1、2009 年 7 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，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.机器语言程序员看到的机器属性是 ( ) A.计算机软件所要完成的功能 B.计算机硬件的全部组成 C.编程要用到的硬件组织 D.计算机各部件的硬件实现 2.数据表示的含义是 ( ) A.数据所采用的数制和码制 B.数据类型 C.浮点数 的表示方式 D.硬件能直接识别的数据类型 3.RISC 执行程序的速度优于 CI
2、SC 的原因是 ( ) A.RISC 的指令系统的指令数较少 B.程序在 RISC 上编译的目标程序较短 C.RISC 的指令平均周期数较少 D.RISC 只允许 Load 指令和 Store 指令访存 4.在配有通道的计算机系统中，用户程序需要输出时，引起的中断是 ( ) A.访管中断 B.I/O 中断 C.程序性中断 D.外部中断 5.能实现指令、程序、任务级并行的计算机系统属于 ( ) A.SISD B.SIMD C.MISD D.MIMD 6.采用 Cache 存储器主要是为了 ( ) A.扩大存储系统的容量 B.提高存储系统的速度 C.扩大存储系统的容量和提高存储系统的速度 D.便于
3、程序的访存操作 7.指令流水线属于 ( ) A.操作流水线 B.部件级流水线 C.处理机级流水线 D.系统级流水线 8.下列 不属于 向量处理方式的是 ( ) A.横向处理 B.纵向处理 C.分组纵横处理 D.超标量处理 9.下列浮点数尾数的下溢处理方法，相对较好的是 ( ) A.舍入法 B.截断法 C.恒置“ 1”法 D.查表法 10.下列关于数据流计算机的描述， 错误 的是 ( ) A.数据流计算机不是 Von Neumann 型计算机 B.数据流计算机不保存数组 C.数据流计算机采用数据驱动，执行的操作取决于输入数据的可用性 D.数据流计算机采用需求驱动，执行的操作取决于对数据的需求 二
4、、填空题 (本大题共 10小题，每小题 2 分，共 20 分 ) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11.实现程序移植的主要途径有统一高级语言、系列机、 _和 _。 12.按指令中包含的地址码的个数来分，指令可分为一地址指令、二地址指令、 _和 _。 13.在可表示浮点数的正数区间，规格化浮点数的最大正数值由 _的最大正数值与_的最大正数值组合而成。 14.在程序控制输入输出方式中，由 _执行 _程序来完成输入输出工作。 15.在通道型 I/O 系统中， I/O 系统的最大流量是 _， I/O 系统的实际流量是_。 16.二级存储 系统的等效访问速度接近于第一存储器访问速度的
5、依据是程序的局部性，它包括 _和 _两个方面。 17.异步流动流水线会出现顺序流动流水线不可能发生的 _相关和 _相关。 18.根据存储器的组织形式，并行处理机有两种类型的基本结构，分别是 _和_。 19.多处理机机间互连一般采用 _、 _、交叉开关形式和多端口存储器形式等。 20.在智能机中 ， _、 _和智能接口处理机是必不可少的 3 个重要组成部分。 三、简答题 (本大题共 5小题，每小题 6 分，共 30 分 ) 21.简述计算机系统 Flynn 分类法的分类角度及类别，并说明各类别的特征。 22.简述脉动阵列结构的特点。 23.简述中断响应和中断处理的软硬件功能是怎样进行分配的，并说
6、明依据。 24.设指令由取指、分析、执行和存结果四个子部件组成，每个子部件经过时间为 t，连续执行 12 条指令。画出在度 m 为 3 的超标量处理机上工作的时空图。 25.画出具有集中式共享存储器的阵列处理机的基本构形。 四、简单应 用题 (本大题共 2小题，每小题 10 分，共 20 分 ) 26.有一条 4 段（ S1S4）组成的数据处理流水线如下图所示：其中， S1、 S2 和 S3 的执行时间为 t， S4 的执行时间为 3 t (1)画出连续处理 4 个数据的处理过程的时空图，并求出流水线的实际吞吐率和效率。 (2)采用瓶颈段细分方法对瓶颈段 S4 进行改造，画出改造后的流水线和连
7、续处理 4 个数据的时空图，并求出流水线的实际吞吐率和效率。 27.在多处理机上求表达式 E=a+bx+cx2+dx3,利用减少树高来尽可能加快运算速度。 （ 1） 画出在 3 台处理机上并行运算的树形流程 图。 （ 2） P=3 时，求运算级数 TP、单处理机级数 T1、加速比 SP和效率 EP。 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 Cache 存储器，主存有 8 块（ 07）， Cache 有 4 块（ 03），采用组相联映象，组内块数为 2 块。采用 LRU 替换算法。 （ 1） 画出主存地址和 Cache 地址的格式，并指出各字段的长度。 （ 2） 某程序运行过程中，访问的主存地址流为： 1， 2， 4， 1， 3， 7， 0， 1， 2， 5， 4，6， 4， 7， 2，说明该程序访存对 Cache 的块位置的使用情况，并计算 Cache 命中率。 29.设有一个 4 级 立方体网络，从网络输入端到输出端的开关级依序为 K0、 K1、 K2 和 K3， 网络输入端和输出端的编号均为 015。 （ 1） 写出 4 组 4 元交换 +1 组 16 元交换的变换图像。 （ 2） 写出网络的互连函数和级控制信号。
