计算机体系结构期末复习题及答案

第一题选择题

1． SIMD是指（B）

A、单指令流单数据流

B、单指令流多数据流

C、多指令流单数据流

D、多指令流多数据流

2．下列那种存储设备不需要编址？D

A. 通用寄存器

B. 主存储器

C. 输入输出设备

D. 堆栈

3．按照计算机系统层次结构，算术运算、逻辑运算和移位等指令应属于（A）级机器语言。

A、传统机器语言机器

B、操作系统机器

C、汇编语言机

器 D、高级语言机器

4．早期的计算机系统只有定点数据表示，因此硬件结构可以很简单。但是这样的系统有明显的缺点，下面哪一个不是它的缺点：B

A．数据表示范围小

B．单个需要的计算时钟周期多

C．编程困难

D．存储单元的利用率很低

7．下面哪个页面替换算法实际上是不能够实现的？D

A）随机页面替换算法

B）先进先出替换算法

C）最久没有使用算法

D）最优替换算法

9．指令优化编码方法，就编码的效率来讲，那种方法最好？C

A. 固定长度编码

B. 扩展编码法

C. huffman编码法

D. 以上编码都不是

10．在早期冯·诺依曼计算机特征中，机器以（C）为中心。

A、存储器

B、输入输出设备

C、运算器

D、控制器

1.RISC 计算机的指令系统集类型是 ( C ) 。

A. 堆栈型

B. 累加器型

C. 寄存器—寄存器型

D. 寄存器 - 存储器型

2、相联存储器的访问方式是( D )。

A．先进先出顺序访问

B．按地址访问

C．无地址访问

D．按内容访问

3、假设—条指令的执行过程可以分为“取指令”、“分析”和“执行”三段，每—段分别只有—个部件可供使用，并且执行时间分别为Δt、2Δt和3Δt，连续执行n条指令所需要花费的最短时间约为( C )。

（假设“取指令”、“分析”和“执行”可重叠，并假设n足够大）

A．6 nΔt B．2 nΔt C．3 nΔt D．nΔt

6、下列计算机不属于RISC计算机的是（ C ）。

A．SUN：Ultra SPARC

B．IBM：Power PC620

C．IBM：PC/XT

D．DEC：ALPHA21164

7、哪一点不是RISC的特点？

（ D ）

A. 减少指令的平均执行周期数

B. 重视编译优化技术

C. 减少指令和寻址方式的种类

D. 增加指令的功能

8、哪种兼容方式对系列机来说是必须要求做到的？（ B ）

A. 向前兼容

B. 向后兼容

C. 向上兼容

D. 向下兼容

9、在计算机系统中，表征系统运行状态的部件是( D )。

A．程序计数器

B．累加计数器

C．中断计数器

D．程序状态字(PSW)

10、存储器读写速率越高，每位的成本也越高，存储容量也小。解决这一问题的主要方法是采用( C )。

A．Cache

B．并行存储器

C．多级存储体系结构

D．缓冲技术

1．计算机系统结构的层次结构按照由高到低的顺序是（A ）。

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

B、高级语言机器级，应用语言机器级、汇编语言机器级、微程序机器级

C、应用语言机器级、传统语言机器级，汇编语言机器级，操作系统机器级

D、应用语言机器级，操作语言机器级，微程序机器级、传统机器语言机器级2．机器内浮点数都包含阶码和尾数两部分，其中尾数的位数主要影响（A ）。

A、能表示数的精度

B、能表示数的范围

C、能表示数的范围和精度

D、能表示数在数轴上分布的离散程序3．RISC的含义是（C ）。

A、 Reduced Instruction System Computer

B、 Reproduced Instruction Set Computer

C、 Reduced Instruction Set Computer

D、Reproduced Instruction System Computer

4．推出系列机的新机器，不能更改的是（A ）。

A、原有指令的寻址方式和操作码

B、系统总线的组成

C、数据通路宽度

D、存储芯片的集成度8．与全相联映象相比，组相联映象的优点是（ A ）

Ａ、目录表小Ｂ、比较对法

Ｃ、命中率高Ｄ、主存利用率高

10．对于线性流水，在每段经过的时间相等的情况下，流水线的效率与（ C ）成正比。

A、任务数

B、流水线段数

C、吞吐率

D、排空时间

1. 对应用程序员不透明的是(D )。

A．先行进位链 B．乘法器

C．指令缓冲器 D．条件码寄存器

2. 以下说法中，不正确的是(B )。

软、硬件功能是等效的，提高硬件功能的比例会

A．提高解题速度 B．提高硬件利用率

C．提高硬件成本 D．减少所需的存储器用量

4. 数据表示的含义是（ D ）。

A．表示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

6.在不同类中断事件优先级中，( D )不受中断屏蔽的控制。

A．中断按键 B．外部中断

C．I/O中断 D．访管中断

7.与虚拟存储器的等效访问速度无关的是（D ）。

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

8. 页是( )单位，由( )划分，它的长度( )。D

A．逻辑，系统，定长 B．逻辑，用户，不定长

C．物理，用户，不定长 D．物理，系统，定长

1.某个时期投入市场的机器上编制的软件，不用修改就可运行在比它之后投入市场的机器上，这被称为(D)。

A．向上兼容 B．向下兼容 C．向前兼容 D．向后兼容

2.信息按整数边界存储的主要优点是（A ）。

A．访存速度快 B．节约主存单元

C．指令字的规整化 D．指令的优化

4.按Cache地址映像的块冲突概率从高到低的顺序是（C ）。

A.全相联映像、直接映像、组相联映像

B.组相联映像、直接映像、全相联映像

C.直接映像、组相联映像、全相联映像

D.全相联映像、组相联映像、直接映像

5.衡量流水线的主要性能指标是(D )。

A.流水线容量

B.流水线长短

C.流水线规模

D.流水线吞吐率和效率

2．并行处理发展通过( D )途径形成了分布处理系统。

A．提高主频 B．时间重叠 C．资源重复 D．资源共享

3.系列机软件必须保证（ D ），一般应做到软件的向上兼容性。

A、向上兼容

B、向下兼容

C、向前兼容

D、向后兼容

1．对机器语言程序员透明的是（ B ）。

A．中断字 B．主存地址寄存器 C．通用寄存器 D．条件码

按照Flynn的分类，PⅡ的MMX指令采用的是（31）模型，而当前的高性能服务器与超级计算机则大多属于（32）类。

（31）、（32）A．SISD B．SIMD C．MISD D．MIMD

例题1分析

按照Flynn的分类，计算机可分为SISD、SIMD、MISD和MIMD共4类。

PⅡ中开始采用MMX技术，引进了一些新的通用指令，虽然使用了单指令多数据思想，但从整体上说PⅡ仍属于SISD类。

当前的高性能服务器与超级计算机大多具有多个处理器，多任务处理并行处理，基本上都属于MIMD。例题1答案（31）A （32）D

第二题填空题

1、进行仿真工作的机器称为宿主机，而被仿真的机器称为_____目标机________。

3、Cache存储器写保护时，只写入Cache，仅当需块替换时，才将其写回主存，称这种修改方法为______写回法_________法。

4、一般中断是在_____每条指令的尾部______时处理的，而页失效是立即处理的。

1．提高计算机系统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．在Cache存贮器中，CPU每次写Cache的同时，也写入主存，称这种更新主存块内容的方法为写直达法。

2．计算机组成是计算机体系结构的逻

辑实现。计算机实现是计算机组成

的物理实现。

3．“主存-辅存”层次的目的是为了弥补主存容量的不足；“Cache-主存”层次的目的是为了弥补主存速

度的不足。

4．从计算机体系结构的发展来看，早期的计算机是以运算

器为中心的系统结构，而近代的是以存储

器为中心的系统结构。

6．计算机体系结构设计和分析中最经常使用的三条基本原则是大概率原则、阿摩达尔定律和局部性原理。

7．Amdahl定律表明系统的加速比依赖于部件可改进比例和加速

比两个因素。

9．一条DLX指令最多需要5个时钟周期，它们分别是取指周

期、指令译码周期、执行/有效地址计算周期、存储器周期和写回周期。

10．吞吐率是流水线在单位时间内所完成的任务数或输出结果的数量。

11．流水线在连续流动达到稳定状态后所得到的吞吐率叫做最大吞吐率。

12．按照同一时间内各段之间的连接方式来分，流水线可分为动态流水线

和静态流水线。

13.流水线中的相关有结构相关、数据相关和控制相关。

1.并行性包括同时性和并发性二重含义。

5. 解决通用寄存器数相关的办法有推后

法和设置相关专用通路。

2. 计算机系统的3T性能目标是 1TFLOPS计算能

力， 1TBYTE主存客量和 1TBYTE／S的

I/O带宽。

4. 浮点数阶码位数影响数的可表示范围大小，尾数的位数影响数的可表示精度大小。

5.在满足系统性能和总线流量的前提下，可以采用总线的功能组合、并/串-串/并转换、信息编

码等方式来减少总线的线数。

8. 段页式虚拟存贮器的内部地址映象表机构有段表和页表两部分。

9.在m段组成的流水线中，设各段经过的时间不同，则在连续完成n个任务时流水线的效率为

。

10.全局相关指已进入流水线的转移指令和其后续指令之间的相关。

1．中断响应时间是指_______从发出中断请求到进入中断处理程序这段时间

_ ______。

3．对于计算机体系结构，计算机组成和计算机实现三个概念来说，_____计算机组成____着眼于机器级内各事件排序方式_____计算机系统结构_______着眼于对传统机器级界面的确定，______计算机实现______着眼于微程序设计。

5．中断系统的软硬件功能分配实际上就是在中断响应硬

件和中断处理程序软件之间的功能分配。

6．数据宽度是指在期间所传送的数据总量。

7．评价存贮器性能的基本要求是大容量、高速

度和低价格。

8．程序的局部性包括时间上的局部性

和空间上的局部性

9．在“一次重叠”解释时，第K+1条指令需要等第K条指令执行后才能形成，称此时发生了指令相关。

10．中断屏蔽不能改变中断响应的优先次序，但是能够动态改变中

断处理程

序

次序。

一、判断题

1．可以说向后兼容是系列机的根本特

征。

（√ ）

3．在数据描述符中，描述符与数据分开存放，主要用于描述单个数据的特征。（× ）

6．为了动态调节中断处理程序实际执行完的次序，需要在中断级请求源和中断响应排队器的入口端之间加设中断屏蔽字寄存器和相应的控制门电路。（√ ）

7．页面失效请求可以在每条指令执行到末尾时检测，以便在此时看是否调页。（× ）

8．Cache存贮器等效访问速度达不到接近于第一级Cache的，可以增加Cache 容量来解决。（√ ）

9．对于通用寄存器变址相关的情况，有可能会出现“一次相关”，而不会出现“二次相关”。（× ）

1．( √ )器件的发展是推动计算机系统向前发展的最直接的动力。

3．( × )由于RISC简化了指令系统，因此，RISC上的目标程序比CISC上的目标程序要短一些，程序运行的时间就会少一些。

5. ( √ )专用总线的总线数多，系统流量大，I/O系统不适宜用专用总线。

8．( √ )存储器采用单体单字，还是多体交叉并行存取，对系统结构设计应是透明的。

10. ( × )从软硬功能分配看，静态流水线把功能负担较多地加到硬件上，而动态流水线则较多地加到软件上，以提高流水的效能。

3．( × )在集中式定时查询方式中，共享总线的部件都有各自的一对"总线请求"和"总线准许"线。

4．( × )页面失效请求可以在每条指令执行到末尾时检测，以便在此时看是否调页。

3、若Cache未命中，应将程序挂起，同时调块。（× ）

5、只要将子过程进一步细分，就可以使流水吞吐率进一步提高。（× ）

1．系统是否设浮点运算指令，对计算机系统结构是透明的。（错）

2．基址寻址支持程序的动态再定位，变址寻址支持程序的循环。（对）

存储转发寻径：

在存储转发网络中包是信息流的基本单位，每个结点有一个包缓冲区。包从源结点经过一系列中间结点到达目的结点。当一个包到达一个中间结点时，它首先被存入缓冲区，当所要求的输出通道和接收结点的包缓冲区可使用时，然后再将它传送给下一个结点。

1．系列机

所谓系列机是指在一个厂家内生产的具有相同的系统结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。系列机方法能够在具有相同系统结构的各种机器之间实现软件移植。

5．MIPS

MIPS= =

6．MFLOPS