中国矿业大学《计算机系统结构》试题及答案.doc

中国矿业大学20032004学年第一学期函授夜大学计算机系统结构模拟试题（B卷）（开一页）站点：直属 专业年级：夜大计01专本 形式： 夜大 层次： 专本 一、填空题(每空1分，共15分)1. 推动计算机系统结构发展的主要动力是_。2. _的发展是促使计算机系统结构不断发展的最活跃因素。3. 衡量计算机系统性能可采用各种尺度，但最为可靠的衡量尺度是_。4. CPI表示执行每条指令所需的_。5. 计算机系统中的数据表示是指可由硬件直接辨认的_。6. 在向量处理中经常会遇到稀疏向量，为了节省存储空间和处理时间 _的表示方法。7. 在当今的RISC机的指令系统中，全都是_指令格式。8. 增强向量流水处理性能的方法主要有：多功能部件并行操作和采用_技术。9. 数组多路通道与设备之间的数据传送的基本单位是_。10. 数据流系统结构是基于数据驱动和_的计算模型。11. 在8个PE的混洗交换网络中,若要使第0号PE和第7号PE相连,需要经过_ _次混洗和_次交换。12、在所有的系统结构的特性中，指令系统的外特性是最关键的。因此，计算机系统结构有时就简称为_。13、一个较好的设计者应充分考虑CPU速度、主存容量及_三者之间的恰当平衡。14、T（C）所描述的三个层次是：处理控制器、算逻部件和_。二、单项选择题（每题1分,共20分） 1计算机系统结构的外特性是指( )所看到的外特性。 A. 应用程序员 B高级语言程序员 C. 机器语言程序员或编译程序编写者 D包括以上各级程序员 2计算机系统的描述：TCRAY-1=1，12*8，64*(1-14)，说明该系统流水段为( ) 。 A.12 B.8 C.64 D.1-14 3计算机系统设计任务之一，在满足功能要求基础上，进行设计优化，优化的主要衡量指标是( )。 A. 硬件简化程度 B. 编程开销 C. 降低成本 D. 性能价格比 4用软件方法可在一台现有的计算机(甲)上实现另一台计算机(乙)的指令系统，通常把乙机称为( )。 A宿主机 B虚拟机 C. 目标机 D. 系统机 5统计计算机性能测试结果有多种方法，其中( )最接近CPU的实际性能。 A. 算术性能平均值 B几何性能平均值 C. 调和性能平均值 D峰值性能指标 6.在设计指令系统时应注意：指令中各个不同含义的字段之间，在编码时应互相独立、互不相关。即( )原则： 、 A正交性 B规整性 巳对称性 D可扩充性 7采用先行控制技术需增设一些缓冲部件，这些缓冲部件的深度之间存在的关系是 AD指缓D操作数D读栈D写栈 BD操作数D指缓D读栈D写栈 CD读栈D写栈D指缓D操作数 DD读栈D写栈D操作数D指缓 8用动态再定位形成访存物理地址的方法是在( )时进行的。 A程序装入 B程序执行 巳程序编译 D程序连接 9Cache存储器地址映象算法中，( )所需硬件最少。 A段相联映象法 B组相联映象法 C. 直接映象法 D全相联映象法 10特别适合于打印机等低速设备的总线数据宽度为( )。 A. 可变长块 B定长块 C. 单字加定长块 D.单字（或单字节） 11中断系统采用( )性能最佳。 A. 全硬件实现 B全软件实现 C. 软硬结合 D.并行结构 12如果快表采用堆栈替换算法，则( )，其命中率越高。 A. 快表容量大 B快表查找速度快 C. 快表用全硬件实现 D快表用软硬结合实现 13在数据流计算机中，一条指令能否执行的主要依据是( )。 APC程序计数器所指定 B操作数地址形成 C. 下一条指令已准备好 D操作数全部到达 14基于需求驱动和共享数据的计算模型是( )。 A串归约系统结构 B图归约系统结构 C. 数据流系统结构 D传统的系统结构 15以下叙述中，错误的是( )。 A采用分布式存储器以MIMD方式工作的多机系统将成为并行机发展的主流趋向 B系列机具有相同系统结构，兼容机具有不同系统结构 C. “先读后写”数据相关只会出现在异步流动流水线中 D归约机系统结构采取的是种滞后求值策略16推动计算机系统结构发展的主要动力是( )的发展。A器件 B 应用 C软件 D计算机组成17机器硬件能直接识别和引用的数据类型是( )。A数据结构 B数据表示 C. 二进制 D数据描述符18系列机软件兼容必须有的基本要求是：应能保证做到( )。A向上兼容 B向下兼容 C 向前兼容 D向后兼容19近十几年来通用寄存器结构方式已成为主流方式，对RISC计算机而言，它（ ）类型。A只有寄存器存储器 B 只有存储器存储器C 只有寄存器寄存器 D 上述类型组合20计算机系统结构是指对处在（ ）之间界面的描述。A硬件和软件 B 硬件和固件 C 高级语言和操作系统级 D 不同高级语言四、简答题(每小题5分，共20分)1简述标志符数据表示与描述符数据表示不同之处。2. 简述RISC采用的主要技术。3. 简述提高主存带宽的主要方法。4. 简述向量流水线中，向量指令可以链接的前提条件。五、(共15分)设某程序包含5个虚页，其地址流为： 4, 5, 3，2, 5, 1，3, 2, 2，5, 1, 3问题l当使用LRU法替换时，画出队列中块变化图(可直接填在下图)：问题2为获得最高命中率，至少应分配给程序几个实页?其可能的最高命中率为多少?五、（共15分）已知一个单功能非线性流水线的预约表如下图所示：时间t段S123456S1S2S3S4要求：1、列出禁止表和冲突向量。（3分）2、画出表示所有可能的等待时间循环的状态转换图。（7分）3、列出所有的调度方案及对应的平均延迟。（5分）七、(共15分)试比较在不同计算机系统中。计算下列表达式所需时间：其中，加法需要40ns，乘法需要90ns。 问题1 若在具有一个通用PE(处理单元)的SISD计算机中，数据传送时间忽略不计，计算该表达式所需时间T是多少? 问题2若在SIMD计算机中，具有8个PE，PE间以线性圆环方式互连(以单向方式传送数据)，试分析该机计算上述表达式时的具体步骤及用于乘法和加法的时间开销。 问题3 在上述具有8个PE的SIMD计算机中，数据由一个PE(处理单元)传送到另一个PE需要10ns，计算该表达式所需全部时间是多少?答案一、 1计算机应用 2器件 3时间 4平均时钟周期数 5数据类型 6压缩向量 7定字长 8链接 9数据块 10消息传送 112，312指令集系统结构13IO吞吐率14位级电路(或BLC) 二、 1. C 2. D 3. D 4. B 5. C 6. A 7. A 8. B 9. C 10.D 11.C 12.A 13.D 14.B 15.B16. B 17. B 18. D 19. C 20. A 三、 1. (1) 标志符要与每个数据相连，两者存在一个存储器单元中；而描述符则和数据分开存放。 (2) 要访问数据集中的元素时必须先访问描述符，这就至少增加一级寻址 (3) 描述符可看成是程序的一部分，而不是数据的一部分： 2(1) 设置大量寄存器并采用窗口重叠技术。 (2) 采用优化延迟转移技术。 (3) 采用比较转移指令。(4) 采用优化编译技术。 3.（1）增加存储器的数据宽度：即增加单体存储器中同时访问的数据量从而提高吞吐率。 （2）采用存储器的多体交叉技术，多个存储体作为存储器的并行模块，使总的数据吞吐率得到提高。 4.（1）不存在功能部件使用冲突。 （2）共用向量寄存器中的向量长度、起始地址，偏移量等均要相等。 （3）只有在前一指令第一个分量送人结果向量寄存器的那个时钟周期方可链接。 （4） 要求有关功能部件的延迟时间相等，即先行的两条指令产生结果的周期相等。四： （1）略 (2)从上述状态可见：当分配5个实页或4个实页时，命中率均为712，当分配3个实页时，命中率为212。 所以：为获得最高命中率，至少应分配给程序4个实页，最高命中率为712。五、1、禁止列表=2，4冲突向量=（1010）2、状态转换图如下：101055311111101133、略4、略六、(1)进行8次乘法、7次加法，全部顺序进行。 所需时间T8*90ns+7*40ns=loons=1us(2)8次乘法可同时进行；7次加法中分三步顺序进行： 第一步：4次加法并行