全國2014年4月高等教育自學(xué)考試計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(wù)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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，最大誤差最大，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)管理最有效的指令是

　　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(luò)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(luò)是一種

　　A.多級混洗交換網(wǎng)絡(luò) B.單級立方體網(wǎng)絡(luò)

　　C.多級全排列網(wǎng)絡(luò) D.多級立方體網(wǎng)絡(luò)

　　10.多處理機程序段的指令之間存在數(shù)據(jù)反相關(guān)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(wù)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(shè)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(guān)處理的兩種基本方法是推后________和設(shè)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(luò)中，最遠的兩個人、出端的二進制編號是________和________，其最大距離為2log2N—l。

　　20.松耦合多處理機可以有________型和________型兩種構(gòu)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(shè)備，說明各種類型通道在滿負荷時的實際流量與所連接設(shè)備的關(guān)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(jié)構(gòu)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(jié)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;存儲器的最小編址單位;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(jié)構(gòu)之間的關(guān)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(yīng)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(yīng)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(shè)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(wù)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(wù)的派生和匯合關(guān)系的程序，以假想使此程序能在多處理機上運行。

　　五、綜合應(yīng)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(yù)約表如題28表：

　　題28表

　　時鐘

　　段號

　　t1

　　t2

　　t3

　　t4

　　t5

　　t6

　　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(zhuǎn)移圖;

　　(2)寫出其流水線的最佳調(diào)度方案及此時的最大吞吐率。

　　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(shè)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。

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