?計算機系統結構自考2014年4月真題

計算機系統結構自考2014年4月真題及答案解析

本試卷為選擇題型，填空題，簡答題，應用題等題型。

一、單項選擇題在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內。錯選、多選或未選均無分。 (本大題共10小題，每小題1分，共10分)

1.以下能夠直接執行微指令的是 ( )

A.匯編程序
B.編譯程序
C.硬件
D.固件

2.系列機軟件應做到 ( )

A.向前兼容，并向上兼容
B.向后兼容，力爭向上兼容
C.向下兼容，并向前兼容
D.向后兼容，力爭向下兼容

3.在浮點數尾數下溢處理時，最大誤差最大，但下溢處理不需要時間，平均誤差又趨于0的方法是 ( )

A.截斷法
B.舍入法
C.ROM查表法
D.恒置“l”法

4.在IBM370系統中，支持操作系統實現多進程公用區管理最有效的指令是 ( )

A.“測試與置定”指令
B.“比較與交換”指令
C.“執行”指令
D.“程序調用”指令

5.采用組相聯映像、LRU替換算法的Cache存儲器，不影響Cache命中率的方法是 ( )

A.增加Cache中的塊數
B.增大組的大小
C.增大主存容量
D.增大塊的大小

6.采用組相聯映像的Cache存儲器，可用于地址變換的方法是 ( )

A.目錄表法
B.比較對法
C.頁表法
D.堆棧法

7.ILLIAC-IV陣列處理機中，PE之間所用的互連函數是 ( )

A.

PM2_±0和PM2_±3

B.

Cube₀和Cube_l

C.Shuffle
D.

PM2_±2

8.并行處理機有16個處理單元，編號為0～l5，采用shuffle單級網絡互連，與13號處理單元相連的處理單元的編號是 ( )

A.15
B.11
C.9
D.7

9.間接二進制n方體網絡是一種 ( )

A.多級混洗交換網絡
B.單級立方體網絡
C.多級全排列網絡
D.多級立方體網絡

10.多處理機程序段的指令之間存在數據反相關時，下列說法正確的是 ( )

A.不能并行
B.適當同步控制，可以并行
C.可以交換串行
D.若指令滿足交換律，可以交換串行

二、填空題(本大題共10題，每小題2分，共20分)

11.從計算機執行程序的角度看，并行性等級由低到高可分為________、________、任務或進程間和作業或程序間四級。

12.浮點數尾數基值增大，可使運算中的精度損失________，可表示數的精度________。

13.中斷系統軟硬件功能分配實質是中斷________軟件和中斷________硬件的功能分配。

14.數據寬度是指I/O設備取得________后所傳送數據的總量;數據通路寬度是________的物理寬度。

15.虛擬存儲器主要是為解決主存________滿足不了要求發展出來的;Cache存儲器是為了解主存________滿足不了要求發展出來的。

16.虛擬存儲器對________程序員是透明的，對________程序員是不透明的。

17.解決重疊相關處理的兩種基本方法是推后________和設置________。

18.按多功能流水線的各段能否允許同時用于多種不同功能連接流水，可把流水線分為________流水線和________流水線。

19.N個處理單元的混洗交換網絡中，最遠的兩個人入、出端的二進制編號是________和________，其最大距離為2log2N—1。

110.松耦合多處理機可以有________型和________型兩種構形。

三、簡答題(本大題共5小題，每小題6分，共30分)

21.簡述通道的3種類型各適合連接什么類型設備，說明各種類型通道在滿負荷時的實際流量與所連接設備的關系。

22.簡述并行性從計算機系統處理數據的角度劃分的四個等級，并各舉一例。

23.簡述透明性概念，說明下列哪些對于計算機系統結構是透明的。浮點數據表示;字符串運算指令;陣列運算部件;通道是采用結合型還是獨立型;訪問方式保護;數據總線寬度;Cache存儲器;存儲器的最小編址單位;存儲器的模M交叉存取，串行、重疊還是流水控制方式。

24.簡述數據表示和數據結構之間的關系及引入高級數據表示的基本原則。

25.簡述實現指令的重疊解釋必須在計算機組成上滿足的要求。

四、簡答應用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)

31.機器有5級中斷，中斷響應次序為1→2→3→4→5，現要求實際中斷處理次序為2→3→1→5→4。(1)設計各級中斷處理程序的中斷級屏蔽位的狀態，令“0”為開放，“l”為屏蔽;(2)若運行用戶程序時，同時發生1、3級中斷請求，而在l級中斷服務未完成時，又發生2、3、4、5級中斷，請畫出處理機執行程序全過程的示意圖(標出交換PSW的時間)。

32.求A1、A2、…、A8的累加和，有如下程序。S1 A1=A1+A2S2 A3=A3+A4S3 A5=A5+A6S4 A7=A7+A8S5 A1=A1+A3S6 A5=A5+A7S7 A1=A1+A5寫出用FORK、JOIN語句表示其并行任務的派生和匯合關系的程序，以假想使此程序能在多處理機上運行。

五、綜合應用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)

41.有一個4段的單功能非線性流水線，其預約表如題28表：(1)分別寫出延遲禁止表F，沖突向量C，并畫出沖突向量的狀態轉移圖;(2)寫出其流水線的最佳調度方案及此時的最大吞吐率。

42.有一個虛擬存儲器，主存有4個實頁，頁號為0~3，程序有8個虛頁，頁號為0~7，采用全相聯映像和FIFO替換算法。給出如下程序頁地址流：2、3、5、2、4、0、1、2、4、6。(1)假設程序的2、3、5頁已先后裝入主存的第3、2、0頁位置，請畫出上述頁地址流工作過程中，主存各頁位置上裝入程序各頁號的變化過程圖，標出命中時刻;(2)求出此期間主存的命中率H。