全國2014年4月高等教育自學考試
計算機系統(tǒng)結構試題
課程代碼：02325
請考生按規(guī)定用筆將所有試題的答案涂、寫在答題紙上。
選擇題部分
注意事項：
1.答題前，考生務必將自己的考試課程名稱、姓名、準考證號用黑色字跡的簽字筆或鋼筆填寫在答題紙規(guī)定的位置上。
2.每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題紙上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。不能答在試題卷上。
一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）
在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其選出并將“答題紙”的相應代碼涂黑。錯涂、多涂或未涂均不得分。
1.以下能夠直接執(zhí)行微指令的是
A.匯編程序 B.編譯程序
C.硬件 D.固件
2.系列機軟件應做到
A.向前兼容，并向上兼容 B.向后兼容，力爭向上兼容
C.向下兼容，并向前兼容 D.向后兼容，力爭向下兼容
3.在浮點數(shù)尾數(shù)下溢處理時，大誤差大，但下溢處理不需要時間，平均誤差又趨于0的方法是
A.截斷法 B.舍入法
C.ROM查表法 D.恒置“l(fā)”法
4.在IBM370系統(tǒng)中，支持操作系統(tǒng)實現(xiàn)多進程公用區(qū)管理有效的指令是
A.“測試與置定”指令 B.“比較與交換”指令
C.“執(zhí)行”指令 D.“程序調(diào)用”指令
5.采用組相聯(lián)映像、LRU替換算法的Cache存儲器，不影響Cache命中率的方法是
A.增加Cache中的塊數(shù) B.增大組的大小
C.增大主存容量 D.增大塊的大小
6.采用組相聯(lián)映像的Cache存儲器，可用于地址變換的方法是
A.目錄表法 B.比較對法
C.頁表法 D.堆棧法
7.ILLIAC-IV陣列處理機中，PE之間所用的互連函數(shù)是
A.PM2±0和PM2±3 B.Cube0和Cubel
C.Shuffle D.PM2±2
8.并行處理機有16個處理單元，編號為0～l5，采用shuffle單級網(wǎng)絡互連，與13號處理單元相連的處理單元的編號是
A.15 B.11
C.9 D.7
9.間接二進制n方體網(wǎng)絡是一種
A.多級混洗交換網(wǎng)絡 B.單級立方體網(wǎng)絡
C.多級全排列網(wǎng)絡 D.多級立方體網(wǎng)絡
10.多處理機程序段的指令之間存在數(shù)據(jù)反相關時，下列說法正確的是
A.不能并行 B.適當同步控制，可以并行
C.可以交換串行 D.若指令滿足交換律，可以交換串行
非選擇題部分
注意事項：
用黑色字跡的簽字筆或鋼筆將答案寫在答題紙上，不能答在試題卷上。
二、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）
11.從計算機執(zhí)行程序的角度看，并行性等級由低到高可分為________、________、任務或進程間和作業(yè)或程序間四級。
12.浮點數(shù)尾數(shù)基值增大，可使運算中的精度損失________，可表示數(shù)的精度________。
13.中斷系統(tǒng)軟硬件功能分配實質(zhì)是中斷________軟件和中斷________硬件的功能分配。
14.數(shù)據(jù)寬度是指I/O設備取得________后所傳送數(shù)據(jù)的總量；數(shù)據(jù)通路寬度是________的物理寬度。
15.虛擬存儲器主要是為解決主存________滿足不了要求發(fā)展出來的；Cache存儲器是為了解主存________滿足不了要求發(fā)展出來的。
16.虛擬存儲器對________程序員是透明的，對________程序員是不透明的。
17.解決重疊相關處理的兩種基本方法是推后________和設置________。
18.按多功能流水線的各段能否允許同時用于多種不同功能連接流水，可把流水線分為________流水線和________流水線。
19.N個處理單元的混洗交換網(wǎng)絡中，遠的兩個人、出端的二進制編號是________和________，其大距離為2log2N—l。
20.松耦合多處理機可以有________型和________型兩種構形。
三、簡答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）
21.簡述通道的3種類型各適合連接什么類型設備，說明各種類型通道在滿負荷時的實際流量與所連接設備的關系。
22.簡述并行性從計算機系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的角度劃分的四個等級，并各舉一例。
23.簡述透明性概念，說明下列哪些對于計算機系統(tǒng)結構是透明的。
浮點數(shù)據(jù)表示；字符串運算指令；陣列運算部件；通道是采用結合型還是獨立型；訪問方式保護；數(shù)據(jù)總線寬度；Cache存儲器；存儲器的小編址單位；存儲器的模M交叉存取，串行、重疊還是流水控制方式。
24.簡述數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)結構之間的關系及引入高級數(shù)據(jù)表示的基本原則。
25.簡述實現(xiàn)指令的重疊解釋必須在計算機組成上滿足的要求。
四、簡單應用題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）
26.機器有5級中斷，中斷響應次序為1→2→3→4→5，現(xiàn)要求實際中斷處理次序為2→3→1→5→4。
(1)設計各級中斷處理程序的中斷級屏蔽位的狀態(tài)，令“0”為開放，“l(fā)”為屏蔽；
(2)若運行用戶程序時，同時發(fā)生1、3級中斷請求，而在l級中斷服務未完成時，又發(fā)生2、3、4、5級中斷，請畫出處理機執(zhí)行程序全過程的示意圖（標出交換PSW的時間）。
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
寫出用FORK、JOIN語句表示其并行任務的派生和匯合關系的程序，以假想使此程序能在多處理機上運行。
五、綜合應用題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）
28.有一個4段的單功能非線性流水線，其預約表如題28表：
題28表
時鐘
時鐘 段號t1t2t3t4t5t6
S1√√
S2 √√
S3 √
S4 √
(1)分別寫出延遲禁止表F，沖突向量C，并畫出沖突向量的狀態(tài)轉移圖；
(2)寫出其流水線的佳調(diào)度方案及此時的大吞吐率。
29.有一個虛擬存儲器，主存有4個實頁，頁號為0~3，程序有8個虛頁，頁號為0~7，采用全相聯(lián)映像和FIFO替換算法。給出如下程序頁地址流：2、3、5、2、4、0、1、2、4、6。
(1)假設程序的2、3、5頁已先后裝入主存的第3、2、0頁位置，請畫出上述頁地址流工作過程中，主存各頁位置上裝入程序各頁號的變化過程圖，標出命中時刻；
(2)求出此期間主存的命中率H。
計算機系統(tǒng)結構試題
課程代碼：02325
請考生按規(guī)定用筆將所有試題的答案涂、寫在答題紙上。
選擇題部分
注意事項：
1.答題前，考生務必將自己的考試課程名稱、姓名、準考證號用黑色字跡的簽字筆或鋼筆填寫在答題紙規(guī)定的位置上。
2.每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題紙上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。不能答在試題卷上。
一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）
在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其選出并將“答題紙”的相應代碼涂黑。錯涂、多涂或未涂均不得分。
1.以下能夠直接執(zhí)行微指令的是
A.匯編程序 B.編譯程序
C.硬件 D.固件
2.系列機軟件應做到
A.向前兼容，并向上兼容 B.向后兼容，力爭向上兼容
C.向下兼容，并向前兼容 D.向后兼容，力爭向下兼容
3.在浮點數(shù)尾數(shù)下溢處理時，大誤差大，但下溢處理不需要時間，平均誤差又趨于0的方法是
A.截斷法 B.舍入法
C.ROM查表法 D.恒置“l(fā)”法
4.在IBM370系統(tǒng)中，支持操作系統(tǒng)實現(xiàn)多進程公用區(qū)管理有效的指令是
A.“測試與置定”指令 B.“比較與交換”指令
C.“執(zhí)行”指令 D.“程序調(diào)用”指令
5.采用組相聯(lián)映像、LRU替換算法的Cache存儲器，不影響Cache命中率的方法是
A.增加Cache中的塊數(shù) B.增大組的大小
C.增大主存容量 D.增大塊的大小
6.采用組相聯(lián)映像的Cache存儲器，可用于地址變換的方法是
A.目錄表法 B.比較對法
C.頁表法 D.堆棧法
7.ILLIAC-IV陣列處理機中，PE之間所用的互連函數(shù)是
A.PM2±0和PM2±3 B.Cube0和Cubel
C.Shuffle D.PM2±2
8.并行處理機有16個處理單元，編號為0～l5，采用shuffle單級網(wǎng)絡互連，與13號處理單元相連的處理單元的編號是
A.15 B.11
C.9 D.7
9.間接二進制n方體網(wǎng)絡是一種
A.多級混洗交換網(wǎng)絡 B.單級立方體網(wǎng)絡
C.多級全排列網(wǎng)絡 D.多級立方體網(wǎng)絡
10.多處理機程序段的指令之間存在數(shù)據(jù)反相關時，下列說法正確的是
A.不能并行 B.適當同步控制，可以并行
C.可以交換串行 D.若指令滿足交換律，可以交換串行
非選擇題部分
注意事項：
用黑色字跡的簽字筆或鋼筆將答案寫在答題紙上，不能答在試題卷上。
二、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）
11.從計算機執(zhí)行程序的角度看，并行性等級由低到高可分為________、________、任務或進程間和作業(yè)或程序間四級。
12.浮點數(shù)尾數(shù)基值增大，可使運算中的精度損失________，可表示數(shù)的精度________。
13.中斷系統(tǒng)軟硬件功能分配實質(zhì)是中斷________軟件和中斷________硬件的功能分配。
14.數(shù)據(jù)寬度是指I/O設備取得________后所傳送數(shù)據(jù)的總量；數(shù)據(jù)通路寬度是________的物理寬度。
15.虛擬存儲器主要是為解決主存________滿足不了要求發(fā)展出來的；Cache存儲器是為了解主存________滿足不了要求發(fā)展出來的。
16.虛擬存儲器對________程序員是透明的，對________程序員是不透明的。
17.解決重疊相關處理的兩種基本方法是推后________和設置________。
18.按多功能流水線的各段能否允許同時用于多種不同功能連接流水，可把流水線分為________流水線和________流水線。
19.N個處理單元的混洗交換網(wǎng)絡中，遠的兩個人、出端的二進制編號是________和________，其大距離為2log2N—l。
20.松耦合多處理機可以有________型和________型兩種構形。
三、簡答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）
21.簡述通道的3種類型各適合連接什么類型設備，說明各種類型通道在滿負荷時的實際流量與所連接設備的關系。
22.簡述并行性從計算機系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的角度劃分的四個等級，并各舉一例。
23.簡述透明性概念，說明下列哪些對于計算機系統(tǒng)結構是透明的。
浮點數(shù)據(jù)表示；字符串運算指令；陣列運算部件；通道是采用結合型還是獨立型；訪問方式保護；數(shù)據(jù)總線寬度；Cache存儲器；存儲器的小編址單位；存儲器的模M交叉存取，串行、重疊還是流水控制方式。
24.簡述數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)結構之間的關系及引入高級數(shù)據(jù)表示的基本原則。
25.簡述實現(xiàn)指令的重疊解釋必須在計算機組成上滿足的要求。
四、簡單應用題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）
26.機器有5級中斷，中斷響應次序為1→2→3→4→5，現(xiàn)要求實際中斷處理次序為2→3→1→5→4。
(1)設計各級中斷處理程序的中斷級屏蔽位的狀態(tài)，令“0”為開放，“l(fā)”為屏蔽；
(2)若運行用戶程序時，同時發(fā)生1、3級中斷請求，而在l級中斷服務未完成時，又發(fā)生2、3、4、5級中斷，請畫出處理機執(zhí)行程序全過程的示意圖（標出交換PSW的時間）。
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
寫出用FORK、JOIN語句表示其并行任務的派生和匯合關系的程序，以假想使此程序能在多處理機上運行。
五、綜合應用題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）
28.有一個4段的單功能非線性流水線，其預約表如題28表：
題28表
時鐘
時鐘 段號t1t2t3t4t5t6
S1√√
S2 √√
S3 √
S4 √
(1)分別寫出延遲禁止表F，沖突向量C，并畫出沖突向量的狀態(tài)轉移圖；
(2)寫出其流水線的佳調(diào)度方案及此時的大吞吐率。
29.有一個虛擬存儲器，主存有4個實頁，頁號為0~3，程序有8個虛頁，頁號為0~7，采用全相聯(lián)映像和FIFO替換算法。給出如下程序頁地址流：2、3、5、2、4、0、1、2、4、6。
(1)假設程序的2、3、5頁已先后裝入主存的第3、2、0頁位置，請畫出上述頁地址流工作過程中，主存各頁位置上裝入程序各頁號的變化過程圖，標出命中時刻；
(2)求出此期間主存的命中率H。