计算机系统结构试题及答案

计算机系统结构试题模拟试卷（有答案）

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.DRAM

C.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。

2.试述RISC设计的基本原则和采用的技术。

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Cache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。在数据块调入时存在着一个比较复杂的替换问题，即决定将数据块调入Cache中什么位置，将Cache中那一块数据调出主存。为了达到较高的速度，全部比较和替换都要用硬件实现。

四、论述

CPU写Cache时内容不一致现象，有那两种解决方法？各自的优缺点是什么？

【解】

有两种方法：

写回法（抵触修改法）：是在CPU执行写操作时，信息只写入Cache，仅当需要被替换时，才将已被写入过的Cache块先送回主存，然后再调入新块。

写直达法（直达法）：利用Cache-主存存储层次在处理机和主存之间的直接通路，每当处理机写入Cache的同时，也通过此通路直接写入主存。

在可靠性上，写直达法优于写回法；在与主存的通信量上，写回法少于写直达法；在控制的复杂性上，写直达法比写回法简单；在硬件实现的代价上，写回法要比写直达法好。

五、计算

某模型机由8条指令，使用频度为

0.3 0.3 0.2 0.1 0.05 0.02 0.02 0.01

试分别用Huffmann编码和扩展编码对其操作码进行编码，限定扩展编码只能做两种长度，则它们的编码长度比定长操作码的长度减少多少？

【解】

Huffman长度：(0.3+0.3+0.2)*2 + 0.1*3 + 0.05*4 + 0.02*5 + 0.02*6 + 0.01*6 = 2.38 长度减少3-2.38=0.62

扩展编码长度：(0.3+0.3+0.2)*2 + (0.1 + 0.05 + 0.02 + 0.02 +0.01) * 5 = 2.6

长度减少3-2.6=0.4

模拟试卷2

一、名词解释

1.系统结构:指系统内部各组成要素之间的相互联系、相互作用的方式或秩

序，即各要素在时间或空间上排列和组合的具体形式。

2. RISC: 精简指令系统计算机，只采用使用频度高、简单、执行速度快的指令类型。

3.并行性:把解题中具有可以同时进行运算或操作的特性,

4.实页冲突:发生两个以上的虚页想要进入主存中同一个页面位置的现象。

5.仿真:用模型来代替实物进行研究、试验的方法

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. DRAM

C. 主存

D. 硬盘

2.并行性开发的途径为时间重叠、( C )和资源共享等。

A. 时间并行

B. 资源分布

C.资源重复

D. 时间并发

3.RISC的三个基本要素是：(1)一个有限的简单的指令集；(2)CPU配备大量

的( B ) ；(3)强调对指令流水线的优化。

A. 专用寄存器

B. 通用寄存器

C. Cache

D. 内存

4.冯•诺依曼型计算机的设计思想是存储程序并按地址顺序执行，它的主要组

成部分包括：运算器、( B )、控制器适配器与I/O设备。

A. 寄存器

B. 存储器

C. 缓冲器

D. 译码器

5.指令格式中的( A )字段，用来表征指令的操作特性与功能。

A. 操作码

B. 指令字

C.数据字

D.地址码

三、简答

1.试述现代计算机系统的多级层次结构。

2.试述阵列处理机与多处理机的区别。

结构方面：阵列处理机的互连较规整，有一定专用性，互连的处理单元数量大；多处理机要采用更灵活多变的结构，实现复杂的互连模式，互连的处理机数量少。

并行性方面：阵列处理机是操作级并行，是并行性的同时性；多处理机是作业、程序、任务级的并行，同时包含指令内部操作间的并行，是并行性的并发性。

3.试述分页式虚拟存储器与分段式虚拟存储器的含义和区别。