计算机系统结构 第一章自考练习题答案
计算机系统结构第一章(习题解答)
1. 如有一个经解释实现的计算机，可以按功能划分成4级。
每一级为了执行一条指令需要下一级的N条指令解释。
若执行第一级的一条指令需要K ns 时间，那么执行第2、3、4级的一条指令各需要用多少时间？解：可以分情况进行讨论●情况一执行第2级的一条指令需要NK纳秒，执行第3级的一条指令需要N2K纳秒，执行第4级的一条指令需要N3K纳秒。
●情况二执行第2级的一条指令需要K/N纳秒，执行第3级的一条指令需要K/N2纳秒，执行第4级的一条指令需要K/N3纳秒。
2. 实现软件移植的主要途径有哪些？它们存在什么问题？适用于什么场合？答：略3. 想在系列中发展一种新型号机器，你认为下列哪些设想是可以考虑的，哪些则是行不通的？为什么？⑴新增加字符数据类型和若干条字符处理指令，以支持事务处理程序的编译。
⑵ 为增强中断处理功能，将中断分析由原来的4级增加到5级，并重新调整中断响应的优先次序。
⑶ 在CPU 和主存之间增设Cache 存储器，以克服因主存访问速率过低而造成的系统性能瓶颈。
⑷ 为解决计算误差较大的问题，将机器中浮点数的下溢处理方法由原来的恒置“1”法，改为增设用只读存储器存放下溢处理结果的查表舍入法。
⑸ 为增加寻址灵活性和减少平均指令字长，将原来全部采用等长操作码的指令改成有3类不同码长的扩展操作码；并将源操作数寻址方式由原来的操作码指明改成增加一个如V AX-11那样的寻址方式位字段来指明。
⑹ 将CPU 与主存之间的数据通路宽度由16位扩展到32位，以加快主机内部信息的传送。
⑺ 为了减少使用公用总线的冲突，将单总线改为双总线。
⑻ 把原来的0号通用寄存器改作为专用的堆栈指示器。
答：⑵、⑸、⑻不可以，其它都可以。
⑵ 不可以，对系列机可以增加新功能，但是不能改变原来的功能。
⑸ 不可以，改变了指令的格式和功能。
⑻ 不可以，0号通用寄存器变成堆栈指示器，0号通用寄存器不能用了。
4. 如果某一计算任务用向量方式求解比用标量方式求解要快20倍，称可用向量方式求解部分所花费时间占总时间的百分比为可向量化百分比。
计算机系统结构 第一章自考练习题答案
9.设计主存系统时，哪些属于计算机系统结构？哪些属于计算机组成？哪些属于计算机实现所要考虑的问题？
10.列举计算机系统硬件功能分配时，进行软硬件取舍的三条基本原则。（P8）
11.软件可移植性指的是什么？实现软件移植有什么好处？（P10）
12.简述统一高级语言实现软件移植的方法，适用场合，存在问题和原因，以及对此问题采取的对策。（P11）
13.什么是系列机软件的向上（向下）兼容和向后（向前）兼容？（P12）
14.计算机系统在处理数据的并行上，可分为哪四个等级？简单解释并各举一例。（P19）
部分习题参考答案：
历年真题精选1. D
同步强化练习
一、单项选择题。
6. D11. A14. A16. B19. B20. D
23. D25. D
三、简答题。
C.属于用以建立一个用户的应用环境D.属于符号化的机器指令
16.输入输出系统硬件的功能对（）是透明的。
A.操作系统程序员B.应用程序员C.系统结构设计人员D.机器语言程序设计员
17.属于MIMD系统结构的是（C）
A.各处理单元同时受同一个控制单元的管理
B.各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令
C.松耦合多处理机和多计算机D.阵列处理机
计算机实现：选择存储芯片类型、微组装技术、线路设计等。
26.软驱动器的I/O接口程序是由（A）实现的。
A.固件+软件B.软件C.操作系统D.固件
27.利用时间重叠概念实现并行处理的是（A）
A.流水处理机B.多处理机C.并行处理机D.相联处理机
28.不属于软件移植基本技术的有（D）
A.统一高级语言B.采用系列机C.模拟和仿真D.按新的系统及指令重新编写
计算机系统结构自考真题及答案解析(一)
计算机系统结构自考真题及答案解析（一）总分：140分题量：55题一、单选题（共39题，共78分）1.IBM370系统将中断的类型分为（）A.3类B.4类C.5类D.6类正确答案：D本题解析：暂无解析2.下列属于总线标准的是（）A.电气B.速率C.流量D.吞吐率正确答案：A本题解析：暂无解析3.为了解决主存的容量满足不了要求，采用的技术是（）A.寄存器B.虚拟存储器C.高速缓存D.控制存储器正确答案：B本题解析：暂无解析4.标量流水处理机的性能指标主要有（）A.吞吐率、加速比、时间延迟B.吞吐率、效率、时间延迟C.吞吐率、加速比、效率D.加速比、效率、时间延迟正确答案：C本题解析：暂无解析5.多处理机属于（）A.SISD系统B.SIMD系统C.MISD系统D.MIMD系统正确答案：D本题解析：暂无解析6.在计算机系统多级层次结构中,机器级从低级到高级，相对顺序正确的是()。
A.汇编语言——操作系统——高级语言B.微程序一传统机器语言一汇编语言C.传统机器语言——高级语言——汇编语言D.汇编语言——应用语言——高级语言正确答案：B本题解析：暂无解析7.下列对系统程序员不透明的是()。
A.Cache存储器B.数据通路宽度C.指令缓冲寄存器D.虚拟存储器正确答案：D本题解析：暂无解析8.下列予寻址方式的三种面向的是()。
A.面向主存B.面向辅存C.面向寄存器D.面向堆栈正确答案：B本题解析：暂无解析9.浮点数尾数的基值rm=-8，尾数的计算机位数m=8位，可表示的尾数的个数为()。
A.23×7B.24×7C.25×7D.26×7正确答案：C本题解析：暂无解析10.IBM370系统中，通道动作故障引起的中断属于()。
A.机器校验中断B.访管中断C.程序性中断D.I/O中断正确答案：A本题解析：暂无解析11.程序员编写程序时使用的地址是()。
A.主存地址B.逻辑地址C.物理地址D.有效地址正确答案：B本题解析：暂无解析12.对指令间“一次重叠”描述不正确的是()。
01计算机系统结构填空题及答案[自考通]
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P15 第1章计算机系统结构的基本概念1.多机系统的耦合度可以分为最低耦合、松散耦合和紧密耦合。
（08年）2.实现程序移植的主要途径有统一高级语言、系列机、模拟与仿真。
3.器件的发展是系统结构和组成技术发展的关键因素。
同一型号机器一般是先用通用片或现场片实现，等机器成熟取得用户信任后，再改用半用户片或全用户片实现。
（09上）4.计算机系统的3T性能目标是1TFLOPS的计算能力、1TBYTE的主存容量和1TBYTE/S的I/O带宽。
（06）5.我们说以软件为主实现的机器为虚拟机器以区别由硬件或固件实现的实际机器。
（06）6.计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现，计算机实现是计算机组成的物理实现。
7.“由下往上”地设计计算机系统会造成软硬件的脱节，软件得不到硬件支持而显的繁杂，机器性能虚假。
8.仿真和模拟的主要区别是：仿真用微程序解释，模拟用机器语言程序解释。
（11）9.开发计算机系统结构并行性的主要技术途径有时间重叠、资源重复和资源共享。
（08、09、11年）10.从计算机执行程序的并行性看，由低到高的并行性等级可分为指令内部、指令之间、任务或进程间和作业或程序间四级。
11.库克将计算机用指令流和执行流及其多倍性分类。
典型单处理机属单指令流单执行流，带指令级多道程序的单处理机属多指令流单执行流，多处理机属多指令流多执行流。
12.应用语言程序经应用程序包翻译成高级语言程序。
13.进行仿真的机器成为宿主机，被仿真的机器称为目标机。
14.传统的单处理器计算机是SISD计算机的典型代表。
15.弗林提出按指令流和数据流的多倍性对计算机系统分类，多倍性是指在系统性能瓶颈部件上处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数。
16.计算机系统弗林分类法，把计算机系统分成单指令流单数据流（SISD）、单指令流多数据流（SIMD）、多指令流单数据流（MISD）、多指令流多数据流（MIMD）四大类。
（07年）17.用实际存在的机器语言解释实现软件移植的方法称为模拟。
自考计算机系统结构题库及答案
自考计算机系统结构题库及答案02325计算机系统结构自考题库及答案计算机系统结构单选题1.对应用程序员不透明的是( ) AA.条件码寄存器B.乘法器C.指令缓冲器D.先行进位链2.汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是经____来实现的( ) BA.编译程序解释B.汇编程序翻译C.汇编程序解释D.编译程序翻译3.属计算机系统结构考虑的应是( ) DA.主存采用多体交叉还是单体B.主存频宽的确定C.主存采用MOS 还是TTLD.主存容量和编址方式4."从中间开始设计的""中间""当前多数是在( )" CA.传统机器语言机器级与微程序机器级之间B.微程序机器级与汇编语言机器级之间C.传统机器语言机器级与操作系统机器级之间D.操作系统机器级与汇编语言机器级之间5.多处理机主要实现的是( ) DA.操作步骤的并行B.指令级并行C.操作级并行D.任务级并行6.直接执行微指令的是( ) BA.编译程序B.硬件C.微指令程序D.汇编程序7.从计算机系统结构上讲，机器语言程序员所看到的机器属性是( ) AA.编程要用到的硬件组织B.计算机各部件的硬件实现C.计算机硬件的全部组成 D.计算机软件所要完成的功能8.尾数下溢处理平均误差可调整到零的方法是( ) D "A.恒置""1""法"B.舍入法C.截断法D.ROM 查表法9.变址寻址的主要作用是( ) AA.支持向量、数组的运算寻址B.支持操作系统中的进程调度C.支持访存地址的越界检查D.支持程序的动态再定位10.在IBM370 系统中，支持操作系统实现多进程共用公用区管理最有效的指令是( ) BA.程序调用楷令B.比较与交换指令C.测试与置定指令D.执行指令11.程序员编写程序时使用的地址是( ) CA.主存地址B.辅存实地址C.逻辑地址D.有效地址12.不需要编制的数据存储空间是( ) BA.I/O接口的寄存器B.堆栈C.主存储器D.CPU 中的通用寄存器13.RISC执行程序的速度比CISC要快的原因是( ) BA.RISC只允许loAd和store指令访存B.RISC的指令平均执行周期数较少C.RISC的指令系统中的指令条数较少D.程序在RISC上编译生成的目标程序较短14.平均码长最短的编码是( ) AA.哈夫曼编码B.定长编码C.扩展编码D.需要根据编码使用的频度计算平均码长后确定15.外部设备打印机适合于连接到( ) AA.宇节多路通道B.选择通道C.数组多路通道D.任意一种通道16.在IBM370 系统中，申断响应硬件分工保存的是( ) DA.作业名称和优先级等B.各种软件状态和标志C.通用寄存器内容D.条件码等状态信息17.中断响应由高到低的优先次序宜用( ) AA.访管+程序性+重新启动B.访管斗程序性+机器故障C.程序性+1/0+访管D.外部+访管+程序性18.CDC CYBERl70 的I/0 处理机系统属于( ) BA.DMA 方式B.外围处理机方式C.通道方式 D.程序控制的1/0 方式19.通道流量是在某个时期单位时间内传送的宇节数，这个时期应是( ) CA.数组多路通道或字节多路通道B.字节多路通道或选择通道C.数组多路通道或选择通道D.任意一种通道20.外部设备打印机适合于连接到( )AA.宇节多路通道B.选择通道C.数组多路通道D.任意一种通道21.数据通路出错引起的中断是( ) BA.访管中断B.机器校验中断C.程序性中断D.外中断22.CAche存贮器常见的地址映象方式是( ) BA.全相联映象B.组相联映象C.页表法映象D.段页表映象23.虚拟存储器主要是为了( ) BA.扩大存储系统的容量和提高存储系统的速度B.扩大存储系统的容量C.提高存储系统的速度D.便于程序的访存操作24.对于采用组相联映像、LRU替换算法cAche存储起来说，不影响cAche命中率的是( ) AA.直接映像、组相联映像、全相联映像B.全相联映像、直接映像、组相联映像C.组相联映像、直接映像、全相联映像D.全相联映像、组相联映像、直接映像25.最能确保提高虚拟存储器访主存的命中率的改进途径是( ) CA.改用LRU替换算法并增大页面B.增大辅存容量C.改用LRU替换算法并增大页面数D.采用FIFO替换算法并增大页面26.与全相联映像相比，组相联映像的优点是( ) AA.目录表小B.命中率高C.块冲突概率低D.主存利用率高27.程序员编写程序时使用的地址是( ) BA.有效地址B.逻辑地址C.物理地址D.主存地址28.评价存储器性能的基本要求有大容量、____和低价格（） BA.性价比高B.高速度C.命中率高D.利用率高29.解释一条机器指令的微操作包括____三部分（） DA.操作数B.解释C.翻译D.取指令、分析和执行30.实现指令的重叠解释必须在计算机组成上满足____要求( ) CA.硬件冲突B.主存冲突C.要解决“分析”与“执行”操作控制上的同步D.主存和硬件冲突31.非线性流水线的特征是( ) AA.一次运算中要多次使用流水线中的某些功能段B.一次运算中使用流水线中的多个段C.流水线的各功能段在不同运算中能够有不同的连接D.流水线中某些功能段在各次运算中的作用不同32.与线性流水线最大吞吐率有关的是( ) CA.最后功能段的执行时间B.最快的那一段的执行时间C.最慢的那一段的执行时间D.各个功能段的执行时间33.在MIPS的指令流水线中，可能发生的冲突是( ) DA.两条指令的写操作之间的写后写冲突B.后流入的指令的写操作与先流入的指令的读操作之间的读后写冲突C.同一条指令的读操作与写操作之间的写后读冲突D.先流入的指令额写操作与后流入的指令的读操作之间的写后读冲突。
(自考02325)计算机系统结构课后习题
课后zhenti第1章计算机系统结构的基本概念1.有一个计算机系统可按功能分成4级，每级的指令互不相同，每一级的指令都比其下一级的指令在效能上强M 倍，即第i级的一条指令能完成第i-1级的M条指令的计算量。
现若需第i级的N条指令解释第i+1级的一条指令，而有一段第1级的程序需要运行Ks，问在第2、3和4级上一段等效程序各需要运行多长时间？答：第2级上等效程序需运行：(N/M)*Ks。
第3级上等效程序需运行：(N/M)*(N/M)*Ks。
第4级上等效程序需运行：(N/M)*(N/M)*(N/M)*Ks。
note:由题意可知：第i级的一条指令能完成第i-1级的M条指令的计算量。
而现在第i级有N条指令解释第i+1级的一条指令，那么，我们就可以用N/M来表示N/M 表示第i+1级需(N/M)条指令来完成第i级的计算量。
所以，当有一段第1级的程序需要运行Ks时，在第2级就需要(N/M)Ks，以此类推2.硬件和软件在什么意义上是等效的？在什么意义上又是不等效的？试举例说明。
答：软件和硬件在逻辑功能上是等效的，原理上，软件的功能可用硬件或固件完成，硬件的功能也可用软件模拟完成。
但是实现的性能价格比，实现的难易程序不同。
在DOS操作系统时代，汉字系统是一个重要问题，早期的汉字系统的字库和处理程序都固化在汉卡（硬件）上，而随着CPU、硬盘、内存技术的不断发展，UCDOS把汉字系统的所有组成部份做成一个软件。
3.试以实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系与影响。
答：计算机系统结构、计算机组成、计算机实现互不相同，但又相互影响。
（1）计算机的系统结构相同，但可采用不同的组成。
如IBM370系列有115、125、135、158、168等由低档到高档的多种型号机器。
从汇编语言、机器语言程序设计者看到的概念性结构相同，均是由中央处理机/主存，通道、设备控制器，外设4级构成。
其中，中央处理机都有相同的机器指令和汇编指令系统，只是指令的分析、执行在低档机上采用顺序进行，在高档机上采用重叠、流水或其它并行处理方式。
(整理)自考计算机系统结构试题及答案
全国2010年4月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，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均不得分。
1．在计算机系统结构设计中，提高软件功能实现的比例可( )A．提高解题速度B．减少需要的存储器容量C．提高系统的灵活性D．提高系统的性能价格比2．浮点数表示的尾数的基r m=16，尾数长度p=8，可表示的规格化最大正尾数的值是( )A．1／256 B．1／2C．15／16 D．255／2563．下列数据存储空间为隐含寻址方式的是( )A．CPU中的通用寄存器B．主存储器C．I／O接口中的寄存器D．堆栈4．当计算机系统执行通道程序完成输入输出工作时，执行通道程序的是( )A．CPU B．通道C．CPU和通道D．指定的外设5．下列有关中断的叙述正确的是( )A．中断响应的次序是由硬件决定的B．中断处理的次序是由硬件决定的C．中断处理的次序是不可改的D．中断响应的次序是可灵活改变的6．与虚拟存储器的等效访问速度无关．．的是( )A．访存页地址流B．页面替换算法C．主存的容量D．辅存的容量7．非线性流水线的特征是( )A．一次运算中使用流水线中的多个功能段B．一次运算中多次使用流水线中的某些功能段C．流水线中某些功能段在各次运算中的作用不同D．流水线的各功能段在不同的运算中可以有不同的连接8．属于集中式共享存储器结构的SIMD计算机是( )A．ILLIAC IV B．BSP精品文档C．CM-2 D．MP-19．指令执行结果出现异常而引起的中断是( )A．程序性中断B．I／O中断C．机器校验中断D．外部中断10．下列关于脉动阵列机的描述，错误．．的是( )A．脉动阵列机是由一组内部结构相同的处理单元构成的阵列B．脉动阵列机结构简单、规整，模块化强，可扩充性好C．脉动阵列机不适用于要求计算量大的信号／图像的处理D．脉动阵列机各PE间数据通信距离短、规则，使数据流和控制流的设计、同步控制等均简单、规整二、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。
计算机系统结构第一章课后题答案
1．3 典型习题和题例分析与解答题1.1 有一个经解释实现的计算机，可以按功能划分成4级。
每一级为了执行一条指令需要下一级的N 条指令解释。
若执行第1级的一条指令要K ns 时间，那么执行第2、第3、第4级的一条指令各需要用多少时间?[分析] 计算机按功能分成级时，最底层是第l 级，向上依次为第2、第3和第4级；解释方式的执行是在低级机器级上用它的一串语句或指令来仿真高一级机器级上的一条语 句或指令的功能，而且是通过对高级机器级程序中的每条语句或指令逐条加以解释来实现的。
[解答] 执行第2、第3、第4级的一条指令各需KN ns 、KN 2 ns 、KN 3 ns 的时间。
题1.2 操作系统机器级的某些指令就用传统机器级的指令，这些指令可以用微程序直接实现，而不必由操作系绕自己来实现。
你认为这样做有哪些好处？[解答] 这样做，可以加快操作系统中操作命令解释的速度，同时也节省了存放解释操作命令这部分解释程序所占的存贮空间，简化了操作系统机器级的设计，也有利于减少传统机器级的指令条数。
题1.3 有一个计算机系统可按功能分成4级，各级的指令都不相同，每一级的指令都比其下一级的指令在效能上强M 倍，即第i 级的一条指令能完成第i-1级的M 条指令的计算量。
现若需第i 级的N 条指令解释第i+l 级的一条指令，而有一段第l 级的程序需要运行的时间为K s ，问在第2、3和4级上一段等效的程序各需要运行多长时间?[分析] 因为从功能意义上讲，第i 级的一条指令能完成第i-1级的M 条指令的计算量，但第i 级的一条指令的执行，都是靠第i-1级的N 条指令的执行来解释完成。
已知，第1级的一段程序运行时间为K s 。
第2级的一段程序从功能等效上讲，所需的指令条数应当是第1级上指令数的1/M 。
而由第1级解释时又需要执行N 条指令，所以，第2级一段等效程序的运行就需要K ·s M N 的时间。
第3、4级则可依次类推。
《计算机系统结构》及参考答案精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《计算机系统结构》练习题一一、单项选择题1．页式虚拟存储器的地址变换对于 D 是透明的.A. 操作系统设计者B. 任何程序员C. 系统结构设计者D. 应用程序员2．以下各类中断中，属于自愿中断的是 C .A. 外部中断B. I/O中断C. 执行“访管”指令D. 机器校验中断3. 高速外部设备磁盘机适合连接于 C .4. 页式虚拟存储器页表的作用是 A .A. 反映虚页在主存的存储情况B. 仅反映虚页是否调入主存C. 反映主存实页与Cache的对应关系D. 反映虚页在辅存的存储情况5．软件和硬件的功能在逻辑上是 C 的.D.软件优于固件6. 计算机中最优化的操作码编码方法是 D .码码C.扩展操作码 D.哈夫曼编码7. 从计算机系统执行程序的角度看，并行性等级由低到高分为四级 A .A．指令内部——指令之间——进程之间——程序之间B．指令之间——指令内部——进程之间——程序之间C．进程之间——指令之间——指令内部——程序之间D．程序之间——进程之间——指令之间——指令内部8. 计算机系统多级层次结构中，操作系统机器级的直接上层是 D .A．传统机器级B．高级语言机器C．应用语言机器级D．汇编语言机器级9.全相联地址映像是指 A .A.任何虚页都可装入主存中任何实页的位置B.一个虚页只装进固定的主存实页位置C.组之间是固定的，而组内任何虚页可以装入任何实页位置D.组间可任意装入，组内是固定装入10．对于同一系列机，必须保证软件能够 C .A．向前兼容，并向上兼容B．向前兼容，并向下兼容C．向后兼容，力争向上兼容D．向后兼容，力争向下兼容11．设有16个处理单元的并行处理机系统, 采用共享主存的方式. 若同时存取16个数据, 为避免存储器访问冲突, 共享主存的多体数量应该为 C 才合理.A. 15B. 16C. 17D. 1912. 软件兼容的根本特征是 C .A. 向前兼容B. 向后兼容C. 向上兼容D. 向下兼容13.在下列机器中，能够实现软件兼容的机器是 B .A. 完全不同种类的机型B. 系统结构相同的机器C. 宿主机和目标机D. 虚拟机14．输入输出系统硬件的功能对 C 是透明的。
计算机系统结构第1章部分习题参考答案
第1章部分习题参考答案1.1 解释下列术语⏹翻译：先用转换程序将上一级机器级上的程序整个地变换成下一级机器级上可运行的等效程序，然后再在下一级机器级上去实现的技术。
⏹解释：在下一级机器级上用它的一串语句或指令来仿真上一级机器级上的一条语句或指令的功能，通过对上一级机器语言程序中的每条语句或指令逐条解释来实现的技术。
⏹层次结构：将计算机系统由上往下依次划分为应用语言机器级、高级语言机器级、汇编语言机器级、操作系统机器级、传统机器级和微程序机器级。
对于一个具体的计算机系统，层次的多少会有所不同。
⏹计算机系统结构：传统机器级的程序员所看到计算机的基本属性，即计算机的概念性结构和功能特性。
简称为计算机的外特性。
⏹计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，也常称为计算机组织。
该组织包括机器级内的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
⏹计算机实现：计算机组成的物理实现。
它包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度、速度和信号，器件、模块、插件、底板的划分与连接，专用器件的设计，电源、冷却、装配等技术。
⏹透明性：本来存在的事物或属性，但从某个角度看似乎不存在，称为透明性现象。
⏹固件：是一种具有软件功能的硬件。
如将软件固化在ROM中，就是一种固件。
⏹由上往下设计：先考虑如何满足应用要求，确定好面对使用者那级机器应有什么基本功能和特性，然后再逐级往下设计，每级都考虑怎样优化上一级实现。
这种方法适合于专用机设计。
⏹由下往上设计：根据现有的部件，并参照或吸收已有各种机器的特点，先设计出微程序机器级（如果采用微程序控制）及传统机器级，然后再为不同应用配置多种操作系统和编译系统软件，采用合适的算法来满足相应的应用。
这是20世纪60-70年代前常用的通用机设计思路。
⏹系列机：同一厂家生产的具有相同系统结构，但具有不同组成和实现的一系列的机器。
⏹软件兼容：同一软件可以不加修改地运行于系统结构相同的不同档次的机器上，而且它们所获得的结果一样，差别只是运行时间不同。
02325 自考计算机系统结构2013-2017.10试题及答案
2017年10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卷(课程代码02325)第一部分选择题一、单项选择题：本大题共10小题，每小题1分，共10分，在每小题列出的备选项中只有一项是最符合题目要求的．请将其选出。
1．计算机实现的设计着眼于的技术是A．器件技术和编译技术 B．器件技术和微组装技术C．微组装技术和模拟技术 D．器件技术和模拟技术2．下列选项中，不是并行性开发途径的是A．器件改进 B．时间重叠 C．资源重复 D．资源共享3．浮点数表示中，当阶值位数一定时，不会受到尾数进制影响的是A．精度 B．数符 C．范围 D．离散程度4．主存中的实际地址称为A．物理地址 B．逻辑地址 C．虚拟地址 D．相对地址5．下列属于外部中断的是A．主存访问方式保护中断 B．寻址超过主存容量中断C．定时器中断 D．指令和数据格式出错中断6．下列不属于集中式总线控制优先次序方式的是A．串行链接 B．DMA C．定时查询 D．独立请求7．CPU要能预知未来被访问信息的地址是基于计算机程序具有的特性是A．快速性 B．稳定性 C．局部性 D．可靠性8．流水按处理的级别可分为的级数是A．6级 B．5级 C．4级 D．3级9．编号为0，1，…，15的l6个处理器，当互连网络函数为Cube3时，3号处理器连接到的处理器的号数是A．9 8．10 C．11 D．1210．按指令流和数据流的多倍性，多处理机属于的系统是A．SISD B．SIMD C．MISD D．MIMD第二部分非选择题二、填空题：本大题共10小题，每小题2分，共20分。
11．计算机系统层次结构由高到低依次为应用语言机器级、_______、汇编语言机器级、_______、传统机器语言机器级和微程序机器级。
12．计算机系统设计的主要任务包括系统结构、_______和_______的设计。
13．计算机的运算类指令和_______结构主要是按计算机有什么样的_______来确定的。
计算机系统结构第1-8章部分作业答案
第一章1.6 某台主频为400MHz 的计算机执行标准测试程序，程序中指令类型、执行数量和平均时钟周期数如下：求该计算机的有效CPI 、MIPS 和程序执行时间。
解：（1）CPI ＝(45000×1＋75000×2＋8000×4＋1500×2) / 129500＝1.776 (或259460) （2）MIPS 速率＝f/ CPI ＝400/1.776 ＝225.225MIPS (或2595180MIPS) （3）程序执行时间= (45000×1＋75000×2＋8000×4＋1500×2)／400=575μs1.9 假设某应用程序中有4类操作，通过改进，各操作获得不同的性能提高。
具体数据（1）改进后，各类操作的加速比分别是多少？（2）各类操作单独改进后，程序获得的加速比分别是多少？ （3）4类操作均改进后，整个程序的加速比是多少？ 解：根据Amdahl 定律SeFeFe S n +-=)1(1可得4类操作均改进后，整个程序的加速比：2.16)1(1≈+-=∑∑iii n S F F S1.10 第二章变长编码，哈夫曼编码第三章3.12 有一条指令流水线如下所示：（1）求连续输入10条指令的情况下，该流水线的实际吞吐率和效率。
（2）该流水线的瓶颈在哪一段？请采用两种不同的措施消除此瓶颈。
对于你所给出的两种新的流水线，连续输入10条指令时，其实际吞吐率和效率各是多少？ 解：（1）本题主要考察对各功能段用时不等的线性流水线的性能计算公式的掌握情况。
2200(ns)2009200)10050(50t n t T maxki i =⨯++++=∆-+∆=∑=)1(1流水 )(ns 2201T nTP 1-==流水45.45%1154400TP ktTP E k1i i≈=⋅=∆⋅=∑= 注意：对于公式不能死记硬背，需要充分理解，注意公式的适用条件。
计算机系统结构练习题及答案
计算机系统结构练习题及答案第一章计算机系统结构的基本概念(一)单项选择题(在下列每小题的四个备选答案中，只有一个答案是正确的)1. 计算机系统多级层次中，从下层到上层，各级相对顺序正确的应当是___。
A. 汇编语言机器级――操作系统机器级――高级语言机器级B. 微程序机器级――传统机器语言机器级――汇编语言机器级C. 传统机器语言机器级――高级语言机器级――汇编语言机器级D. 汇编语言机器级――应用语言机器级――高级语言机器级答案:B难度:1初级、中级适于级别:2. 汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是经___ 来实现的。
.A. 编译程序解释 B. 汇编程序解释C. 编译程序翻译D. 汇编程序翻译答案:D难度:1适于级别:初级、中级3. 直接执行微指令的是___。
A. 汇编程序B. 编译程序C. 硬件D. 微指令程序答案: C难度:1适于级别:初级、中级4. 对系统程序员不透明的应当是___。
A. Cache存贮器B. 系列机各档不同的数据通路宽度C. 指令缓冲寄存器D. 虚拟存贮器答案: D难度:1适于级别:初级、中级5. 对应用程序员不透明的是___。
A. 先行进位链B. 乘法器C. 指令缓冲器D. 条件码寄存器答案:D难度:1适于级别:初级、中级。
6. 对机器语言程序员透明的是___A. 中断字B. 主存地址寄存器C. 通用寄存器D. 条件码答案:B难度:1适于级别:初级7. 计算机系统结构不包括___。
A. 主存速度B. 机器工作状态C. 信息保护D. 数据表示答案: A难度:1适于级别:初级、中级8. 对计算机系统结构透明的是___。
A. 字符行运算指令B. 是否使用通道型I/O处理机C. 虚拟存贮器D. VLSI技术答案:D难度:1适于级别:初级、中级和高级9. 对汇编语言程序员透明的是___。
A. I/0方式中的DMA访间方式B. 浮点数据表示C. 访问方式保护D. 程序性中断答案:A难度:1适于级别:初级、中级和高级。
第一章第二章习题及答案
第一章第二章习题及答案计算机体系结构习题及答案第一章基础知识1．名词解释翻译解释模拟仿真透明性程序访问局部性[答案]略翻译：先用转换程序将高一级机器上的程序整个地变换成为低一级机器上可运行的等效程序，然后再在低一级机器级上去实现的技术。
解释：在低一级机器上用它的一串语句或指令来仿真高一级机器级上的一条语句或指令的功能，通过对高一级机器语言程序中的每条语句或指令逐条解释来实现的技术。
模拟：指用软件的方法在一台计算机(宿主机A)上，实现另一台计算机(虚拟机B)的指令系统。
仿真：用微程序的方法在一台计算机(宿主机A)上实现另一台计算机(目标机B)的指令系统。
透明性：一种本来是存在的事务或属性, 但从某种角度看却好像不存在。
程序访问的局部性原理：是指程序执行过程中，呈现出频繁重新使用那些最近已被使用过的数据和指令的规律。
程序访问的局部性包括时间局部性和空间局部性。
2. 一个经解释实现的计算机可以按功能划分为四级. 每一级为了执行一条指令需要下一级的N条指令. 若执行第一级的一条指令需要的时间为K ns, 那么执行第二、三、四级的一条指令各需要多少时间?[答案] NK ns; N2K ns; N3K ns3. 计算机系统按功能划分层次结构的好处主要体现在哪些方面?[答案] (1) 有利于理解软件, 硬件和固件在系统中的地位和作用;(2) 有利于理解各种语言的实质和实现途径;(3) 有利于推动计算机系统结构的发展;(4) 有利于理解计算机系统结构的定义.4. 什么是透明性? 对计算机系统结构, 下列哪些是透明的? 哪些是不透明的?1)存储器的模m交叉存取; 2)浮点数据表示; 3) I/O系统是采用通道方式还是I/O处理机方式; 4) 阵列运算部件; 5) 数据总线宽度; 6) 通道是采用结合型的还是独立型的; 7) 访问方式保护; 8) 程序性中断; 9) 串行、重叠还是流水控制方式; 10) 堆栈指令; 11) 存储器的最小编址单位; 12) Cache存储器.[答案] 一种本来是存在的事务或属性, 但从某种角度看却好像不存在, 称为透明性.对计算机系统结构来说透明的是: 1), 4), 5), 6), 9), 12)对计算机系统结构来说不透明的是:2), 3), 7), 8), 10), 11)5. 什么是计算机体系结构? 什么是计算机组成? 什么是计算机实现? 并说明三者的关系和相互影响?[答案] 计算机系统结构是计算机系统的软, 硬件分界面, 是机器语言程序员或是编译程序员所需了解的计算机属性;计算机组成是计算机系统结构的逻辑事项;计算机实现是计算机组成的物理实现.三者的关系和互相影响为:(1) 具有相同系统结构的计算机可以采用不同的组成; (2) 一种计算机组成可以采用多种不同的计算机实现;(3) 计算机组成、计算机实现对计算机系统结构有着很大的影响;(4) 计算机系统结构的设计不应限制计算机组成和实现技术，应能用于高档机，也可用于低挡机;(5) 在不同时期, 计算机系统结构,、组成和实现所包含的内容会有所变化，三者之间的界线常常很模糊.6. 从机器(汇编)语言程序员角度看, 以下哪些是透明的? 1) 指令地址存储器; 2) 指令缓冲器; 3) 时标发生器; 4) 条件码寄存器; 5) 乘法器;6) 主存地址寄存器; 7) 磁盘外设; 8) 先行进位链; 10) 通用寄存器; 11) 中断字寄存器. [答案] 对机器(汇编)语言程序员来说透明的有: 2), 3), 5),6), 8), 9) 对机器(汇编)语言程序员来说不透明的有: 1), 4), 7), 10), 11)7. 假设在一台40 MHz 处理机上运行200 000条指令的目标代码, 程序主要由四种类型的指令所组成. 根据程序跟踪实验结果, 各类指令的混合比和每类指令的CPI 值如表1.9所示.表1.9 各类指令的指令混合比及每类指令的CPI 值指令类型指令混合比CPI算术和逻辑60% 1 高速缓存命中的加载/存储18% 2 转移12% 3 高速缓存缺失的存储器访问10% 4(1) 试计算在单处理机上执行上述该程序时的平均CPI;(2) 根据(1)所得到的CPI, 计算相应的MIPS 速率及程序的执行时间. [答案] (1) 2.24 CPI (2) 17.86 MPIS; 0.0112 s8. 某工作站采用时钟频率为15 MHz 、处理速率为10 MIPS 的处理机来执行一个程序，假定每次存储器存取为1周期延迟, 试问:(1) 此计算机的有效CPI 是多少?(2) 假定将处理机的时钟频率提高到30 MHz, 但存储器子系统速率不变, 这样, 每次存储器存取需要两个时钟周期. 如果30%的指令每条只需要一次存储存取, 而另外5%的指令每条需要两次存储存取, 还假定已知混合程序的指令数不变, 并与原工作站兼容, 试求改进后的处理机性能（计算MIPS ）.[答案] (1) 5.1=10×1010×15=10×=666MIPS f CPI ;(2) 改造以后处理机的CPI 发生变化，30%的指令每条只需要一次存储存取, 由于时钟周期缩短，这类以前需要1个时钟周期用于存储，而现在需要增加1个时钟周期用于存储。
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第一章计算机系统结构的基本概念历年真题精选1. 下列对系统程序员不透明的是（）。
A. 乘法器B. 先行进位链C. 指令缓冲器D. 条件码寄存器2．“从中间开始”设计的“中间”目前多数是在（ D ）。
A. 微程序机器级与汇编语言机器级之间B. 操作系统机器级与汇编语言机器级之间C. 传统机器语言机器级与微程序机器级之间D. 传统机器语言机器级与操作系统机器级之间3. 开发计算机系统结构并行性的主要技术途径有时间重叠、（资源重复）和（资源共享）。
4. 计算机系统弗林分类法，把计算机系统分成单指令流单数据流（SISD）、单指令流多数据流（SIMD）、（多指令流单数据流（MISD））和（多指令流多数据流（MIMD））四大类。
5. 设计指令系统时，以乘法运算为例，简述系统结构设计、计算机组成设计、计算机实现各应考虑的问题。
（P4）6. 实现软件移植的途径有哪些各受什么限制（P14）同步强化练习一．单项选择题。
1. 实现汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是由（ C ）。
A. 编译程序翻译B. 编译程序解释C. 汇编程序翻译D. 汇编程序解释2. 系列机软件应做到（ B ）A. 向前兼容，并向下兼容B. 向后兼容，力争向上兼容C. 向前兼容，并向上兼容D. 向后兼容，力争向下兼容3. 在计算机系统多级层次结构中，机器级由低到高，相对顺序正确的应当是（ B ）。
A. 传统机器语言、汇编语言、操作系统B. 微程序、传统机器语言、高级语言C. 高级语言、汇编语言、传统机器语言D. 传统机器语言、应用语言、高级语言4. 可以直接执行微指令的是（ C ）。
A. 编译程序B. 微程序C. 硬件D. 汇编程序5. 计算机系统结构不包括（ A ）。
A. 主存速度B. 数据表示C. 机器工作状态D. 信息保护6. 对计算机系统结构透明的是（）。
A. 是否使用通道型I/0处理机B. 虚拟存储器C. 字符行运算指令D. VLSI技术7. 在主存设计上，属计算机系统结构考虑的应是（ C ）。
A. 频宽的确定B. 多体交叉还是单体C. 容量和编址单位D. 用MOS还是TTL8. 计算机组成设计不考虑（ B ）。
A. 缓冲技术B. 功能部件的集成度C. 专用部件设置D. 控制机构的组成9. 下列说法中不正确的是（ D ）A. 硬件的生产费用比软件的生产费用高B.软件设计费用比软件重复生产费用高C. 硬件功能只需实现一次而软件功能可能要多次重复实现D. 硬件实际费用比软件设计费用低10. 在系列内推出新机器，不能更改的是（ A ）A. 原有指令的寻址方式和操作码B. 存储芯片的集成度C. 系统总线的组成D. 数据通路宽度11. 对系统程序员不透明的是（）。
A. 虚拟存储器B. Cache存储器C. 指令缓冲寄存器D. 系列机各档不同的数据通路宽度12. 在计算机系统设计中，比较好的方法是（ D ）A. 从上向下设计B. 从下向上设计C. 从两头向中间设计D. 从中间开始向上,向下设计13. 计算机系列化的优点不包括（ C ）A. 有利于计算机的升级换代B. 便于组成多机系统和网络C. 同一系列内的软件一定是向上兼容的D. 使用共同系统软件的基础上解决程序的兼容性14. 计算机的结构和组成不包括（）。
A. 操作系统B. 硬联逻辑C. 微程序控制D. 所有硬件和固件的功能15. 计算机使用的语言是（ B ）。
A. 专属软件范畴，与计算机体系结构无关B. 分属计算机系统各个层次C. 属于用以建立一个用户的应用环境D. 属于符号化的机器指令16. 输入输出系统硬件的功能对（）是透明的。
A. 操作系统程序员B. 应用程序员C. 系统结构设计人员D. 机器语言程序设计员17. 属于MIMD系统结构的是（ C ）A. 各处理单元同时受同一个控制单元的管理B. 各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令C. 松耦合多处理机和多计算机D. 阵列处理机18. 下列选择中不属于计算机模拟特点的是（ C ）A. 用机器语言解释实现程序移植B. 灵活性大C. 提高速度D. 效率低19.设最大并行度P=n*m，其中n为同时处理时一个字中的二进制位数，m为能同时处理的字数。
则子并位串（WPBS）可描述为（）A. n=1,m=1B. n=1,m>1C. n>1,m=1D. n>1,m>120．现代计算机的内部的输入输出操作由（）完成。
A. 程序员B. 操作系统C. 编译程序D. B和C21. 从计算机系统执行程序的角度来看不属于并发性等级的是（ D ）A. 指令内部B. 指令之间C. 任务或进程之间D. 进程内部22. 软件和固件的性能是（ A ）。
A. 固件优于软件B. 不等价C. 等价D. 软件由于固件23. （）编写者看到的逻辑结构和功能能力就是计算机的内部特性。
A. 操作系统的I/O子系统B. 可编程逻辑控制语言C. Windows NT的内核D. 微程序24. 一个多指令多数据计算机系统,它实际上只是多个独立的（D ）单处理机系统的集合。
A. SIMDB. 多I/O处理C. 多CPUD. SISD25. 中型计算机系统结构设计必须遵循（）结构。
A. CISC体系B. RISC体系C. IBM体系D. 冯.诺依曼体系26. 软驱动器的I/O接口程序是由（ A ）实现的。
A. 固件+软件B. 软件C. 操作系统D. 固件27. 利用时间重叠概念实现并行处理的是（ A ）A. 流水处理机B. 多处理机C. 并行处理机D. 相联处理机28. 不属于软件移植基本技术的有（ D ）A. 统一高级语言B. 采用系列机C. 模拟和仿真D. 按新的系统及指令重新编写29. 多指令流单数据流（MISD）来自于（ A ）分类法。
A. 弗林B. 冯氏C. 库克D. 汉德勒30. 软件和硬件在（ B ）上是等效的。
A. 概念B. 逻辑C. 算法D. 指令二．填空题。
1. 多机系统的耦合度可以分为最低耦合、（松散）耦合和（紧密）耦合。
2. 实现程序移植的主要途径有统一高级语言，系列机，（模拟）与（仿真）。
3. 器件的发展是系统结构和组成技术发展的关键因素。
同一型号机器一般是先用（通用片）或现场片实现，等机器成熟取得用户信任后，再改用（半用户片或用户片）实现。
4. 计算机系统的3T性能目标是（1TFLOPS ）的计算能力、（1TBYTE ）的主存容量和1TBYTE/S的I/O带宽。
5. 我们说以软件为主实现的机器为（虚拟机器），以区别由硬件或（固件）实现的实际机器。
6. 计算机组成是计算机系统结构的（逻辑）实现，计算机实现是计算机组成的（物理）实现。
7. “由下往上”地设计计算机系统会造成（软、硬）件的脱节，软件得不到（硬件）支持而显得繁杂，机器性能虚假。
8. 仿真和模拟的主要区别是：仿真用（微）程序解释，模拟用（机器语言）程序解释。
9. 从计算机执行程序的并发性看，由低到高的并发性等级可分为（指令内部）、指令之间、（任务或进程）间和作业或程序间四级。
10. 库克将计算机用指令流和执行流及其多倍性分类。
典型单处理机属单指令流单执行流，带指令级多道程序的单处理机属于（多指令流单执行流），多处理机属于（多指令流多执行流）。
11. 应用语言程序经（应用程序包翻译）成高级语言程序。
12. 进行仿真的机器称为（宿主机），被仿真的机器称为（目标机）。
13. （传统的单处理器）计算机是SISD计算机的典型代表。
14. 弗林提出按（指令流）和（数据流）的多倍性对计算机系统的分类。
15. 用实际存在的机器语言解释实现软件移植的方法称为（模拟）。
16. 客观存在的事物或属性从某个角度看不到，称对他（透明）。
17. 现代通用的计算机系统是由紧密相关的（硬）件和（软）件组成的整体。
18. 在计算机系统多级层次结构中，各机器级的实现技术主要用的是（翻译）或（解释）。
19. 应用语言程序一般是经（应用）程序包转换成高级语言程序，采用的是翻译和解释技术中的（翻译）。
20. 计算机系统结构设计主要是进行软，硬件之间的（功能分配），以及对（传统）机器级界面的确定。
21. 一般来说，计算机实现是指计算机组成的（物理实现），而器件技术在计算机实现中起着（主导）作用。
22. 计算机应用可归纳为向上升级的四类。
它们是数据处理、（信息）处理、（知识）处理和智能处理。
三．简答题。
1. 简述提高计算机系统并行性的三个技术途径。
（P20）2. 器件的发展对逻辑设计方法有哪些影响3. 简述计算机系统“由中间开始”设计的基本思想. （P10）4. 为解决不同系统结构的机器之间的软件移植，通常采用何种路径并简述其过程。
（P13）5. 并行性有哪些不同的等级（P19-20）6. 简要说明翻译和解释的区别和联系。
（P2）7. 比较模拟和仿真。
（P13-14）8. 为什么将计算机系统看成是多级机器构成的层次结构（P2）9. 设计主存系统时，哪些属于计算机系统结构哪些属于计算机组成哪些属于计算机实现所要考虑的问题10. 列举计算机系统硬件功能分配时，进行软硬件取舍的三条基本原则。
（P8）11. 软件可移植性指的是什么实现软件移植有什么好处（P10）12. 简述统一高级语言实现软件移植的方法，适用场合，存在问题和原因，以及对此问题采取的对策。
（P11）13. 什么是系列机软件的向上（向下）兼容和向后（向前）兼容（P12）14. 计算机系统在处理数据的并行上，可分为哪四个等级简单解释并各举一例。
（P19）部分习题参考答案：历年真题精选 1. D同步强化练习一、单项选择题。
6. D 11. A 14. A 16. B 19. B 20. D23. D 25. D三、简答题。
2.（1）由逻辑化简改成着眼于采用什么组成技术能够规整、批量生产，宜于超大规模集成，缩短设计周期，提高系统效能，尽量采用存储逻辑和通用器件；（2）由全硬设计改成采用微汇编、微高级语言、计算机辅助设计等手段软硬件结合和自动化设计。
9. 计算机系统结构：确定主存容量、编制方式、寻址范围等。
计算机组成：确定主存周期、逻辑上是否采用并行主存、逻辑设计等。
计算机实现：选择存储芯片类型、微组装技术、线路设计等。