2016年4月自考计算机系统结构02325试题及答案解析

1、2016年4月H考计算机系统结 构(02325)试题及答案解析 2016 年 4 月高等教育自学考试全国统一命题考试 计算机系统结构 试卷 （ 课程代码 02325） 本试卷共 3 页，满分 l00 分，考试时间 l50 分钟。 考生答题注意事项： 1本卷所有试题必须在答题卡上作答。答在试 卷上无效，试卷空白处和背面均可作草稿纸 . 2第一部分为选择题。必须对应试卷上的题号 使用 2B 铅笔将“答题卡”的相应代码涂黑。 3第二部分为非选择题。必须注明大、小题号， 使用 05 毫米黑色字迹签字笔作答。 4合理安排答题空间，超出答题区域无效。 第一部分 选择题 一、单项选择题 （ 本大题共 10

2、小题，每小题 1 分，共 10 分 ） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符 合题目要求的，请将其选出并将“答题卡” 的相应代码涂黑。未涂、错涂或多涂均无分。 1以软件为主实现的机器称为 p26 A 模 型 机 器 B模拟机 C 虚 拟 机 器 计算机系统结构试卷第 2 页共 15页 D实际机器 2下列关于系列机软件兼容描述正确的是 p40 A系列机软件必须保证向后兼容，力争向前 兼容 B 系列机软件必须保证向下兼容，力争向前 兼容 C 系列机软件必须保证向前兼容，力争向上 兼容 D 系列机软件必须保证向下兼容，力争向后 兼容 3浮点数阶值采用二进制 p 位、尾数基值位 rm， 则该浮点数的

3、最大阶值为 p63 A2p B2p-1 C2p-1 D2p-1-1 4为了使任何时候所需的信息都只用一个存储 周期访问到，信息在主存中存放的地址要求是 p73 A 地 址 最 低 位 为 0 B地址最高位为 0 C 该 信 息 宽 度 的 一 半 计算机系统结构试卷第 3 页共 15页 D该信息宽度的整数倍 5存储器的最大频宽是指 p98 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 6总线控制定时查询方式的控制线的线数为 p111 A log 2N B 1+log 2N C 2+ log 2 N D 3+log 2N 7. 存储层次构

4、成的主要依据是 p127 A CPU 的 速 度 B主存器件 C 程 序 设 计语 言 D程序的局部性 8相联存储器的访问依据是 A 内 容 B地址 C 速 度 D周期 计算机系统结构试卷第 4 页共 15页 9并行向量处理的互联网络是 A 交 换 开 关 B纵横交叉开关 C 单 总 线 D多总线 10从指令和数据的多倍性来看，阵列机属于 A 单指令流单数据流 B 单指令流多数据流 C 多指令流单数据流 D 多指令流多数据流 第二部分 非选择题 二、填空题 （本大题共 10小题，每小题 2分，共 20分） 请在答题卡上作答。 11软件的功能可以用 _硬件 或_固件 实现。 12指令由 _操作码

5、和_地址码 两部 分组成。 p75 13计算机应用可归纳为向上升级的 4 类：数据 处理、 _信息处理 、_知识处理 和 智能处理。 p44p45 14浮点数下溢处理的精度损失对 _ 系统 计算机系统结构试卷第 5 页共 15页 程序和 _应用 程序设计者都是透明的。 p69 15适当选择好 Cache 的容量、块的大小、组相 联的_组数和组内的 _块数 ，可以 保证有较高的命中率。 16能够并行读出多个 CPU字的单体多字和 _ 多体单字 、_多体多字 的交叉访问主 存系统被称为并行主存系统。 p100 17中断系统的软、 硬件功能分配实质上是中断 _处理程序软件 和中断 _响应硬件 的功能

6、分配。 p107 18页式存储是把 _主存 空间和 _ 程序 空间都机械地等分成固定大小的页， 按页 顺序编号。 p131 19主存空间数据相关是相邻两条指令之间出现 对主存 _ 同一单元 要求 _ 先写而后读 的关联。 20将 二维数 组中各 元素 在 存储 器中 _错位 存放可以使行或列的各元素都能并行访 问，但会造成 _主对角线 上各元素的并行 访问冲突。 计算机系统结构试卷第 6 页共 15页 三、简答题 （ 本大题共 5 小题，每小题 6 分，共 30分） 请在答题卡上作答。 21. 简述指令字格式优化的措施。 p80 答： 采用扩展操作码，并根据指令的频度 Pi 的分布状况选择适合

7、的编码方式， 以缩短操作 码的平均码长； 采用多种寻址方式，以缩短地址码的长 度，并在有限的地址长度内提供更多的地址信 采用 0、1、 2、3 等多种地址制，以增强 指令的功能； 在同种地址制内再采用多种地址形式， 让 每种地址字段可以有多种长度， 且让长操作码与 短操作码进行组配； 在维持指令字在存储器中按整数边界存 储的前提下，使用多种不同的指令字长度。 22. 简述引入数据表示的原则。 p61 答：看系统的效率是否有显著提高， 包括实现 时间和存储空间是否有显著减少； 实现时间是否 减少又主要看主存和处理机之间传递的信息量 是否减少； 计算机系统结构试卷第 7 页共 15页 看引入这种数

8、据表示后， 其通用性和利用率是 否提高。如果只对某种数据结构的实现效率高、 而对其他数据结构的实现效率低，或应用较少， 将导致性价比下降。 23. 简述数组多路通道的数据传输方式。 p119 答：数组多路通道在每选择好一台设备后， 要连 续传送完固定 K 个字节的成组数据后， 才能释放 总线，通道再去选择下一台设备， 再传送该设备 的 K 个字节。 如此，以成组方式轮流交叉地为多 台高速设备服务。 设备要想传送 N 个字节，就需 要先给 N/K次申请使用通道总线才行。 24简述机群系统相对于传统的并行系统的优 点。 答: 系统有高的性能价格比； 系统的开发周期短； 系统的可扩展性好； 系统的资

9、源利用率高； 用户投资风险小； 用户编程方便。 计算机系统结构试卷第 8 页共 15页25简述 SIMD系统的互连网络的设计目标。 答： 结构不要过于复杂，以降低成本； 互联要灵活，以满足算法和应用的需求； 处理单元间信息交换所需传送步数尽可能少， 以提高速度性能； 能用规整单一的基本构件组合而成， 或经多次 通过或多级连接来实现复杂的互联，使模块性 好，以便于用 VLSL实现并满足系统的可扩展性。 四、简单应用题 （本大题共 2 小题，每小题 l0 分， 共 20 分 ） 请在答题卡上作答。 26给出 N=8的蝶式变换，如图题 26 图所示。 写出互连函数关系。 如果采用 omega网络，需

10、几次通过才能完 成此变换？ 。0 0。 1。 2。 。2 计算机系统结构试卷第 9 页共 15页 3。 4。 5。 6。 。4 。5 。6 。7 7。 题 26 图 解： 互联函数关系： f(P 2P1P0)=P0P1P2 如果处理单元设有屏蔽位控制硬件， 可让 PE0 、 PE2、PE5 和 PE7 均处于屏蔽， PE1、PE3、PE4 和 PE6为活跃，只需要在 omega网 络上通过一次，传输路径无冗余。 如果处理单元未设置屏蔽位控制硬件， 就需要在 omega网络上通过两次，此时，传输路径就会出 现很多冗余。 27. 由 3 位数(其中最低位为下溢处理的附加位) 计算机系统结构试卷第

11、10 页共 15页 经 ROM查表舍入法， 下溢处理成 2 位结果， 设计 使下溢处理平均误差接近于 0 的 ROM表，列出 ROM编码表的地址与内容的对应关系。 解：3 位数的 ROM下溢处理表共有 2 某低速设备每隔 500s发出一个字节数据 请求，至多可接几台这种设备？ 对于题 28 表所示的低速设备， 一次通信传 计算机系统结构试卷第 11 页共 15页 =8个地址， 地址码为 000111，每个地址存放一个处理结果。 下溢处理平均处理误差接近于 0的 ROM处理表如 图 27 所示 地 址 000 001 010 011 100 101 110 111 内 容 00 01 01 10

12、 10 11 11 11 图 27 五、综合应用题 ( 本大题共 2 小题，每小题 l0 分，共 20 分 ) 请在答题卡上作答。 28如果通道在数据传送期中， 选择设备的时间 T5 为 10s，传送一个字节数据需要的时间 TD为 0.5 s。 送的字节数不少于 1024 个字节，则哪些设备可 挂？哪些设备不可挂？ 设备 A B C D E F 设备 1/0. 1/0. 1/0. 1/0. 1/0. 1/0. 速率 1 6 2 25 8 55 f i /B -1 s 题 28 表 AF 设备的速率 解： 低速设备每隔 500?发出一个字节的数据 传送请求，挂低速设备的通道应按字节多路通道 方式工作，极限流量 ：f max.byte =1/(T S+TD) 如果所挂的台数为 m，设备的速率 f i 实际就是设 备发出的字节传送请求的间隔时间的倒数， 相同 设备，速率之和为 mf i 。为了不丢失信息， 应满足 : 1/(T S+TD) m f i 于是 m应满足： m1/(T S+TD) f i=500/(10+0.5)=48 所以至多可挂 48 台低速设备。 计算机系统结构试卷第 12 页共 15页 29有以下 FORK、 JOIN 写成的在多处理机上并 行执行的程序： 10 U=A+B FORK 30 20 V=U/B JOIN 2 GOTO