2013年7月自考02325计算机结构系统试题及答案含解析

计算机系统结构年月真题

0232520137

1、【单选题】下列各项中能够直接执行微指令的是

汇编程序

编译程序

A:

硬件

B:

固件

C:

答D:案：C

解析：参考1.1中图1-1计算机系统的多级层次结构中，最下层微程序机器级，微指令由

硬件直接执行。

2、【单选题】下列各项中对应用程序员不透明的是

先行进位链

乘法器

A:

指令缓冲器

B:

条件码寄存器

C:

答D:案：A

解析：进位链是传递进位的逻辑电路。先行进位即高位进位和低位进位同时产生的进位。

先行进位有两种，一种是组内并行，组间串行进位链，另一种是组内并行,组间并行进位

链，又称并行进位。因此，应用程序员在编写程序时要考虑超出范围即溢出时如何计算，

这时要根据先行进位链的设计来决定，因此不透明。其他对应用程序员都透明，也就是程

序员管不到，也看不见。

3、【单选题】在相同的机器字长和尾数位数的情况下，浮点数尾数基值取小，可使浮点数

运算过程中数的精度损失降低

数在数轴上的分布变密

A:

可表示数的范围增大

B:

可表示数的个数增多

C:

答D:案：B

解析：

浮点数的一般格式如下：浮点数可表示实数域中的值范围如下所示：

浮点数尾数基值取小，意味着图中的rm取小，即进制变小，那么1）可表

示的范围变小，C错误2）可表示的个数变少，D错误3）数在轴上的分布变得紧密，B正

确4）可表示的精度更高，A错误5）运算中的精度损失越高6）运算速度变低。对应教材

2.1.4节，建议找一个例子，如16进制和2进制，进行对比分析，比较容易理解。

4、【单选题】IBM370的I/O处理机采用的方式是

程序控制I/O方式

DMA方式

A:

外围处理机方式

B:

通道方式

C:

答D:案：D

解析：通道处理机是IBM公司首先提出来的一种I/O处理机方式，曾被广泛用于

IBM360/370等系列机上。参考3.4.2节

5、【单选题】磁盘外部设备适合连接于

数组多路通道或选择通道

字节多路通道或选择通道

A:

数组多路通道或字节多路通道

B:

字节多路、数组多路通道或选择通道

C:

答D:案：A

解析：一个设备控制器可控制多个同类的设备，只要这些设备是轮流正作的。通道处理器

中只运行输入输出控制程序。每个通道可以连接多个外围设备，根据数据传送方式，通道

可分成字节多路通道、选择通道和数组多路通道三种类型。1)选择通道对于高速的设备，

如磁盘等，要求较高的数据传输速度。对于这种高速传输，通道难以同时对多个这样的设

备进行操作，只能一次对一个设备进行操作。这种通道称为选择通道，它与设备之间的传

输一直维持到设备请求的传输完成为止，然后为其他外围设备传输数据。选择通道的数据

宽度是可变的，通道中包含一个保存输入输出数据传输所需的参数寄存器。参数寄存器包

括存放下一个主存传输数据存放位置的地址和对传输数据计数的寄存器。选择通道的输入

输出操作启动之后，该通道就专门用于该设备的数据传输直到操作完成。选择通道的缺点

是设备申请使用通道的等待时间较长。2)数组多路通道（又称成组多路通道）数组多路通

道以数组(数据块)为单位在若干高速传输操作之间进行交叉复用。这样可减少外设申请使

用通道时的等待时间。数组多路通道适用于高速外围设备，这些设备的数据传输以块为单

位。通道用块交叉的方法，轮流为多个外设服务。当同时为多台外设传送数据时，每传送

完一块数据后选择下一个外设进行数据传送，使多路传输并行进行。数组多路通道既保留

了选择通道高速传输的优点，又充分利用了控制性操作的时间间隔为其它设备服务，使通

道的功能得到有效发挥，因此数组多路通道在实际系统中得到较多的的应用。特别是对于

磁盘和磁带等一些块设备，它们的数据传输本来就是按块进行的。而在传输操作之前又需

要寻找记录的位置，在寻找的期间让通道等待是不合理的。数组多路通道可以先向一个设

备发出一个寻找的命令，然后在这个设备寻找期间为其他设备服务。在设备寻找完成后才

真正建立数据连接，并一直维持到数据传输完毕。因此采用数组多路通道可提高通道的数

据传输的吞吐率。3)字节多路通道字节多路通道用于连接多个慢速的和中速的设备，这些

设备的数据传送以字节为单位。每传送一个字节要等待较长时间，如终端设备等。因此，

通道可以以字节交叉方式轮流为多个外设服务，以提高通道的利用率。这种通道的数据宽

度一般为单字节。它的操作模式有两种：字节交叉模式和猝发模式。在字节交叉模式中，

通道操作分成较短的段。通道向准备就绪的设备进行数据段的传输操作。传输的信息可由

一个字节的数据以及控制和状态信息构成。通道与设备的连接时间是很短的。如果需要传

输的数据量比较大，则通道转换成猝发的工作模式。在猝发模式下，通道与设备之间的传

输一直维持到设备请求的传输完成为止。通道使用一种超时机制判断设备的操作时间(即

逻辑连接时间)，并决定采用哪一种模式。如果设备请求的逻辑连接时间大于某个额定的

值，通道就转换成猝发模式，否则就以字节交叉模式工作。字节多路通道和数组多路通道

都是多路通道，在一段时间内可以交替地执行多个设备的通道程序，使这些设备同时工

作。但两者也有区别，首先数组多路通道允许多个设备同时工作，但只允许一个设备进行

传输型操作，而其他设备进行控制型操作；而字节多路通道不仅允许多个路同时操作；而

且允许它们同时进行传输型操作。其次，数组多路通道与设备之间的数据传送的基本单位

是数据块，通道必须为一个设备传送完一个数据块以后才能为别的设备传送数据块，而字

节多路通道与设备之间的数据传送基本单位是字节。通道为一个设备传送一个字节之后，

又可以为另一个设备传送一个字节，因此各设备与通道之间的数据传送是以字节为单位交

替进行的。

6、【单选题】Cache存储器应用最广泛的地址映像方式是

全相联映像

直接映像

A:

组相联映像

B:

段页表映像

C:

答D:案：C

解析：Cache地址映像方式有：全相联、直接相联、组相联全相联硬件成本太高太复杂，

直接相联简单但冲突很大，实际Cache都采用多路组相联方式。磁盘到主存的地址映像方

式有：页式、段式、段页式

7、【单选题】下列关于标量流水机的说明不正确的是

可对标量数据进行流水处理

不能对向量数据进行运算

A:

没有向量数据表示

B:

C:

可以对向量、数组进行运算

答D:案：B

解析：标量流水机:超标量将一条指令分成若干个周期处理以达到多条指令重叠处理,从而

提高cpu部件利用率的技术。可以用于向量数据的表示和流水处理以及标量、数组的运

算。

8、【单选题】多混洗交换网络又称为

移数网络

STARAN网络

A:

数据交换网络

B:

omega网络

C:

答D:案：D

解析：omega网络称为多混洗交换网络；STARAN网络多级立方体网络

9、【单选题】在共享主存的多处理机中，为减少访主存冲突，一般采用的方式是

并行多体交叉主存系统

虚拟存储器

A:

共享Cache存储器

B:

高速单主存系统

C:

答D:案：A

解析：使用并行多体交叉主存系统可以更好的提高主存访问速度，也能满足多个处理机并

行访问主存。而B、C、D是一些优化技术，但对于多处理机没有专门优化。

10、【单选题】IBM360/91属于

向量流水机

标量流水机

A:

阵列流水机

B:

并行流水机

C:

答D:案：B

解析：参考5.2.3标量流水机中图5-26，属于典型的标量流水线

11、【问答题】实现软件移植的主要途径有统一高级语言、系列机、______和______。

答案：模拟、仿真

解析：实现软件移植的主要途径有1）统一高级语言2）系列机3）模拟、仿真参考1.4.1

节

12、【问答题】计算机系统层次结构中各机器级的实现主要靠______或______，或者是这两

者的结合。

答案：翻译、解释

解析：所谓解释程序是高级语言翻译程序的一种，它将源语言(如BASIC)书写的源程序作

为输入，解释一句后就提交计算机执行一句，并不形成目标程序。就像外语翻译中的“口

译”一样，说一句翻一句，不产生全文的翻译文本。这种工作方式非常适合于人通过终端

设备与计算机会话，如在终端上打一条命令或语句，解释程序就立即将此语句解释成一条

或几条指令并提交硬件立即执行且将执行结果反映到终端，从终端把命令打入后，就能立

即得到计算结果。这的确是很方便的，很适合于一些小型机的计算问题。但解释程序执行

速度很慢，例如源程序中出现循环，则解释程序也重复地解释并提交执行这一组语句，这

就造成很大浪费。翻译是把高级语言(如FORTRAN、COBOL、Pascal、C等)源程序作为输

入，进行翻译转换，产生出机器语言的目标程序，然后再让计算机去执行这个目标程序，

得到计算结果。翻译程序工作时，先分析，后综合，从而得到目标程序。所谓分析，是指

词法分析和语法分析；所谓综合是指代码优化，存储分配和代码生成。为了完成这些分析

综合任务，编译程序采用对源程序进行多次扫描的办法，每次扫描集中完成一项或几项任

务，也有一项任务分散到几次扫描去完成的。下面举一个四遍扫描的例子：第一遍扫描做

词法分析；第二遍扫描做语法分析；第三遍扫描做代码优化和存储分配；第四遍扫描做代

码生成。

13、【问答题】数据结构要通过______变换成机器所具有的各种数据表示实现，数据表示是

数据结构的______。

答案：软件映像、实现

解析：数据结构要通过软件映像，变换成计算机中所具有的各种数据表示来实现的。参考

2.1.1节

14、【问答题】寻址方式在指令中的两种指明方式是______指明和______指明。

答案：占用操作码中的某些位来、在地址码部分专门设置寻址方式位字段

解析：一种方式是占用操作码中的某些位来指明。另一种方式是不占用操作码，而是在地

址码部分专门设置选址方式位字段指明。

15、【问答题】总线通信中，采用何种数据宽度与总线上各设备的特点、所用总线______和

______有关。

答案：控制方式、通信技术

解析：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。采用何种

数据宽度，与总线上各设备的特点、所用总线控制方式和通信技术有关。参考3.3.4（1）

节

16、【问答题】Cache存储器不但对______程序员是透明的，对______程序员也是透明的。

答案：应用、系统

解析：Cache存储器由硬件来进行管理，对所有程序员都是透明的。

17、【问答题】页面替换算法的确定主要看主存是否有高的______，也要看______是否便于

实现，辅助软硬件成本是否低。

答案：命中率、算法

解析：要保证较高命中率才能保障系统效率，同时要尽量让算法实现成本或代价较低。

18、【问答题】解决指令k和k+l重叠方式中操作数相关的两种基本方法是：______和

______。

答案：加入停顿周期（加入气泡Stall，推后K+1），定向技术（增加定向路径，

bypass）

解析：（1）有操作数相关，就加入停顿周期（加入气泡Stall，推后K+1），这样会造成

性能损失（2）有操作数相关，可以通过增加定向路径，将产生的数据直接送到需要处来

解决。

19、【问答题】消除流水线瓶颈的方法有______和______两种。

答案：细分瓶颈段，重复设置瓶颈段

解析：

20、【问答题】不同的多级互连网络，在所用的交换开关、______和______上各有不同。

答案：控制方式、拓扑结构

解析：互连网络具有三大要素，即结点间互连拓扑（包含连接通路）、开关元件和控制方

式。在不同的系统中，开关元件所处的物理位置可能是不同的。在采用集中式结构的系统

中，互连网络可以是一个独立的部件，由一组开关元件构成，位于被连接的处理机或功能

部件结点之间，在一定的控制方式作用下，按照互连拓扑的要求建立结点间的各条连接通

路，以实现各个结点对的相互通信。

21、【问答题】简述软件移植采用统一高级语言途径的方法和存在的问题。

答案：（1）不同的用途要求语言的语法语义的结构不同（2）人们对基本语言的结构看法

不一（3）即使同一种高级语言在不同厂家的机器上也不能完全通用（4）受习惯视力的

阻挠人们不愿意抛弃惯用的语言因为熟悉有经验也不愿意抛弃长期积累的用原有的编写

已被实践证明是正确的软件

22、【问答题】简述设计RISC应遵循的一般原则。

答案：RISC（精简指令集计算机）遵循的一般原则包括：(1)确定指令系统时，只选择使

用频度很高的那些指令，在此基础上增加少量能有效支持操作系统和高级语言实现及其他

功能的最有用的指令，让指令的条数大大减少，一般不超过100条。(2)大大减少指令系

统可采用的寻址方式的种类，一般不超过两种。简化指令的格式，使之也限制在两种之

内，并让全部指令都具有相同的长度。(3)让所有指令都在一个机器周期内完成。(4)扩

大通用寄存器的个数，一般不少于32个寄存器，以尽可能减少访存操作，所有指令中只

有存(STORE)、取(LOAD)指令才可访存，其他指令的操作一律都在寄存器间进行。(5)为提

高指令执行速度，大多数指令都采用硬联控制实现，少数指令采用微程序实现。(6)通

过精简指令和优化设计编译程序，以简单有效的方式来支持高级语言的实现。

23、【问答题】简述集中式定时查询方式的总线分配过程。

答案：

24、【问答题】简述阵列处理机和多处理机在程序并行性方面的差别。

答案：(1)阵列处理机主要是针对向量、数组处理，实现向量指令操作级的并行，是开发

并行性中的同时性。多处理机实现的则是更高一级的作业或任务间的并行，是开发并行性

中的并发性。(2)程序并行性方面不同：阵列处理机是操作级并行，是并行性的同时性；

多处理机是作业、程序、任务级的并行，同时包含指令内部操作间的并行，是并行性的并

发性。

25、【问答题】简述数据流计算机存在的问题。

答案：(1)数据流机主要目的是为了提高操作级并行的开发水平，但如果题目本身数据相

关性很强，内含并行性成分不多时，就会导致数据流机的效率反而不如传统的VonNeumann

型机器的高。(2)在数据流机器中为了给数据建立标记并识别和处理该标记，需要花费较

多的辅助开销和较大的存贮空间(可能比Neumann型的要大出2至3倍)。(3)数据流机

不保存数组。(4)数据流语言的变量代表数值而不是存贮单元位置，使程序员无法控制

存贮分配。为了能有效地回收不用的存贮单元，就增大了编译程序设计的难度。(5)专门

适合于数据流机用的互连网络的设计较困难，而且，对数据流机的输入/输出尚待完善。

(6)数据流机没有程序计数器，给诊断和维护带来困难。因此，数据流计算机难以批量生

产，仍需进一步改进。参考8.1.4节

26、【问答题】若机器共有5级中断，中断响应优先次序为1→2→3→4→5，现要求其实际

的