 好 ? (
A. 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
13. 按 照Amdahl 定 律 ， 假 设 将 某 系 统 的 某 一 部 件 的 处 理 速 度 加 快 到 原 来 的5 倍 ， 但 该 部
A. 单 播 B .选 播 c.广播 D.会议
15. 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t:.t， 2 M和 3缸，顺序执行 n条指令至少需要花费的时间为( )。
A. 3n t:. t
一条流水线连接图如下所示，画出 2 0 0条指令连续通过该流水线的时空图，并计算该流水
线的加速比。(其中t:. t = Ins) 输入
乒 件 才l
Sj
S亏
S3
S4
A 刚
出
t= 6 t
t二 6
3t
t二6t
t= 6 t
353
3.
(20 分 )
在下列不同类型的处理机上做向量运算 : D = ( A + B ) 祷 C，向量长度均为 4，每个周期的时
2. 软 件 和 硬 件 在 (
A. 系 统 结 构
)意义上是等效的。
B. 功 能
c.性能D.价格
351
3. 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(
A.仿真机 c.虚拟机
)。
B.宿主机 D.目标机
c.汇编语言机器
操作 系 统机器
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 ? (
1)异步性 的实时性 2 )同步性 5 )设备相关性 3 )分时性 6 )设备元关性
)
A. 2 ,3 ,5
B. 1,4 ,6
C. 2 ,4 ,6
D. 1 ,3 ,5
的 4段，每段的延迟时间均为一个周期。
3) (10 分 ) 向 量处 理 机 ， 有 独 立 的 加 法 器 和 乘法 器 ， 加 法 器采 用3 段 流 水 线 ， 乘 法 器 采 用4 段流水线，每段的延迟时间均为一个周期，采用向量链接方式工作。
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试卷代号 : 1 0 4 8
中央广播电视大学 200 9 2010 学 年 度 第 二 学 期 " 开 放 本 科 " 期 末 考 试
)
B. 主 存 储器 D. 堆 枝
c.输入输出设备
7. MIMD 是 指 (
)。 单指令流 多数据 流
A. 单 指 令 流 单 数 据 流B. c.多指令流单数据流
D.多指令流多数据流 )级机器语言。
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. 传 统 机 器 语 言机 器B.
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B. 2n t:. t
C.
6 口t:. t
D. nM
得分|评卷人
三、计算题( 4 0分)
1.某计算机的 Ca c he主存层次采用组相联映象方式，块大小为2 8字节， Ca c h e容量为 6 4 1
块，按 4块分组，主存容量为4 0 9 6块。那么主存地址共需几位 ( 1 0分) ?
2. (1 0 分 )
4. 在 计算 机 系 统 层 次 结 构 图 中 ， 下 列 四 个级 别 机 器 由 下 到 上 应 按 (
(1)汇编语言机器 ( 2 )微程序控制机器
)排列。
(3) 传 统机 器 语 言 机 器(4) 操 作 系 统 机器
A. (2)(3)(4) (1 ) c. (3) (2) (1 ) ( 4)
【答案】在同一时间内，多功能流水线中的各个功能段只能按照一种固定的方式连接，实现 一种固定的功能。只有当按照这种连接方式工作的所有任务都流出流水线之后，多功能流水 线才能重新连接，以实现其他功能。
3. 存 储 器 带 宽
【答案】存储器带宽为存储器在连续访问时的数据吞吐速率。带宽的单位通常是每秒钟传 送的位数或字节数。
2
3
4
5
6
解: l) 10ns X 4 X (3 十4) =280ns ，4 次 加 法 和4 次乘 法 串 行 执 行
2 )lOnsX (6 十7)=130ns， 流 水 线 执 行4 次 加 法 需 要6 个 周 期 ， 流 水 线 执 行4 次 乘 法 需 要7
个周期
3 )lOnsX (7+3) =100ns， 得 到 第1 个 结 果 需 要7 个 周 期 ， 另 外3 个 结 果 需 要3 个 周 期
)
10. 下 面 哪 个 页 面 替 换 算 法 实 际 上 是 不 能 够 实 现 的 ? (
A. 随 机 页 面 替 换 算 法
c.最久没有使用算法
B. 先 进 先 出 替 换 算 法
D.最优替换算法
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1 1. 在 早 期 冯 · 诺依 曼 计算 机 特征 中 ， 机 器 以 (
)为中心。
二、选择题 ( 4 5分，每题 3分)
I.
e
e
2. B
7. D
12.
3. D
4. A 9. A
14. B
5. B
10. D
6. D
11.
8. A
13. D
e
15. e
三、计算题 ( 4 0分)
1. (1 0 分 )
【答案】 A (区号 6十组号 4十块号 2十块内地址7)
2. (1 0 分 )
解:顺序执行的时间为 T o = 6 X 200= 1200ns
间为 I O ns。分别计算所需的最短时间，写出简要计算过程。 1)(5 分 ) SISD 单 处 理 机 ， 有 一 个通 用 运 算 部 件 ， 每3 个 周 期 做完 一 次 加 法 ， 或 每4 个周 期
做完-次乘法。 2)(5 分 ) 流 水 线 处 理机 ， 有 一 条 两 功 能 静 态 流 水 线 ， 加 法 经 过 其 中 的3 段 ， 乘 法 经 过 其 中
件的原处理时间仅为整个运行时间的 2 0 % ，则采用加快措施后能使整个系统的性能提高到原
来的( )倍。
A. 1/0. 36
B. 1/0. 24
C. 1/0.45
D. 1/0.84
)。
14. 一 到 多 的 通 信 情 况 ， 即 - 个 源 结 点 发 送 同 一 个 消 息 到 多 个 目 的 结 点 ， 叫 做 (
二、选择题 ( 4 5分，每题 3分)
1.为使虚存系统有效地发挥其预期的作用，所运行的程序应具有的特性是(
)。
A. 该 程 序 不 应 含 有 过 多 的 I/O 操 作
B. i亥 程 序 的 大 小 不 应 该 超 过 实 际 的 内 存 容 量
c.该程序应具有较好的局部性 D. 该 程 序 的 指 令 相 关 不 应 过 多
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采用流水方式执行的时间为 T j =3X200 十6-1=605ns
加速比 S = To / T j
= 1200/605= 1. 98
空 间
• • • •• •
n
······ES·a·••• •••
n
••••••••
2
3
••• •••
n n
••• •••
• •
•
时间 (ns )
O
3. (20 分 )