计算机系统结构试题及答案.doc

一。填空题（每空1分，共20分）1.开发并行性的途径有（时间重叠）、（资源重复）和（资源共享）等。2.计算机组成指的是计算机系统结构的（逻辑实现）、计算机实现指的是计算机组成的（物理实现）3.指令由（操作码）和（地址码）两部分组成。4.依据对数据令牌不同，可将数据流计算机的结构分为（静态）和（动态）两种。5.总线按用法可分为（专用）和（非专用）两种。6.I/O系统的发展经历了3个阶段，对应于3 种工作方式，即（程序控制I/O)(直接存储器访问DMA)(I/O处理器方式）7.根据存储映象算法的不同，虚拟存储器主要有（段式）（页式）和（段页式）三种映象方式。8.流水技术按处理的级别分为（部件级）（处理机级）和（系统级）二。名词解释题（共18分）1.（2分）MIMD-是指多指令多数据流计算机。2（4分）仿真-用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法就称为仿真。3.（4分）分布式总控制技术-在非专用总线上，在完成裁决所挂多个设备或部件的优先次由此可见地，相应的总线控制逻辑分散在连到总线的各个部件中，这种控制方式就称为分布式总线控制4.（4分）中断响应-当中断源发出中断请求时，系统中断CPU现行程序的运行，转去对中断请求进行预处理，包括保存断点及现场，控制转入处理该中断服务程序，准备运行。这个过程叫中断响应。5.（4分）动态流水线-在多功能流水线中，如果流水线的各功能段在同一时间内可按不同运算或功能联接，则称这类流水线为动态流水线。 三。改错题（每题2分，共10分）1.变址寻址（A）是对逻辑地址（B）空间到物理地址（C)空间变换的支持，以利于实现程序的动态再定位。 A错， 基址寻址。2.松耦合多处理机（A)较适合粗粒度（B）的并行计算，每台处理机都有一个容理较大的共享主存（C），用以存储局部经常用的指令和数据。C错，局存3.直接映象（A）规则是可将主存中的任一块映象到CACHE的任一块位置，优点是块冲突率最小，CACHE空间利用率最高（B)，代价最大（C)。A错，全相联映象4.脉动阵列机（A)的所有处理单元受不同时钟控制（B)，输入数据能被多个处理单元重复使用（C)，降低对系统同一主存和I/O系统频宽的要求。B错 同一时钟5.数据结构（A)指的是由机器硬件（B)直接识别和引用的数据类型（C) A错 数据表示 或 B错软件四，简答题（共22分）1.从计算机执行程序的角度出发，并行性可分为哪四个等级。（4分）答：（1）指令内部并行，（2）指令间并行（3）任务级或过程级并行（4）作业或程序级并行2.总线的集中式控制方式有哪些？比较它们的硬件复杂度（5分）答：集中式控制方式包括：（1）串行链接方式（1分）（2）定时查询方式（1分）（3）独立请求方式（1分）串行链接方式的硬件复杂度最简单，其次是定时查询方式，独立请求方式的硬件复杂度最大（2分）3.什么是总线的数据宽度和数据通路宽度？（4分）答：数据宽度是I/O设备取得I/O总线后所传输数据的总量，数据通路宽度是数据总线的物理宽度，即一个时钟周期所传送的信息量。4.段式存储器有何优缺点？（5分）答：主要优点包括：（1）便于大程序分模块编制；（2）便于几道程序共用巳存主存中的程序和数据（3）易于以段为单位实现存储保护主要缺点是：（1）无法高效地为调入段分配主存区域（2）需要设置段映象表，并为整个系统设立一个实主存管理表，并进行相应的管理。5.流水线的向下扩展与向上扩展分别是什么含义 （4分）答：流水线向下扩展是指把流水线的各段（或子过程）进一步细分，让每个子过程经过的时间都同等程度减少，以进一步提高吞吐率，流水技术的向上扩展可理解为在多个处理机之间流水，多个处理机对数据集中处理，各处理机专门完成其中的一个任务。五。应用题（共30分）1.（10分）一静态多功能流水线由6个功能段组成，如下图：S1-S4 ,S3-S6;其中，S1,S4,S5,S6组成乘法流水线，S1,S2,S3,S6组成加法流水线，每个功能段时间均为20MS，假定流水线的输出结果可以直接返回流水线输入端。而且设置有足够的缓冲寄存器。若按照最快的方式用该流水线计算机f=x1y1z1+x2y2z2+.+x5y5z5;(1)给出计算步骤，并画出其处理过程的时空图；（2）计算其实际吞吐率和效率。解（1）处理过程如下：A:计算XiYi,共5次（1分）B:计算XiYiZi,共5次（1分）C:计算最终结果,共3次（1分)时空图如下：（略）（2）吞吐率为13、（2520ns)（1分）效率为：(4*10*20ns+4*3*20ns)/(25*6*20ns)=26/75(1分）2.（12分）设某程序有5个虚页，其页地址流如下：1,3,5,2,3,4,5,2,5,3,4,5其中每个页地址重复50次当采用LRU替换算法时，为获得尽可能最高的命中率，至少应分配该程序几个实页？其可能的最高页命中率为多少？解：该地址流的不命中次数与下述地址流的不命中次数相贩：（4分）1，3，5，2，3，4，5，2，5，3，4，5该地址流的LRU模拟情况如下：地址流1 3 5 2 3 4 5 2 5 3 4 51 3 5 2 3 4 5 2 5 3 4 50 1 3 5 2 3 4 5 2 5 3 40 0 1 3 5 2 3 4 4 2 5 30 0 0 1 1 5 2 3 3 4 2 20 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1实页数：1_2_*3_*_*_*4_*_*5_*_*注，0表示空，_表示不命中，表示命中为达到最高命中率，至少应分配该程序4个实页（2分）这时的不命中率为5；（2分）最高命中率为1-5/（1250)=99.2%(4分)3.（8分）（1）画出N=8的三级混洗交换网络；（2）多级混洗交换网与STRAN网络有何区别。解（1）（5分）略（画出三级，每级4 个交换单元得2分，级