计算机系统结构_复习题答案
计算机系统结构复习题（含答案）
计算机系统结构复习题（含答案）计算机系统结构复习题1、虚拟机的概念虚拟机（Virtual Machine）指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。
2、指令系统的设计方法、概念、主要原因、对象、总线的仲裁算法主要原因：因为指令系统是软件设计人员与硬件设计人员之间的一个主要分界面，也是他们之间互相沟通的一座桥梁。
对象：概念：又称指令集（instruction set）是计算机体系结构设计的核心，是计算机软、硬件接口,是指机器所具有的全部指令的集合。
它反映了计算机所拥有的基本功能。
它是机器语言程序员所看到的机器的主要属性之一。
设计方法：①、首先考虑所应实现的基本功能，确定哪些基本功能应该由硬件实现，哪些功能由软件实现比较合适。
包括指令的功能设计和指令格式的设计；②、在确定哪些基本功能用硬件来实现时，主要考虑3个因素：速度、成本、灵活性；硬件实现的特点：速度快、成本高、灵活性差软件实现的特点：速度慢、价格便宜、灵活性好③、对指令系统的基本要求完整性、规整性、正交性、高效率、兼容性。
总线仲裁算法有：静态优先级算法、固定时间片算法、（动态优先级）算法和（先来先服务）算法3、要实现两条指令在世间上重叠解释步骤是什么？为了实现两条指令在时间上重叠解释：首先需要付出空间代价，如增加数据总线、控制总线、指令缓冲器、地址加法器、相关专用通路，将指令分析部件和指令执行部件功能分开、单独设置，主存采用多体交叉存取，等等。
其次要处理好指令之间可能存在的关联，如转移的处理，指令相关，主存空间数的相关、通用寄存器组的数相关和基址值相关等的处理。
此外，还应合理调配好机器指令的微操作，使“分析”和“执行”的时间尽可能相等，以提高重叠的效率。
4、互连网络的交换方式有（线路交换）、（包交换）和（线路/包交换）5、SIMD互连网络采用（线路）交换，多处理机常采用（包）交换6、与重叠机器一样，流水机器在遇到（转移指令）指令，尤其是（条件转移指令）指令时，效率也会显著下降7、按指令与数据流的多倍性将数据流分为（SISD）、（SIMD）、（MISD）、（MIMD）四类。
计算机系统结构复习试题及答案（非计算）
计算机系统结构复习试题及答案（⾮计算）⼀．名词解释计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。
在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种⾓度看⼜好像不存在的概念称为透明性。
系列机：由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不同型号的计算机。
同构型多处理机系统：由多个同类型或⾄少担负同等功能的处理机组成，它们同时处理同⼀作业中能并⾏执⾏的多个任务。
堆栈型机器：CPU 中存储操作数的单元是堆栈的机器。
累加器型机器：CPU 中存储操作数的单元是累加器的机器。
通⽤寄存器型机器：CPU 中存储操作数的单元是通⽤寄存器的机器。
数据相关：考虑两条指令i 和j，i 在j 的前⾯，如果下述条件之⼀成⽴，则称指令j 与指令 i 数据相关：（1）指令j 使⽤指令i 产⽣的结果；（2）指令j 与指令k 数据相关，⽽指令k ⼜与指令i 数据相关。
定向：⽤来解决写后读冲突的。
在发⽣写后读相关的情况下，在计算结果尚未出来之前，后⾯等待使⽤该结果的指令并不见得是马上就要⽤该结果。
如果能够将该计算结果从其产⽣的地⽅直接送到其它指令需要它的地⽅，那么就可以避免停顿。
向量处理机：指令级并⾏：简称ILP。
是指指令之间存在的⼀种并⾏性，利⽤它，计算机可以并⾏执⾏两条或两条以上的指令。
指令的动态调度：是指在保持数据流和异常⾏为的情况下，通过硬件对指令执⾏顺序进⾏重新安排，以提⾼流⽔线的利⽤率且减少停顿现象。
是由硬件在程序实际运⾏时实施的。
指令的静态调度：是指依靠编译器对代码进⾏静态调度，以减少相关和冲突。
它不是在程序执⾏的过程中、⽽是在编译期间进⾏代码调度和优化的。
失效率：CPU 访存时，在⼀级存储器中找不到所需信息的概率。
失效开销：CPU 向⼆级存储器发出访问请求到把这个数据调⼊⼀级存储器所需的时间。
强制性失效：当第⼀次访问⼀个块时，该块不在Cache 中，需要从下⼀级存储器中调⼊Cache，这就是强制性失效。
(完整版)计算机系统结构复习题(附答案)范文
计算机系统结构复习题和重点（附答案）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（）A．编译程序解释B．编译程序翻译C．汇编程序解释D．汇编程序翻译2．系列机软件必须保证（）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3．浮点数尾数基值r m=8，尾数数值部分长6位，可表示规格化正尾数的个数是（）A．56个B．63个C．64个D．84个4．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（）A．“执行”指令B．“程序调用”指令C．“比较与交换”指令D．“测试与置定”指令5．关于非专用总线三种控制方式中，下列叙述错误．．的是（）A．集中式定时查询，所有部件共用同一条“总线忙”线B．集中式定时查询，所有部件都用同一条“总线请求”线C．集中式独立请求，所有部件都用同一条“总线请求”线D．集中式串行链接，所有部件都用同一条“总线请求”线6．磁盘外部设备适合于连接到（）A．字节多路通道B．数组多路通道或选择通道C．选择通道或字节多路通道D．数组多路通道或字节多路通道7．在Cache存储器中常用的地址映象方式是（）A．全相联映象B．页表法映象C．组相联映象D．段页表映象8．在指令级高度并行的超级处理机中，下列叙述正确的是（）A．超标量处理机利用资源重复，要求高速时钟机制B．超流水线处理机利用资源重复，要求高速时钟机制C．超标量处理着重开发时间并行性，要求高速时钟机制D．超流水线处理机着重开发时间并行性，要求高速时钟机制9．间接二进制n方体网络是一种（）A．多级立方体网络B．多级全排列网络C．单级立方体网络D．多级混洗交换网络10．多端口存储器适合于连接A．紧耦合多处理机B．松耦合多处理机C．机数很多的处理机D．机数可变的多处理机二、填空题11．多处理机实现的是___________、___________间的并行。
计算机系统结构试题及答案大全
计算机系统结构试题及答案大全计算机系统结构是计算机科学中的重要学科，涉及到计算机硬件系统的组成、工作原理、设计与实现等方面的知识。
为了方便大家学习与复习，本文整理了一些常见的计算机系统结构试题及答案，希望对大家有所帮助。
试题1：什么是冒险问题？如何避免冒险问题？答案：冒险问题是指在计算机系统中，在不合适的时刻访问寄存器中的数据或指令，导致计算机系统出现错误的情况。
为了避免冒险问题，可以采取以下措施：1.数据和指令分离：在指令执行的过程中，要避免访问正在执行的指令所需要的数据。
2.预测跳转：在程序执行时，可以通过预测下一条指令的跳转地址，来避免在执行跳转指令时产生冒险问题。
3.数据前推：在产生数据冒险时，可以使用数据前推技术，从后面的指令中提前获取该数据，避免冒险问题的发生。
试题2：什么是流水线？流水线的优缺点是什么？答案：流水线是一种将计算机指令的执行分解为多个阶段的技术，使得同一时间内可以有多个指令同时在计算机中执行。
流水线的优缺点如下：优点：1.提高了计算机的指令执行速度。
2.减少了指令之间的相互干扰，提高了计算机的并行度。
3.节省了计算机硬件资源，减小了成本。
缺点：1.流水线中的每一个阶段都需要有一定的延迟，增加了总体延迟时间。
2.由于流水线中的各个阶段需要配合执行，所以在出现异常情况时，需要将整个流水线暂停，影响计算机的性能。
试题3：什么是缓存？缓存的作用是什么？答案：缓存是一种将数据复制到靠近处理器的高速存储器中的技术。
缓存的作用如下：1.加速了数据的访问速度：由于缓存存储器的读取速度较快，因此可以减少数据的访问延迟，提高了计算机的运行速度。
2.降低了总线负载：由于计算机中的总线带宽有限，当多个处理器同时访问存储器时，可能会导致总线的拥堵。
使用缓存技术可以将数据存储到靠近处理器的高速存储器中，减少了对总线的访问，降低了总线负载。
3.提供了局部性原理：在程序执行过程中，通常会出现一些常用的数据或指令，使用缓存技术可以将这些常用的数据或指令存储在高速缓存中，提高了计算机的性能。
自考计算机系统结构复习题参考答案
02325计算机系统结构复习题参考答案1.评价储存系统的指标包括价格、命中率、等效访问时间。
2.计算机硬件和软件在逻辑功能上是等效大，在性能价格实现上是不同滴。
3.cache块大调度算法常有堆栽法和比较发。
4.计算机系统设计方法有由上而下、由下而上、由中间开始。
其中，软硬结合较好是由中间开始。
5.系列机大软件兼容可分为向上、向下、向前、向后兼容；其中之一向上兼容是软件大根本特性。
6.在通到方式i/o传输过程中，用户由管态指令来使用外设，进管后cpu要编制通道程序。
Cpu在执行完通道启动指令后，通道就能并行工作。
7. i/o控制方式分为：程序控制i/o、直接储存器访问dma和i/o处理机。
8.主存有1024页，分为s组，s=1024时成为全相联映像，s=1时则为直接映像。
9.解决cache与主存内容一致的算法是写回法和写直达法。
10.并行性的途径有资源共享、时间重叠和资源重叠。
二、1.冷启动时效率从cache为空开始到cache全满装满这一时期的失效率.2.动态再定位:在程序执行时，通过地址加法器将逻辑地址加上基址寄存器的程序基点地址形成物理地址后进行访存的方法.3.Huffman压缩概念:将出现概率最大的事件用最少的位来表示，而概率最小的事件用较多位表示达到平均速度缩短.4.Mimd：它使用多个控制器来异步地控制多个处理器，从而实现空间上的并行性.5.Lru替换算法:即最近最少使用页面置换算法，是选择近期最少访问页作为被替换的页.6.仿真:用微程序直接解释另一种指令系统的方法.7.并行算法:并行计算中非常重要的问题。
并法研究应该确立一个“理论－设计－实现－应用”的系统方法，形成一个完善的“架构—算法—编程” 方法论，这样才能保证并行算法不断发展并变得更加实用8.中断：在运行一个程序的过程中，断续地以“插入”方式执行一些完成特定处理功能的程序段三、解答题简述开发并行性的三种途径（1）时间重叠是引入时间因素，让多个处理过程在时间上相互错开，轮流使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转使用来赢得速度（2）资源重复是引入空间因素，通过重复设置硬件资源来提高性能（3）资源共享是用软件方法让多个用户按一定时间顺序轮流使用同一套资源，来提高其利用率，相应也就提高了系统的性能2.改进指令系统的方法有：1进一步增进原指令的功能以及设计更为复杂的新指令取代原先软件子程序完成的功能，实现软件功能的硬化，CISC它可以面向目标程序，面向高级语言，面向操作系统的优化；2减少指令的种数和简化指令功能来降低硬件设计的复杂度，提高指令的执行数的RISC。
计算机系统结构试题及答案—西安理工大学
Ｃ分布式处理系统 Ｄ时间重叠
4. 开发并行性的途径有时间重叠，（ ）和资源共享。
A 重叠流水
B 共享主存
Ｃ资源重复
Ｄ软件共享
5. 开发并行性的途径有时间重叠，资源重复和（ ）。
Ａ指令流水线
Ｂ资源共享
Ｃ 双工系统
D 机群系统
6. 计算机系统的层次结构按照有高到低的顺序分别为（ ）。
A 高级语言机器级，汇编语言机器级，传统机器语言机器级，微程序机器级
3. 某机器指令字长 16 位，设有单地址指令和双地址指令两类。若每个地址字段为 6 位，且 双 地址指令有 x 条。问单地址指令最多可以有多少条？
4. 简述三种面积的寻址方式的关系。
5. 堆栈型机器与通用寄存器型机器的主要区别是什么？
解答: 1. 2. 3. 4.
5. 五.应用题 1. 浮点数系统使用的阶基 rp=2，阶值位数 p=2，尾数基值 rm=4，以 rm 为基的尾数尾数 m’ =2 ，试计算在非负阶、正尾数、规格化情况下的最小尾数值、最大尾数值、可表示的最小值和 最大值及可表示数的个数。
7. 浮点数系统使用的阶基 rp=2，阶值位数 p=2，尾数基值 rm=10，以 rm 为基的尾数尾数 m’ =1 ，试计算在非负阶、正尾数、规格化情况下的最小尾数值、最大尾数值、可表示的最小值和 最大值及可表示数的个数。
8. 指令中常用下列寻址方式来得到操作数：立即操作数、间接寻址、直接寻址、 寄存器寻址、自相对寻址。请分别说明这些寻址方法的原理，井对它们在如下 4 个方
3. 自定义数据表示中有_标__识___符__数_、据数表据示描述等。
4. 扩展操作码编码仍利用哈__夫__曼___压__缩__思想，一般其平均码长要比全 Haffman 编码的平均码 长大。
计算机系统结构考试及答案
模拟试卷 1一、名词解释1. 系统结构：是对计算机系统中各机器级之间界面的划分和定义，以及对各级界面上、下的功能进行分配。
2. SIMD ：单指令流多数据流计算机系统。
3. 资源共享4. Cache：高速缓冲存储器5. 模拟: 是对真实事物或者过程的虚拟二、选择1. Cache 是介于CPU 和( C )之间的小容量存储器，能高速地向CPU 提供指令和数据，从而加快程序的执行速度。
A.寄存器B.DRAMC.主存D.硬盘2. 并行性开发的途径为时间重叠、资源共享和( C ) 等。
A.时间并行B.资源分布C.资源重复D.时间并发3. 冯?诺依曼型计算机的设计思想是( C )。
A.存储数据并按地址顺序执行B.存储程序并按地址逆序执行C.存储程序并按地址顺序执行D.存储程序并乱序执行4. 在计算机系统的层次结构中，属于硬件级的是( D )。
A.应用语言级B.高级语言级C.汇编语言级D.机器语言级5. 消除流水线性能瓶颈的方法：瓶颈段细分和( B )。
A.瓶颈段串联B.瓶颈段并联C.瓶颈段拆分D.瓶颈段流水三、简答1. 试述现代计算机系统的多级层次结构。
3. 试述全相联映像与直接映像的含义及区别。
直接映像: 指主存的一个字块只能映像到Cache的一个准确确定的字块中。
直接映象是一种最简单的地址映像方式，它的地址变换速度快，而且不涉及其他两种映像方式中的替换策略问题。
但是这种方式的块冲突概率较高，当称序往返访问两个相互冲突的块中的数据时，Cache 的命中率将急剧下降，因为这时即使Cache中有其他空闲块，也因为固定的地址映像关系而无法应用。
全相联映像：指主存的一个字块可以映像到整个Cache的任何一个字块中。
这种方式只有当C ache 中的块全部装满后才会出现块冲突，所以块冲突的概率低，可达到很高的Cache 命中率；但实现很复杂。
当访问一个块中的数据时，块地址要与Cache 块表中的所有地址标记进行比较已确定是否命中。
计算机体系结构期末考试知识点与答案
计算机体系结构期末考试知识点与答案体系结构复习重点.doc1.冯.诺依蔓计算机的特点答：冯·若依曼计算机的主要特点如下：存储程序方式。
指令和数据都是以字的方式存放在同一个存储器中，没有区别，由机器状态来确定从存储器读出的字是指令或数据。
指令串行执行，并由控制器集中加以控制、单元定长的一维线性空间的存储器使用低级机器语言，数据以二进制形式表示。
单处理机结构，以运算器作为中心。
其实，他最大的特点就是简单易操作。
2. T（C）＝<K*K',D*D',W*W'>所描述的三个层次（8页）答：3个层次为控制器、算术逻辑部件、基本逻辑部件3. 计算机系统结构的分类（5页）4. 计算机系统中的数据表示（38页）5. 指令系统设计的原则答：指令系统的设计原则是，应特别注意如何支持编译系统能高效、简易地将源程序翻译成目标代码。
首先是正交性：又称分离原则或互不相干原则。
即指令中各个有不同含义的字段之间，在编码时应互相独立、互不相关。
规整性：对相似的操作数做出相同的规定。
可扩充性：要保留一定余量的操作码空间，为以后的扩展所用。
对称性：为了使编译能更加方便，通常希望操作具有对称性。
6. 流水操作中的相关答：流水操作过程中会出现一下的3个相关：资源或结构相关、数据相关、和控制相关。
资源相关是指当有多条指令进入流水线后在同一机器周期内争用同一功能部件所发生的冲突。
数据相关：这是由于流水线中的各条指令的重叠操作使得原来对操作数的访问顺序发生了变化，从而导致了数据相关的冲突。
控制相关主要是转移指令引起的，比起数据相关来，他会使流水线丧失更多的性能。
7. 向量机中对向量的各种运算可以采用的加工方式（149页）答：向量机中对向量的各种运算可以采用不同的加工方式，但比较有效的加工方式应是尽量避免出现数据相关和尽量减少对向量功能的转换。
一种普通加工方式称为横向加工，它是按向量顺序计算的。
另外一种加工方式称为垂直加工，即它是先纵向加工所有B和C向量中元素对的相加操作。
系统结构复习题含答案
系统结构复习题含答案一、选择题1. 在计算机系统中，负责执行程序指令的部件是：A. 控制器B. 运算器C. 存储器D. 输入/输出设备答案：B2. 冯·诺依曼体系结构中，程序和数据是存储在：A. 内存B. 外存C. 寄存器D. 缓存答案：A3. 下列哪个不是计算机硬件系统的组成部分？A. 中央处理器B. 操作系统C. 主存储器D. 辅助存储器答案：B二、填空题1. 计算机系统的层次结构从下到上依次为______、______、______和______。
答案：硬件层、操作系统层、应用程序层、用户层2. 计算机的存储器分为______和______，其中______用于临时存储数据。
答案：主存储器、辅助存储器、主存储器3. 计算机的输入设备包括键盘、鼠标等，输出设备包括显示器、打印机等，它们都属于______设备。
答案：输入/输出三、简答题1. 简述计算机系统的组成。
答案：计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
硬件系统包括中央处理器、存储器、输入设备和输出设备等，而软件系统则包括操作系统、应用程序和数据等。
2. 描述冯·诺依曼体系结构的主要特点。
答案：冯·诺依曼体系结构的主要特点是将程序指令和数据一起存储在同一个存储器中，采用顺序执行指令的方式，并且具有中央处理器、存储器、输入设备和输出设备等基本组成部分。
四、论述题1. 论述计算机硬件和软件之间的关系。
答案：计算机硬件和软件是相互依赖、相互支持的关系。
硬件是计算机系统的物质基础，提供了执行指令和处理数据的能力。
软件则是硬件功能的扩展，它包括操作系统、应用程序和数据等，通过软件的管理和控制，硬件才能发挥其应有的作用。
没有硬件，软件无法运行；没有软件，硬件则无法执行复杂的任务。
两者共同构成了完整的计算机系统。
（完整版）计算机系统结构考试题目及参考答案.doc
（完整版）计算机系统结构考试题目及参考答案.doc一：名词解释1：虚拟机：由软件实现的机器。
2：CPI ：是衡量CPU 执行指令效率的重要标志，指执行每条指令所需的平均时钟周期数。
3：摩尔定律：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18 个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。
4：并发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生的并行性。
5：程序局部性原理：是指程序在执行时呈现出局部性规律，即在一段时间内，整个程序的执行仅限于程序中的某一部分。
相应地，执行所访问的存储空间也局限于某个内存区域。
局部性原理又表现为：时间局部性和空间局部性。
6： CISC/RISC ： CISC ：即复杂指令系统计算机，指在系统中增加更多和复杂的指令，来提高操作系统效率的计算机。
RISC ：即精简指令系统计算机，指在系统中选取使用一些频率最高的、长度固定的、格式种类少的简单指令的计算机。
7：计算机系统结构：指对机器语言计算机的软、硬件功能的分配和对界面的定义。
8：系列机：指先设计好一种系统结构，而后就按这种系统结构设计它的系统软件，按器件状况和硬件技术研究这种结构的各种实现方法，并按照速度、价格等不同要求，分别提供不同速度、不同配置的各档机器。
9：模拟：用机器语言程序解释实现程序移植的方法。
10：仿真：用微程序直接解释另一种机器的指令系统。
11：寻址方式：寻找操作数或指令的有效地址的方式。
12：替换算法：在存储体系中，当出现页面失效时或者主存的所有页面已经全部被占用而又出现页面失效时，按照某种算法来替换主存中某页。
[ 由于主存中的块比Cache 中的块多，所以当要从主存中调一个块到Cache 中时，会出现该块所映象到的一组（或一个）Cache 块已全部被占用的情况。
这时，需要被迫腾出其中的某一块，以接纳新调入的块。
]二：选择题1，直接执行微指令的是（ C ）A 汇编程序B 编译程序C 硬件D 微指令程序2，对汇编语言程序员不透明的是（ C ）A 程序计数器B 主存地址寄存器C 条件码寄存器D 指令寄存器3，最早的冯·诺依曼型计算机是以（ B ）为中心的A 运算器B 控制器C 存储器D I/O 设备4，计算机系统结构的角度的结构来看，机器语言程序员看到的机器属性是（ C ）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 计算机各部分硬件的实现5，不同系列计算机之间实现可移植性的途径，不包括（ B ）A 采用统一的高级语言B 采用统一的汇编语言C 模拟D 仿真6，利用时间重叠原理，实现并行处理的是（ A ）A 流水处理机B 多处理机C 阵列处理机D 集群系统7，多处理机实现的并行主要是（B）A 指令级并行B 任务级并行C 操作级并行D 操作步骤的级并行8 计算机系统结构不包括（ B ）A 信息保护B 存储速度C 数据表示D 机器工作状态9，不需要编址的数据存储空间（ D ）A CPU 通用寄存器B 主存储器C I/O 寄存器D 堆栈10， RISC 执行程序的速度比CISC 快的原因是（ C ）A RISC 指令系统中条数较少B 程序在 RISC 编译生成的目标程序较短C RISC 指令平均执行周期数较少D RISC 中只允许 LOAD 和 STORE 指令存储11，程序员在编写程序时，使用的访存地址是（ B ）A 主存地址B 逻辑地址C 物理地址D 有效地址12，虚拟存储器主要是为了（ A ）A 扩大存储器系统容量B 提高存储器系统速度C 扩大存储器系统容量和提高存储器系统速度D 便于程序的访存操作13，与全相联映像相比，组相联映像的优点是（ B ）A 目录表小B 块冲突概率低C 命中率高D 主存利用率高14，输入输出数据不经过CPU 内部寄存器的输入输出方式是（ C ）A 程序控制方式B 中断C DMA 方式D 上述三种方式15，在配置了通道的计算机系统中，用户程序需要输入输出时引起的中断是（ A ）A 访管中断B I/O 中断C 程序性中断D 外部中断16，当计算机系统通过执行通道程序，完成输入输出工作时，执行通道程序的是（B）A CPUB 通道C CPU 和通道D 指定的外设三：填空1，常见的计算机系统结构的分类法有两种：Flynn 分类法，冯氏分类法冯氏分类法是根据系统的最大并行度对计算机系统结构进行分类，大多数的位并行的单处理机属于字串位并的处理机方式2，由软件实现的机器称为：虚拟机3，在一个计算机系统中，低层机器的属性往往对高层机器的程序员是透明的。
计算机系统结构答案
一、选择题1、对汇编语言程序员，下列（A ）不是透明的。
A: 中断字寄存器 B: 乘法器 C: 移位器 D: 指令缓冲器2、假设对A机器指令系统的每条指令的解释执行可直接由B机器的一段微程序解释执行，则A称为（D ）。
A: 仿真机 B: 宿主机 C: 虚拟机 D: 目标机3、 1. 查看下面三条指令：V3←A；V2←V0+V1；V4←V2*V3；假设向量长度小于64,且前后其他的指令均没有相关性，数据进入和流出每个功能部件，包括访问存储器都需要一拍的时间，假设向量的长度为N。
三条指令全部采用串行的方法，那么执行的时间是：A: 3N+20 B: 3N+21 C: 3N+22 D: 3N+234、某向量处理机有16个向量寄存器，其中V0-V5种分别存放有向量A,B,C,D,E,F,向量的长度是8,向量各元素均为浮点数；处理部件采用两个单功能流水线，加法功能部件时间为2拍，乘法功能部件时间为3拍。
采用类似CRAY-1的链接技术，先计算(A+B)*C,在流水线不停的情况下，接着计算(D+E)*F。
求此链接流水线的通过时间是多少拍?（设寄存器出入各需1拍）A: 8 B: 9 C: 17 D: 185、设有一个4个处理器的MIMD系统，假设在系统中访存取指和取数的时间可以忽略不计；加法与乘法分别需要2拍和4拍；在MIMD系统中处理器（机）之间每进行一次数据传送的时间为1拍；在MIMD系统中，每个PE都可以和其它PE有直接的的通路。
求利用此系统计算表达式所需的节拍数。
A: 23 B: 12 C: 11 D: 106、以下哪些是周期窃取方式的特点？A : 硬件结构简单B : 硬件结构复杂C : 数据输入或输出过程中占用了CPU时间D : 数据输入或输出过程中不占用CPU时间7、从下列有关Cache的描述中，选出应填入空格中的正确答案：(1)今有甲、乙两台计算机，甲计算机的Cache存取时间为50ns，主存储器为2us；乙计算机的Cache存储时间为100ns，主存储器为1.2us。
计算机系统结构考试题库及答案
计算机系统结构试题及答案一、选择题（50分，每题2分，正确答案可能不只一个，可单选或复选）1.（CPU周期、机器周期）是内存读取一条指令字的最短时间。
2.（多线程、多核）技术体现了计算机并行处理中的空间并行。
3.（冯•诺伊曼、存储程序）体系结构的计算机把程序及其操作数据一同存储在存储器里。
4.（计算机体系结构）是机器语言程序员所看到的传统机器级所具有的属性，其实质是确定计算机系统中软硬件的界面。
5.（控制器）的基本任务是按照程序所排的指令序列，从存储器取出指令操作码到控制器中，对指令操作码译码分析，执行指令操作。
6.（流水线）技术体现了计算机并行处理中的时间并行。
7.（数据流）是执行周期中从内存流向运算器的信息流。
8.（指令周期）是取出并执行一条指令的时间。
9.1958年开始出现的第二代计算机，使用（晶体管）作为电子器件。
10.1960年代中期开始出现的第三代计算机，使用（小规模集成电路、中规模集成电路）作为电子器件。
11.1970年代开始出现的第四代计算机，使用（大规模集成电路、超大规模集成电路）作为电子器件。
12.Cache存储器在产生替换时，可以采用以下替换算法：（LFU算法、LRU算法、随机替换）。
13.Cache的功能由（硬件）实现，因而对程序员是透明的。
14.Cache是介于CPU和（主存、内存）之间的小容量存储器，能高速地向CPU提供指令和数据，从而加快程序的执行速度。
15.Cache由高速的（SRAM）组成。
16.CPU的基本功能包括（程序控制、操作控制、时间控制、数据加工）。
17.CPU的控制方式通常分为：（同步控制方式、异步控制方式、联合控制方式）反映了时序信号的定时方式。
18.CPU的联合控制方式的设计思想是：（在功能部件内部采用同步控制方式、在功能部件之间采用异步控制方式、在硬件实现允许的情况下，尽可能多地采用异步控制方式）。
19.CPU的同步控制方式有时又称为（固定时序控制方式、无应答控制方式）。
《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。
《计算机体系结构》期末复习题答案
《计算机体系结构》期末复习题答案系别_________ 班级_________ 姓名__________ 学号__________一、填空题（每空1分）1.按照弗林（Flynn）分类法，计算机系统可以分为4类：SISD计算机、（SIMD计算机）、（MISD计算机）和（MIMD计算机）。
2. 改进之后的冯•诺依曼计算机的只要特点是存储器为中心，总线结构，分散控制。
3. 当前计算机系统中的存储系统是一个层次结构，其各层分别为：（通用寄存器，高速缓存，主存，辅存，脱机大容量存储器）。
4.高速缓冲存储器的地址映象方式有三种，它们分别是：（全向量方式，直接相联方式，组相联方式）。
5.虚拟存储器的三种管理方式是（段式管理，页式管理和段页式管理）。
6.目前计算机中常用数据有（用户定义数据，系统数据和指令数据）三种类型。
7.通常可能出现的流水线的相关性有（资源相关，数据相关和控制相关）。
8.解决中断引起的流水线断流的方法有（不精确断点法和精确断点法）。
9.目前向量处理机的系统结构有两种：（存储器－存储器型和寄存器－寄存器型）。
10.通用计算机基本指令分为5类，它们分别是：（数据传送类，运算类，程序控制类，输入输出类，处理机控制和调试类）。
11．执行指令x1=x2+x3；x4=x1-x5会引起（RAW）类型的数据相关，执行指令x5=x4*x3；x4=x0+x6会引起（W AR）类型的数据相关，执行指令x6=x1+x2；x6=x4*x5会引起（WA W）类型的数据相关。
12．多计算机网络中，通常出现的4种通信模式是（单播模式，选播模式，广播模式和会议模式）。
13.传统的冯•诺依曼计算机是以控制驱动方式工作，以数据驱动方式工作的典型计算机是（数据流计算机），以需求驱动方式工作的典型计算机是（归约机），以模式匹配驱动方式工作的典型计算机是（人工智能计算机）。
二、名词解释（每题2分）1.计算机体系结构：计算机系统结构就是计算机的机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性，是硬件子系统的概念结构及其功能特性。
计算机体系结构期末考试试题及答案
填空题1.从2002年以来，计算机性能的年增长率下降到了约30％。
其主要原因是：①大功耗问题；②可以进一步有效地开发的指令级并行性已经很少；③存储器访问速度的提高缓慢。
2. 可移植性是指一个软件可以不经修改或者只需少量修改就可以由一台计算机移植到另一台计算机上运行。
实现可移植性的常用方法有3种：系列机，模拟和仿真，统一高级语言。
2.通用寄存器型指令集结构计算机在灵活性和提高性能方面有明显的优势。
主要体现在①寄存器的访问速度比存储器快；②对编译器而言，能更加容易有效地分配和使用寄存器；③寄存器可以用来存放变量。
3.MIPS的数据寻址方式只有立即数寻址和偏移量寻址。
4.向量处理机的结构由所采用的向量处理方式决定。
有两种典型的结构；存储器-存储器型结构和寄存器-寄存器型结构。
5.Cache-主存层次的工作由硬件实现，对系统程序员是透明的。
6.降低Cache不命中率最直接的方法是增加Cache的容量。
不过，这种方法不但会增加成本，而且还可能增加命中时间，这种方法在片外Cache中用得比较多。
7.大多数磁盘阵列的组成可以由以下两个特征来区分：数据交叉存放的粒度、冗余数据的计算方法以及在磁盘阵列中的存放方式。
8.时延和带宽是用来评估互连网络性能的两个基本指标。
时延包括通信时延和网络时延。
9.计算机系统可分为SISD、SIMD、MISD和MIMD四类，许多早期并行处理机是SIMD计算机，近年来，MIMD已经成为通用多处理机系统结构的选择。
这是因为MIMD具有灵活性，并且MIMD能充分利用现有微处理器的性价比优势。
判断题1.从计算机语言的角度，系统结构把计算机系统按功能划分成多级层次结构，其中，第2级是操作系统虚拟机，第３级是汇编语言虚拟机。
（错）2.计算机系统中提高并行性的3种途径中，资源重复是在并行性概念中引入时间因素，加快硬件周转而赢得时间。
（错）3.指令集结构中采用多种寻址方式可能会增加实现的复杂度和使用这些寻址方式的指令的CPI。
计算机体系结构复习题(有答案)
计算机系统结构习题答案
计算机系统结构习题答案计算机系统结构是计算机科学与技术领域中的一个重要分支，它涉及到计算机硬件的设计和实现，以及与软件的交互。
以下是一些常见的计算机系统结构习题及其答案。
1. 指令集架构（ISA）是什么？答案：指令集架构（ISA）是计算机体系结构中定义计算机硬件能执行的指令类型和操作方式的规范。
它包括指令的格式、操作数类型、寻址模式、寄存器组织等。
2. 流水线技术是如何提高计算机处理速度的？答案：流水线技术通过将指令执行过程分解为多个阶段，使得多个指令可以同时在不同的阶段执行，从而减少了每条指令的执行时间，提高了计算机的处理速度。
3. 什么是缓存一致性问题？答案：缓存一致性问题是指在多处理器系统中，每个处理器可能有自己的缓存，当多个处理器访问同一数据时，如果缓存数据不一致，就会产生一致性问题。
解决这个问题通常需要使用缓存一致性协议。
4. 虚拟内存是如何工作的？答案：虚拟内存是一种内存管理技术，它允许计算机使用磁盘空间作为内存的一部分。
操作系统将物理内存和磁盘空间映射，使得应用程序可以访问比物理内存更大的地址空间。
当物理内存不足时，操作系统会将不常用的数据从内存转移到磁盘，释放内存给其他程序使用。
5. 解释冯·诺伊曼结构和哈佛结构的区别。
答案：冯·诺伊曼结构是一种计算机组织方式，其中程序指令和数据使用相同的总线和存储器。
哈佛结构则将指令存储器和数据存储器分开，允许同时访问指令和数据，提高了执行效率。
6. 什么是超标量处理器？答案：超标量处理器是一种设计，允许同时执行多条指令。
这种处理器通常具有多个执行单元，可以同时处理多条指令的不同部分，从而提高性能。
7. RISC和CISC的区别是什么？答案：RISC（精简指令集计算机）使用简单、统一的指令集，每条指令执行时间短，适合流水线处理。
CISC（复杂指令集计算机）则包含更多的指令，每条指令可以执行更复杂的操作，但执行时间较长，流水线效率较低。
计算机系统结构试题汇总(带答案)
______，调出有关处理该中断服务程序，准备运行。
19.设多体单字低位交叉的存贮器，单体容量为 I 的 m 个分体，其 Mj 的编址模式为 m×i+j,
其中 i=0,1,…，I-1;j=______，如 m=4,M2 体对应二进制地址码最低二位的状态为______。 20.自定义数据表示包括标志符数据表示和______两类，标志符应由编绎程序建立，对______
I1： RI←A1+A2 I2： R2←A3+A4 I3： R3←A5+A6 I4： R4←A7+A8 I5： R5←A9+A10 I6： R6←R1+n2 I7： R7←R3+R4 I8： R8←R5+R6 I9： F←R7+R8 这并不是唯一可能的计算方法。假设功能段的延迟为△t。 1．画出流水线时空图。(8 分) 2．计算流水线的实际吞吐率、加速比和效率。(每个 4 分，共 12 分)
6. 透明性：指一种本来存在的事物或属性，从某种角度看似乎不存在的现象。 7. LRU 算法：即近期最少使用算法，它选择近期最少访问的页面作为被替换的页面。 8．RISC：精简指令系统计算机，这种系统中，尽量简化指令功能，只保留那些功能简 单，能在一个节拍内执行完成指令，较复杂的功能用一段子程序来实现。 9．超标量处理机：通常把一个时钟周期内能够同时发射多条指令的处理机称为超标量 处理机。 10．流水线的链接技术：指一条指令的结果寄存器可能成为后继指令的操作数寄存器的 技术。
五、(10 分) 已知四个程序在三台计算机上的执行时间(s，秒)如下：
程序
执行时间(s，秒)
计算机 A
计算机 B
计算机 C
程序 1
1
10
02325计算机系统结构复习题(含参考答案)
C．各段之间的连接是固定不变
D．某一时间内可执行多种功能
13．多处理机机间互连采用总线形式的优点是（A）
A．结构简单、造价低、可扩充性好B．适用于处理机机数较多的场合
C．系统增减模块不方便D．没有访问公用总线的冲突
14．位片处理是指计算机采用___________方式对数据进行处理。（C）
D.同步由门(Latch)寄存器来实现
23．多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关，则( B )
A.可以并行执行
B.不可能并行
C.任何情况均可交换串行
D.必须并行执行
24．多处理机的各自独立型操作系统( D )
A.要求管理程序不必是可再入的
B.适合于紧耦合多处理机
C.工作负荷较平衡
D.有较高的可靠性
C.松耦合多处理机和多计算机
D.阵列处理机
29．设16个处理器编号分别为0，1，2，…，15用Cube3互联函数时，第10号处理机与第( D )号处理机相联。
A.11 B.8 C.14 D.2
30．若输入流水线的指令既无局部性相关，也不存在全局性相关，则( A )
A.可获得高的吞吐率和效率
B.流水线的效率和吞吐率恶化
C.主存的容量D.辅存的容量
36.以下说法不正确的是（ D ）
A.线性流水线是单功能流水线B.动态流水线是多功能流水线
C.静态流水线是多功能流水线D.动态流水线只能是单功能流水线
37.流水处理机对全局性相关的处理不包括（ D ）
A.猜测法 B.提前形成条件码 C.加快短循环程序的执行D.设置相关专用通路
8．解决重叠方式相关处理的两种基本方法是____推后分析___和设置___相关专用通路_____。
专升本《计算机系统结构》_试卷_答案
专升本《计算机系统结构》一、（共75题，共150分）1. 最早的冯·诺依曼（von Neumann）结构计算机是以（）为中心的。
(2分）A。
运算器 B.控制器 C。
存储器 D.I/O设备.标准答案:A2。
同构型多处理机和异构型多处理机所采用的提高并行性的技术途径分别是（ ) （2分)A。
资源共享、资源重复 B。
资源重复、资源共享C.资源共享、时间重叠D.资源重复、时间重叠。
标准答案：D3. 由同一厂家生产的、系统结构相同的，但组成和实现不同的所有计算机,称为（）（2分）A.兼容机B.扩展机C.系列机D.系统机.标准答案：C4. 从计算机系统中处理数据的并行性看,并行性等级从低到高分为（） (2分）A。
位串字串、位并字串、位串字并、全并行B.位并字串、全并行、位串字串、位串字并C。
全并行、位并字串、位串字串、位串字并D。
位串字串、位串字并、位并字串、全并行.标准答案:A5。
扩展编码要求（ )，否则会产生解码不唯一的问题. （2分）A。
所有的短码都必须是长码的前缀B。
所有的短码都不能是长码的前缀C.所有的短码都必须是长码的后缀D.所有的短码都不能是长码的后缀。
标准答案：B6. 下面的指令中，( ）不属于RISC处理器指令集。
（2分）A。
ADD R4，[1000］ B。
LD R3，(R4)C。
SUB R4，R3 D。
SD 0（R3）,R4。
标准答案：A7. 指令的重叠解释方式与顺序解释方式相比，可以提高（）指令的执行速度。
（2分）A.一条B.两条C。
两条以上 D.两条或两条以上.标准答案:D8. 虚拟存储器外部地址变换,实现的是虚地址到（）的变换. （2分）A.辅存物理地址 B。
主存地址C.Cache地址D.虚地址.标准答案:A9. 设主存和辅存的平均访问时间分别为秒和秒，若要使虚拟存储器的主存—辅存层平均时间达到，问至少应保证主存访问命中率为（）（2分）A.0.97 B。
0.98 C。
0.99 D。
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例1 将计算机系统中某一功能的处理速度加快15倍，但该功能的处理时间仅占整个系统
运行时间的40%，则采用此增强功能方法后，能使整个系统的性能提高多少？
解 由题可知： Fe = 40% = 0.4 Se = 15
根据Amdahl 定律可知：
采用此增强功能方法后，能使整个系统的性能提高到原来的1.6倍。
例2解 由题可知： Se = 25 Sn = 4
根据Amdahl 定律可知：
由此可得：Fe = 78.1%
即程序中浮点操作所占的比例为78.1%。
例3
解 （1）
（2）其哈夫曼树如图所示，该树的每个叶结点分别对应于一条指令。
6
.115
4.0)4.01(1
)1(1≈+
-=+-=Se Fe Fe S n ()2511
4Fe +-=
1
2=i i i
该哈夫曼编码的平均码长是：
其信息冗余量为
例4 设在下图所示的静态流水线上计算： 流水线的输出可以直接返回输入端或暂存于相应的流水寄存器中，试计算其吞吐率、加速比和效率。
(每段的时间都为△t)
解：（1）选择适合于流水线工作的算法
❑ 先计算A1+B1、A2+B2、A3+B3和A4+B4； ❑ 再计算(A1+B1)×(A2+B2)和(A3+B3)×(A4+B4)； ❑ 然后求总的乘积结果。
（2）画出时空图
)
(4
1
i i i B A +∏=
乘法
加减法
765432120.27
1
==∑
=i i i l p L 1.36%2.20
2.17
2.20≈－
☐
在18个△t 时间中，给出了7个结果。
吞☐ 不用流水线，由于一次求和需6△t ，一次求积需4△t ， 则产生上述7个结果共需（4×6+3×4）△t = 36△t 加速比为：
（3）计算性能
例5 有一条动态多功能流水线由5段组成，加法用1、3、4、5段，乘法用1、2、5段，
第4段的时间为2△t ，其余各段时间均为△t ，而且流水线的输出可以直接返回输入端或暂存于相应的流水寄存器中。
若在该流水线上计算: 试计算其吞吐率、加速比和效率。
解: (1) 选择适合于流水线工作的算法
☐ 应先计算A1×B1、A2×B2、A3×B3和A4×B4； ☐ 再计算(A1×B1)＋(A2×B2)
(A3×B3)＋(A4×B4)；
☐ 然后求总的累加结果。
(2) 画出时空图 (3) 计算性能
☐
)
(4
1
i i i
B A
⨯∑= 乘法
加法
例6在一个5 段的流水线处理机上需经9Δt 才能完成一个任务，各段执行时间均为Δt，任务处理过程对各段使用时间的预约表如下表所示。
（1）画出流水线的状态有向图，并由状态图得出流水线的最优调度策略和最大吞吐率。
（2）按最优调度策略输入6 个任务，求流水线的实际吞吐率、加速比和效率
解：1、禁止表F = (8, 4, 3, 1)，
由禁止表可得出初始冲突向量：C0= (10001101)，然后运算
状态有向图：
最优调度策略是(2, 5)，流水线的最大吞吐率就是最优调度策略的最大吞吐率，有TP max=1/3.5Δt
E=6*11/5*125=0.528
例7考虑两种不同组织结构的Cache：直接映象Cache和两路组相联Cache，试问它们对
CPU的性能有何影响？先求平均访存时间，然后再计算CPU性能。
分析时请用以下假设：
(1)理想Cache（命中率为100%）情况下的CPI为2.0，时钟周期为2ns，平均每条指令访存1.3次。
(2)两种Cache容量均为64KB，块大小都是32字节。
(3)在组相联Cache中，由于多路选择器的存在而使CPU的时钟周期增加到原来的1.10倍。
这是因为对Cache的访问总是处于关键路径上，对CPU的时钟周期有直接的影响。
4) 这两种结构Cache的不命中开销都是70ns。
（在实际应用中，应取整为整数个时钟周期）
(5) 命中时间为1个时钟周期，64KB直接映象Cache的不命中率为1.4%，相同容量的两路组相联Cache的不命中率为1.0%。
解平均访存时间为：
平均访存时间＝命中时间＋不命中率×不命中开销
因此，两种结构的平均访存时间分别是：
平均访存时间1路＝2.0＋（0.014×70）＝2.98ns
平均访存时间2路＝2.0×1.10＋（0.010×70）＝2.90ns
两路组相联Cache的平均访存时间比较低。
CPU时间＝IC×（CPIexecution＋每条指令的平均访存次数×
不命中率×不命中开销）×时钟周期时间
＝IC×（CPIexecution×时钟周期时间＋每条指令的
平均访存次数×不命中率×不命中开销×时钟周期时间）
CPU时间1路=IC*（2.0*2+（1.3*0.014*70））=5.27*IC
CPU时间2路=IC*（2.0*2+1.10*（1.3*0.010*70））=5.31*IC
相对性能比为：
CPU时间2路/CPU时间1路=5.31*IC/5.27*IC=1.01。