全国2014年4月自考试卷02325计算机系统结构试题
全国2014年4月高等教育自学考试
计算机系统结构试题
课程代码：02325
一、单项选择题（本大题共10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“答题纸”的相应代码涂黑。错涂、多涂或未涂均不得分。
1.以下能够直接执行微指令的是
A.汇编程序 B.编译程序
C.硬件 D.固件
2.系列机软件应做到
A.向前兼容，并向上兼容 B.向后兼容，力争向上兼容
C.向下兼容，并向前兼容 D.向后兼容，力争向下兼容
3.在浮点数尾数下溢处理时，最大误差最大，但下溢处理不需要时间，平均误差又趋于0的方法是
A.截断法 B.舍入法
C.ROM查表法 D.恒置“l”法
4.在IBM370系统中，支持操作系统实现多进程公用区管理最有效的指令是
A.“测试与置定”指令 B.“比较与交换”指令
C.“执行”指令 D.“程序调用”指令
5.采用组相联映像、LRU替换算法的Cache存储器，不影响Cache命中率的方法是
A.增加Cache中的块数 B.增大组的大小
C.增大主存容量 D.增大块的大小
6.采用组相联映像的Cache存储器，可用于地址变换的方法是
A.目录表法 B.比较对法
C.页表法 D.堆栈法
7.ILLIAC-IV阵列处理机中，PE之间所用的互连函数是
A.PM2±0和PM2±3 B.Cube0和Cubel
C.Shuffle D.PM2±2
8.并行处理机有16个处理单元，编号为0～l5，采用shuffle单级网络互连，与13号处理单元相连的处理单元的编号是
A.15 B.11
C.9 D.7
9.间接二进制n方体网络是一种
A.多级混洗交换网络 B.单级立方体网络
C.多级全排列网络 D.多级立方体网络
10.多处理机程序段的指令之间存在数据反相关时，下列说法正确的是
A.不能并行 B.适当同步控制，可以并行
C.可以交换串行 D.若指令满足交换律，可以交换串行
二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
11.从计算机执行程序的角度看，并行性等级由低到高可分为________、________、任务或进程间和作业或程序间四级。
12.浮点数尾数基值增大，可使运算中的精度损失________，可表示数的精度________。
13.中断系统软硬件功能分配实质是中断________软件和中断________硬件的功能分配。
14.数据宽度是指I/O设备取得________后所传送数据的总量；数据通路宽度是________的物理宽度。
15.虚拟存储器主要是为解决主存________满足不了要求发展出来的；Cache存储器是为了解主存________满足不了要求发展出来的。
16.虚拟存储器对________程序员是透明的，对________程序员是不透明的。
17.解决重叠相关处理的两种基本方法是推后________和设置________。
18.按多功能流水线的各段能否允许同时用于多种不同功能连接流水，可把流水线分为________流水线和________流水线。
19.N个处理单元的混洗交换网络中，最远的两个人、出端的二进制编号是________和________，其最大距离为2log2N—l。
20.松耦合多处理机可以有________型和________型两种构形。
三、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）
21.简述通道的3种类型各适合连接什么类型设备，说明各种类型通道在满负荷时的实际流量与所连接设备的关系。
22.简述并行性从计算机系统处理数据的角度划分的四个等级，并各举一例。
23.简述透明性概念，说明下列哪些对于计算机系统结构是透明的。
浮点数据表示；字符串运算指令；阵列运算部件；通道是采用结合型还是独立型；访问方式保护；数据总线宽度；Cache存储器；存储器的最小编址单位；存储器的模M交叉存取，串行、重叠还是流水控制方式。
24.简述数据表示和数据结构之间的关系及引入高级数据表示的基本原则。
25.简述实现指令的重叠解释必须在计算机组成上满足的要求。
四、简单应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）
26.机器有5级中断，中断响应次序为1→2→3→4→5，现要求实际中断处理次序为2→3→1→5→4。
(1)设计各级中断处理程序的中断级屏蔽位的状态，令“0”为开放，“l”为屏蔽；
(2)若运行用户程序时，同时发生1、3级中断请求，而在l级中断服务未完成时，又发生2、3、4、5级中断，请画出处理机执行程序全过程的示意图（标出交换PSW的时间）。
27.求A1、A2、…、A8的累加和，有如下程序。
Sl A1=A1+A2
S2 A3=A3+A4
S3 A5=A5+A6
S4 A7=A7+A8
S5 A1=A1+A3
S6 A5=A5+A7
S7 A1=A1+A5
写出用FORK、JOIN语句表示其并行任务的派生和汇合关系的程序，以假想使此程序能在多处理机上运行。
五、综合应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）
28.有一个4段的单功能非线性流水线，其预约表如题28表：
题28表
(1)分别写出延迟禁止表F，冲突向量C，并画出冲突向量的状态转移图；
(2)写出其流水线的最佳调度方案及此时的最大吞吐率。
29.有一个虚拟存储器，主存有4个实页，页号为0~3，程序有8个虚页，页号为0~7，采用全相联映像和FIFO替换算法。给出如下程序页地址流：2、3、5、2、4、0、1、2、4、6。
(1)假设程序的2、3、5页已先后装入主存的第3、2、0页位置，请画出上述页地址流工作过程中，主存各页位置上装入程序各页号的变化过程图，标出命中时刻；
(2)求出此期间主存的命中率H。
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课程代码：02325
一、单项选择题（本大题共10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“答题纸”的相应代码涂黑。错涂、多涂或未涂均不得分。
1.以下能够直接执行微指令的是
A.汇编程序 B.编译程序
C.硬件 D.固件
2.系列机软件应做到
A.向前兼容，并向上兼容 B.向后兼容，力争向上兼容
C.向下兼容，并向前兼容 D.向后兼容，力争向下兼容
3.在浮点数尾数下溢处理时，最大误差最大，但下溢处理不需要时间，平均误差又趋于0的方法是
A.截断法 B.舍入法
C.ROM查表法 D.恒置“l”法
4.在IBM370系统中，支持操作系统实现多进程公用区管理最有效的指令是
A.“测试与置定”指令 B.“比较与交换”指令
C.“执行”指令 D.“程序调用”指令
5.采用组相联映像、LRU替换算法的Cache存储器，不影响Cache命中率的方法是
A.增加Cache中的块数 B.增大组的大小
C.增大主存容量 D.增大块的大小
6.采用组相联映像的Cache存储器，可用于地址变换的方法是
A.目录表法 B.比较对法
C.页表法 D.堆栈法
7.ILLIAC-IV阵列处理机中，PE之间所用的互连函数是
A.PM2±0和PM2±3 B.Cube0和Cubel
C.Shuffle D.PM2±2
8.并行处理机有16个处理单元，编号为0～l5，采用shuffle单级网络互连，与13号处理单元相连的处理单元的编号是
A.15 B.11
C.9 D.7
9.间接二进制n方体网络是一种
A.多级混洗交换网络 B.单级立方体网络
C.多级全排列网络 D.多级立方体网络
10.多处理机程序段的指令之间存在数据反相关时，下列说法正确的是
A.不能并行 B.适当同步控制，可以并行
C.可以交换串行 D.若指令满足交换律，可以交换串行
二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
11.从计算机执行程序的角度看，并行性等级由低到高可分为________、________、任务或进程间和作业或程序间四级。
12.浮点数尾数基值增大，可使运算中的精度损失________，可表示数的精度________。
13.中断系统软硬件功能分配实质是中断________软件和中断________硬件的功能分配。
14.数据宽度是指I/O设备取得________后所传送数据的总量；数据通路宽度是________的物理宽度。
15.虚拟存储器主要是为解决主存________满足不了要求发展出来的；Cache存储器是为了解主存________满足不了要求发展出来的。
16.虚拟存储器对________程序员是透明的，对________程序员是不透明的。
17.解决重叠相关处理的两种基本方法是推后________和设置________。
18.按多功能流水线的各段能否允许同时用于多种不同功能连接流水，可把流水线分为________流水线和________流水线。
19.N个处理单元的混洗交换网络中，最远的两个人、出端的二进制编号是________和________，其最大距离为2log2N—l。
20.松耦合多处理机可以有________型和________型两种构形。
三、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）
21.简述通道的3种类型各适合连接什么类型设备，说明各种类型通道在满负荷时的实际流量与所连接设备的关系。
22.简述并行性从计算机系统处理数据的角度划分的四个等级，并各举一例。
23.简述透明性概念，说明下列哪些对于计算机系统结构是透明的。
浮点数据表示；字符串运算指令；阵列运算部件；通道是采用结合型还是独立型；访问方式保护；数据总线宽度；Cache存储器；存储器的最小编址单位；存储器的模M交叉存取，串行、重叠还是流水控制方式。
24.简述数据表示和数据结构之间的关系及引入高级数据表示的基本原则。
25.简述实现指令的重叠解释必须在计算机组成上满足的要求。
四、简单应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）
26.机器有5级中断，中断响应次序为1→2→3→4→5，现要求实际中断处理次序为2→3→1→5→4。
(1)设计各级中断处理程序的中断级屏蔽位的状态，令“0”为开放，“l”为屏蔽；
(2)若运行用户程序时，同时发生1、3级中断请求，而在l级中断服务未完成时，又发生2、3、4、5级中断，请画出处理机执行程序全过程的示意图（标出交换PSW的时间）。
27.求A1、A2、…、A8的累加和，有如下程序。
Sl A1=A1+A2
S2 A3=A3+A4
S3 A5=A5+A6
S4 A7=A7+A8
S5 A1=A1+A3
S6 A5=A5+A7
S7 A1=A1+A5
写出用FORK、JOIN语句表示其并行任务的派生和汇合关系的程序，以假想使此程序能在多处理机上运行。
五、综合应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）
28.有一个4段的单功能非线性流水线，其预约表如题28表：
题28表
|
时钟 段号 |
t1 | t2 | t3 | t4 | t5 | t6 |
| S1 | √ | √ | ||||
| S2 | √ | √ | ||||
| S3 | √ | |||||
| S4 | √ |
(2)写出其流水线的最佳调度方案及此时的最大吞吐率。
29.有一个虚拟存储器，主存有4个实页，页号为0~3，程序有8个虚页，页号为0~7，采用全相联映像和FIFO替换算法。给出如下程序页地址流：2、3、5、2、4、0、1、2、4、6。
(1)假设程序的2、3、5页已先后装入主存的第3、2、0页位置，请画出上述页地址流工作过程中，主存各页位置上装入程序各页号的变化过程图，标出命中时刻；
(2)求出此期间主存的命中率H。
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